数字摄像法测量能见度仪器系统比对实验

文章介绍了数字摄像法测量能见度仪器系统（DPVS）的基本原理，DPVS通过数字摄像机直接摄取选定目标物的图像，并将该图像直接输入计算机进行分析处理，自动获取能见度值。DPVS能见度仪与常用能见度仪比对实验结果表明DPVS已基本可以应用。     

数字摄像能见度仪器系统控制电路的设计

数字摄像能见度仪器系统(DPVS)是完全仿照人工目测能见度的方法测量能见度的,比传统的透射式、散射式能见度仪更具客观性。为了说明DPVS在硬件方面的工作原理,从该仪器系统的控制电路原理、电路详细构成、元器件的选配、电路设计思路以及系统在实际运行中出现的一些问题和解决方法等方面做了详细介绍。同时还对控制电路中应用的单片机的部分软件做了简要介绍。     

数字摄像能见度观测系统中实用黑体技术的应用

在数字摄像能见度观测系统 (DPVS) 中, 目标物的自身亮度难以实时测量, 给观测结果带来的不确定性不可忽略, 采用实用黑体技术可以大大减小乃至消除其造成的误差。作者对非黑体目标引起的测量误差进行了分析, 结果表明相对误差随着目标物反射率的增加和能见度的升高而增大, 为了保证测量精度, 需要采用反射率足够低的目标物。对于长方体结构的实用黑体腔, 采用多次反射法计算了其近轴向的半球-方向反射率与其特性参数之间的关系。在没有观测到侧壁的前提下, 其轴向反射率最大, 随着偏离轴线角度的增加, 反射率逐渐减小。轴向反射率随腔体长度与开口边长比值的增加而迅速减小, 而腔体宽度增加引起的变化不明显。另外, 作者还推导了在考虑弥散成像时对实用黑体开口尺寸最小需求的计算公式, 也给出了符合一定条件的实用黑体轴向反射率的近似计算公式, 从而提供了DPVS中实用黑体参数选择的基本原则。最后, 给出了DPVS采用非黑体和实用黑体目标计算能见度的对比试验结果, 充分说明了在DPVS中采用实用黑体技术的必要性和可行性。     

基于数字摄像技术测量气象能见度--双亮度差方法和试验研究

数字摄像技术在地基、空基定量化大气遥感上的应用是一个方兴未艾的研究领域.作者阐述了基于数字摄像技术,利用地平线附近两个不同距离的目标物和其对应水平天空背景亮度差的比值计算白天气象能见度的方法(简称双亮度差方法)及其标准观测条件,该方法能够消除CCD(电荷耦合器件)数字摄像系统暗电流和背景杂散光的影响,可以增大数字摄像能见度观测系统(DPVS)的测量范围,提高测量精度.2002年在合肥骆岗机场进行了DPVS同V(a)is(a)l(a)前向散射仪、透射仪以及目测的对比试验,大量实测数据表明:DPVS和V(a)is(a)l(a)仪器以及目测的一致性相当好,采用双亮度差方法,即使能见度达到基线长度的200倍,DPVS也能给出可信的测量结果.     

天津市东丽区一次持续性雾霾天气过程的特征及影响要素分析

基于常规气象观测资料和PM_2.5浓度资料,分析了2019年1月10—14日天津市东丽区出现的一次持续性雾霾天气特征及其成因。结果表明：此次雾霾天气具有明显的阶段性特征,高空平直西风环流、中层暖脊和地面弱气压场为此次雾霾天气出现提供了有利的天气形势。轻雾和霾阶段,能见度变化更易受到相对湿度的影响;而雾阶段,能见度变化更易受到风速的影响。PM_2.5浓度与地面气象因子关系密切,与能见度、风速负相关,与相对湿度正相关。当其他气象条件稳定,且周边地区污染物浓度较高时,近地面风向转变,对本地区雾霾的出现起到关键性作用。     

雾霾天气个例气象条件对比分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和L波段探空资料从环流形势、扩散条件和边界层特征3个方面对2013年两次雾、霾天气个例进行对比分析,结果表明:500hPa西北气流冷平流、地面弱风场、垂直速度呈弱上升-下沉的垂直分层特点和逆温是两次雾、霾天气出现和维持的共同特征。地面西北风、850hPa弱冷平流、近地层浅薄的接地逆温(100~200m)和湿层与霾天气对应,地面偏东风、850hPa暖平流、925hPa以下深厚的悬浮逆温(400m)和湿层与雾天气对应,霾过程较雾过程逆温强度强,上升运动高度高。消散时雾较霾下沉运动中心高度低,强度弱;霾消散时接地逆温特征变化不大,雾消散时悬浮逆温有底部抬升和大气稳定层结向中性层结转变的变化特征;但均有下沉气流接地、垂直风切变较强和高层低露点干空气下传到地面的特点。     

塔克拉玛干沙漠腹地两种能见度仪测量结果的对比分析

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站的两种前向散射能见度仪(CJY-1C和FD12)2009年6月14日—8月5日的探测数据和人工目测数据对各种天气下的能见度变化进行了对比分析。结果表明,FD12和CJY-1C型能见度仪数据有很好的一致性。在能见度较低时,FD12型能见度数据与平均值偏离程度最小,测量更加稳定。FD12型能见度仪数据更接近于目测能见度数据。对于两种能见度仪,两者在扬沙天气的相关性最好,浮尘天气下的相关性较好,沙尘暴天气次之,典型晴天下的相关性最小,可在监测浮尘和扬沙天气时互相替代使用。     

能见度自动仪与人工观测资料对比分析

根据国家气象中心制定的《对比观测期间监测资料评估技术方法》,对2008年嘉兴气象观测站能见度仪资料与人工观测能见度进行对比分析,结果表明,能见度仪资料与人工观测值在低能见度多发季节(秋、冬、春季)相关较好,而夏季(能见度总体较高)则相反。对能见度进行分级后的比较得出,低能见度(2km)时能见度仪观测效果较好,和人工观测值之间的对比差值及粗差率低、一致率高,具有很好的代替作用,而随着能见度的逐渐升高(2～5 km,5 km),两者之间的差距加大,能见度仪的可替代性降低。最后通过比较两种数据的各项统计指标发现,能见度仪数据序列离散度较低,精密度及精确度都要高于人工观测值,通过订正后未来有望取代人工观测。     

南京不同天气和能见度下云凝结核的观测分析

利用美国DMT公司生产的云凝结核(Cloud Condensation Nuclei,CCN)计数器(DMTCCNC),对2013年4—12月南京地区CCN进行观测。对不同天气条件下CCN活化谱拟合,霾天C值最高,为13 085 cm-3,雨后C值降至8 054 cm-3,属于大陆性核谱。不同能见度条件下CCN活化谱特征有明显差异,南京地区不同程度霾天CCN数浓度均远高于轻雾天,浓雾时期CCN数浓度显著偏高。CCN数浓度受到气象要素和天气状况、气溶胶源排放等因素影响。南京地区气溶胶凝结核(Condensation Nuclei,CN)数浓度和CCN数浓度的拟合结果显示出较好的相关性。CCN数浓度值:冬季春季秋季夏季,春季CCN数浓度日变化有三峰趋势,夏季基本呈单峰型,秋季、冬季双峰特征突出。气溶胶源排放、环境气象条件和气溶胶理化特性均会影响CCN数浓度的季节变化。     

咸阳机场两次能见度突变天气的对比分析

对咸阳机场的两次能见度突然转差的天气进行分析比较，探讨该类形势下大雾的成因及周边地理环境对成雾的影响，并对此类天气的预报思路提出几点建议。     

Application of the hydrologic visibility concept to estimate rainfall measurement quality of two planned weather radars

This paper presents a practical application of the “hydrologic visibility” concept to select the future site of two planned weather radars of the French national network ARAMIS. This selection was realised by simulating the errors in radar rainfall measurement due to interactions of the radar beam with relief, and to the vertical variation of the radar reflectivity with altitude. Results show the interest of these simulations to optimise the radar location according to the objectives of radar coverage. Beyond these results, this paper highlights aspects interesting for hydrology: this type of simulation can be used to assess the radar measurement quality before initiating a quantitative exploitation of radar data, and before making a comparison or a combination with rain gauge data.     

DNQ1与FD12型能见度仪观测比对及影响因子研究

DNQ1型前向散射能见度仪是目前我国气象站应用最多的能见度仪之一,但对其观测能力的评估及与国际上同类能见度仪间的比对研究较少.本文利用2015年1—3月北京上甸子国家大气本底站DNQ1和FD12型能见度仪观测资料开展比对研究,分析两种能见度仪的观测差异特征及与关键气象要素和大气成分的关系.结果表明:两种仪器观测的小时平...     

北京城市浓雾特征及其与交通预报服务的关系

使用2007—2010 年北京地区18 个道面自动气象站能见度在1000 m 以下时的气象资料及同期北京管界内高速公路交通资料,对北京城市浓雾特征及其与交通预报服务的关系进行了探讨。结果表明: 1) 北京管界内高速公路封闭90%以上因浓雾引起。2) 浓雾具有明显的日变化和年变化,高发、低发时段分别在05—09 时和12—18 时,浓雾主要集中在9—12 月,6、7 月最少。3) 空间分布上,浓雾频次东南高,城区低,80%以上的浓雾出现在大兴和通州两区。4) 浓雾变化具有突发性和“象鼻形”先期振荡特征。5) 浓雾期间能见度变化与气象要素关系密切,近地面偏南风和偏东风最有利浓雾生成发展,西北风最有利浓雾消散;风速减小,气温下降,湿度增大,能见度降低,有利浓雾生成和发展;风速增大,气温升高,湿度减小,能见度上升,有利浓雾减弱消散;湿度减小滞后于能见度上升;浓雾维持阶段,各要素变化很小。     

乌鲁木齐国际机场“持续双低浓雾”天气特征分析

对影响乌鲁木齐国际机场运行的"持续双低浓雾"的天气标准进行了定义,选取了2014—2017年47个个例作为研究对象,使用天气学和统计学分析方法,从气候背景、环流形势、时间特征、地面气象要素特征进行分析,结果表明:(1)持续双低浓雾主要出现在冬季11月—次年3月,12月发生频率最高,占比约42.6%,其频繁出现与冬季气温偏高有关,一般乌鲁木齐先期有降水或地面有积雪。(2)主导能见度和跑道视程(RVR)的高频区间有显著差别,分别为50～100 m和200～300 m区间,频数分布为40%和26.4%。(3)高空环流形势以高压脊控制类型最多,占46.8%,西风波动型次之,占38.3%,高压脊前型最少,占14.9%。地面形势以蒙古冷高后部型为主,北疆沿天山多为均压或弱气压场;(4)多在夜间—上午出现,在中午—下午结束,持续时间均在24 h内。(5)持续双低浓雾容易出现在气温-5～-15℃、相对湿度≥85%、温度露点差≤2℃、0～1 m/s的风向不定或静风条件下。(6)局地风向与雾的生消维持有密切关联,偏北风有利于雾的出现和维持,东南风常使雾消散。     

前散式和透射式能见度仪的综合观测试验及对比分析

通过在野外观测基地和能见度计量检测实验室开展的前散式和透射式能见度仪对比观测试验,获取了能见度和其他气象与环境要素的同步观测数据,分析了不同大气环境条件下能见度测量值差异及其产生原因。结果表明：在能见度环境模拟舱内,两种能见度仪的测量值具有较好的一致性,但在自然环境中,两种能见度仪的测量值差异随能见度上升而快速增大。在不同天气现象出现时,前向散射仪与大气透射仪的测量值比值(VIS_FS/VIS_T)规律性变化明显,总体呈现随能见度上升而增大的趋势。无降水时,低湿情况下大气颗粒物吸收作用明显,透射能见度仪测量值远小于前散能见度仪测量值,两者均随PM_2.5质量浓度的增加而下降,且其差异也随之减小;高湿情况下大气颗粒物的散射作用在大气消光中占绝对优势,两种能见度仪测量值趋近。     

大同市专业专项气象预报系统

介绍了《山西省大同市专业专项气象预报系统》的研制及应用,包括系统主要技术要点,主要内容、系统运行情况,还介绍了专业专项气象指标的分析应用及用数值产品为基础多种预报方法相结合制作各种专业专项气象预报。     

辽宁省乡镇天气预报业务系统

辽宁省乡镇天气预报业务系统以高分辨率中尺度数值预报和自动气象站等加密观测数据为基础,以数值预报解释应用技术为依托,应用PP方程组和相似法结合制作乡镇站点的降水预报,建立起比较完善的乡镇天气预报业务流程,开发了辽宁省乡镇天气预报网站,实现了未来24 h辽宁省952个乡镇站点的降水、最高气温和最低气温3个要素的乡镇短期基本气象要素预报产品在网页上的下发、订正、保存、上报、评分和管理等功能。同时,概述了辽宁省乡镇天气预报系统的技术方法和工作流程。     

云南一次强对流冰雹过程的环流及雷达回波特征分析

针对目前多普勒天气雷达PUP产品显示程序都是单纯显示图像和信息而忽略风暴分析信息应用的现状,通过对PUP产品数据格式的研究,使用DELPHI XE2编程语言研发了多普勒天气雷达PUP产品强对流天气监测预警系统。该系统全部自编代码完成PUP产品的读取解析,能够单独或批量读取、解析、显示多普勒天气雷达19类（36个文件）PUP产品,进行强风暴识别定位及存储图片和风暴特征分析信息,有利于PUP产品综合应用广度和深度的扩展。利用该系统及PUP产品既可以实时获取冰雹发生概率信息和发布冰雹预警,又有助于深入研究强风暴天气发生发展机理,目前该系统及其产品在云南省气象局相关业务单位应用,满足了强对流天气监测预警业务服务、人工防雹作业指挥和科研应用需求。系统使用WINDOWS API函数和MIF格式行政区边界较为准确地完成强天气的乡镇定位,程序复杂度小,代码量较少,系统体量较小,可供单一定位功能的WINDOWS程序设计参考。

     

哈尔滨市中尺度灾害性天气监测预警系统

简要介绍了哈尔滨市中尺度灾害性天气监测预警系统建设的基本构思、各分系统的功能及主要建设任务。     

Tropical convective activities related to summer rainfall anomaly in China

1.IntroductionTropicsservesasthepredominantzoneofthermalsourcefordrivingatmosphericcirculationsthatislinkedtolatentheatreleasedbytheconvection.TheanomalyoftropicalairrseainteractionrepresentedbyENSOissuchastocausesevereabnormalityofconvectiontherein,whichwillaffectatmosphericcirculationsandclimateonaglobalbasis(Bjerknes,1969).Therefore,theair--seainteractionanomaly,andespeciallytheENSO--associatedglobalclimateanomalyhavebeenasubjectofmuchinterest.Chinesemeteorologistshavemadeenormouseffort…