中小尺度天气自动监测站介绍

为早日改变现行气象信息人工采集的落后面貌，实现现代信息采集与传输同步发展的目的，从九十年代初开始，中国气象局大气探测自动化领导小组就组织专业机构和部分地区共同实施研制开发地面遥测自动气象站，经过几年试用，目前已有两种机型已经和正在通过产品设计定型，进入业务应用阶段。在“九五”期间，中国气象局计划先在边远、高山、无人海岛，然后在国家基准、基本站分步建立地面遥测自动气象站。1地面遥测自动气象站的分类地面遥测自动气象站分为中小尺度自动天气监测站和自动气候监测站。中小尺度自动天气监测站主要为抗灾防灾服务…     

建设区域天气观测网 提升气象服务能力

雨量和雨情是重要气象信息,也是天气预报的重点和难点。为了大力提升雨情服务的精度和时效,适应社会进步、经济发展和建立和谐社会的需要,2004年河南省气象局制定了在全省2200个乡镇建设自动雨量站的方案。截至2005年底,全省已建乡镇自动雨量站1460个,基本形成了高时效、高精度、自动化和覆盖全省的雨量监测与信息服务网,并在2005年汛期气象服务中发挥了重要作用。1乡镇自动雨量站网建设1.1建设背景河南国土面积虽然只有16.7万km2,但却是全国人口第一大省和农业大省,生产总值列中西部省份之首,粮食总产稳居全国第一。同时,河南地跨长江、淮…     

建设区域天气观测网提升气象服务能力

雨量和雨情是重要气象信息,也是天气预报的重点和难点.为了大力提升雨情服务的精度和时效,适应社会进步、经济发展和建立和谐社会的需要,2004年河南省气象局制定了在全省2200个乡镇建设自动雨量站的方案.截至2005年底,全省已建乡镇自动雨量站1460个,基本形成了高时效、高精度、自动化和覆盖全省的雨量监测与信息服务网,并在2005年汛期气象服务中发挥了重要作用.     

乌鲁木齐机场一次小尺度雷暴天气分析

利用常规天气资料、卫星云图资料、乌鲁木齐市多普勒雷达资料、AWOS资料对乌鲁木齐机场2006年5月18日发生的一次小尺度天气带来的强雷暴进行分析,结果表明：雷暴天气发生在较强降水过程之后较低气温条件下的一次特殊天气。雷暴天气发生时,乌鲁木齐机场个别时刻跑道两端出现了风向和风速变化的不连续,在跑道上形成了水平风切变。此次雷暴天气是在北疆地区存在高空急流及500hPa高空槽的特定大尺度天气背景下,由地面能量锋、地面辐合线、干线触发的强对流天气。     

中小尺度天气系统(二)

三、中尺度天气分析 由于中尺度天气系统具有自己特点,因此在分析方法和资料的要求上,它与大尺度天气分析有所不同。在资料条件方面,中尺度天气分析要求时空分布更为稠密,质量更高。随着我国气象事业的不断发展,目前,在许多地区,地面测站的平均距离已达到50公里以内。这种资料的密度,基本上能够满足中尺度系统     

中小尺度天气系统（一)

在前面几讲中提到的一些天气系统,如冷高压、副热带高压、温带气旋、台风等等,其水平尺度都接近千公里或千公里以上。按大气运动尺度的划分,属于大尺度天气系统。然而在实际生活中,人们也常常遇到一些天气现象,其范围比上述那些系统小得多。夏季的雷雨,就是众所周知的例子,往往两地相隔不远,一地风和日丽,一地却是雷雨交加,所以有“夏雨隔牛背”     

中国中小尺度强对流天气气候学特征

中小尺度强对流天气具有极强的破坏力,了解其气候学特征对于预测、预报和影响评价都具有实际意义。利用1961~2015年的2332个高密度逐月国家级气象站观测资料,分析了中国大陆3种常见中小尺度强对流天气（雷暴、闪电、冰雹）在年、季、月尺度上发生日数的时间变化规律和空间分布特征。结果表明:全国年平均雷暴、闪电和冰雹发生频率分别为39.23 d/a、20.56 d/a和1.07 d/a;雷暴和闪电主要发生在夏季3个月,雷暴日数7月最多,闪电日数8月最多;冰雹主要发生每年5~9月,6月发生频率最高;雷暴和闪电的高发区分布基本一致,主要集中在华南和西南,青藏高原也是雷暴的高发区域之一;冰雹的高发区主要集中在青藏高原、内蒙古高原东部以及中西部山地,而东南沿海地区发生频率则较低。进一步分析发现,我国雷暴和冰雹出现频率随海拔高度增加而明显增加,冰雹和海拔高度有更好的对应关系,二者增加速率分别为2.87 d/500 m和1.80 d/500 m,表明地势高度对这两种强对流天气形成和发展具有重要影响。     

中小尺度天气系统的多普勒统计特征

利用广州新一代天气雷达资料，将多普勒速度和反射率因子及其导出产品特征进行分型，详细描述了各种类型多普勒速度特征的特点和分类方法。按不同类型中小尺度天气系统，对多普勒速度和反射率因子形状的各项特征以及反射率因子大小、回波移速及垂直累积液态含水量分别进行归纳统计，重点分析了多普勒速度的统计特征。结果表明：80％左右的雷雨大风包括下击暴流在多普勒速度图上表现为大风区型和近地层辐散型，产生强降水的速度场50％以上为辐合流场，24％为逆风区型。中气旋特征和弓形、钩状等特殊形状回波出现的几率虽然不高，但却是短时暴雨或大暴雨、冰雹、灾害性大风等强烈天气的重要标志。综合运用多普勒特征和环流背景，有可能改善强对流识别的准确率。     

一次大风天气的中小尺度特征分析

应用深圳新一代多普勒天气雷达、边界层风廓线雷达和区域气象观测站等多种观测资料,对2009年3月5日深圳市一次局地大风天气的中小尺度特征进行了分析。通过分析造成大风天气的颮线过程急流变化、飑线内小尺度强对流系统结构特征,以及受灾地点附近地面风向、风速、气压、气温和降水量等气象要素变化特征,认为飑线内的小尺度强对流系统造成了这次大风灾害。发现飑线在东移发展过程中,有高空急流动量下传特征,飑线内的小尺度强对流系统有移动速度快、生消时间短、中心风速大的特点,其速度中心区具有上大下小的漏斗状及前倾垂直结构特征、具有局地弱龙卷的特征。     

一次暴雨天气过程的中小尺度系统分析

利用天气图资料、自动站四要素资料,运用中尺度分析方法及Micaps预报业务平台的应用等手段,对2010年7月17-18日在河南省周口市出现的一次暴雨天气过程进行了分析.分析结果表明,120-140°E日本海高压和青海高压的长期对峙、切交线的维持、西南气流的水汽输送和辐合、西风带系统的加入是形成此次天气过程的主要原因.强...     

一次沙尘暴天气过程的中小尺度特征分析

利用高空、地面、物理量、FY-2E及数值预报产品资料,对2015年3月31日格尔木地区巴尔喀什湖冷槽型的沙尘天气过程进行中尺度分析和研究。分析结果表明,这次特强沙尘暴的触发系统主要是冷锋过境,而冷湖中尺度低压系统则起到了激发和加强作用。     

我国大陆大尺度气候观测网的理想密度和分布

以我国大陆2416个气象观测站点组成的站网为参考,以观测序列的相关性表示对气候变化信号的监测能力,分析不同地区单位经纬度网格内站点数对信号监测能力的影响,得到特定监测能力要求下所需的站点数,为大尺度气候观测站网的站点设置提供科学依据。对2.5°×2.5°网格来说,当要求子集站网气温序列与标准站网气温序列相关系数超过0.99和0.95时,所需的站点数分别为750和377;当要求子集站网降水量序列与标准站网降水量序列的相关系数超过0.95和0.90时,需要的站点数分别为670和417。对2.5°×3.5°和5.0°×5.0°经纬度网格的分析发现,对站点数量要求较高的区域大部分是地形过渡区,一般来说,降水量观测对站点密度的要求高于气温。     

灾害性天气过程中气象要素小尺度水平梯度分析

利用深圳机场跑道两端气象观测资料,统计了气象要素年平均小尺度水平梯度变化,并选择4个典型灾害性天气过程,分析不同天气条件下水平梯度变化的特征.两站气象观测记录的年平均值在探测精度范围内是相等的,标准差、偏度系数、峰度系数等的变化一致.年平均水平气压梯度为0.0064hpa/km,温度年平均水平温度梯度为0.035℃/km,年平均水平风速梯度1.1×10-4/s. 飑线过程中水平气压梯度可达年均值的170倍以上,水平温度梯度最大0.6℃/km,风速最大相差8m/s,相当于5.3×10-3/s的水平风速梯度;强对流过程中气象要素及其水平梯度变化与飑线过程的基本一致;连续暴雨过程可以出现0.15hpa/km水平气压梯度、0.5℃/km水平温度梯度以及90°的风向偏差等稳定持续10小时的现象;冷空气影响期间0.1hpa/km的水平气压梯度可以持续30小时以上.     

“4.12“强沙尘暴中小尺度天气分析

利用地面气压场,有关气象站的气压、气温、湿度、风速自记资料,对2000年4月12日天气过程进行了分析和研究.分析结果表明,这次强沙尘暴的触发系统主要是冷锋过境,而中小尺度系统扰动则起到了激发和加强作用.     

“97.4.2”冰雹天气过程的中小尺度分析

1997年4月2日下午，梧州市（含苍梧县）出现了罕见的冰雹天气，此次降雹属锋前降雹。通过对降雹过程的特征场、物理量场进行中小尺度分析，发现高空急流的维持、低空急流的建立伴有上层干冷、下层暖温和地面局部风向的切变，并在切变线上有高能舌相伴，为降雹提供了必要条件，地面能量的突变及中心所在位置与降雹区有较好的联系。     

“97.4.2”冰雹天气过程的中小尺度分析

１９９７年４月２日下午，梧州市（含苍梧县）出现了罕见的冰雹天气，此次降雹属锋前降雹。通过对降雹过程的特征场，物理量场进行中小尺度分析，发现高空急流的维持，低空急流的建立伴有上层干冷、下层暖温和地面局部风向的切变，并在切变线上有高能舌相伴，为降雹提供了必要条件，地面能量的突变及中心所在位置与降雹区有较好的联系。     

冀中南地区一次冰雹天气的中小尺度特征

利用2014年6月22日08:00及14:00常规探空观测资料,08:00—20:00自动站逐时风场资料、闪电资料、FY-2E可见光云图及石家庄站多普勒雷达逐6 min资料,对发生在河北石家庄的一次冰雹天气的中尺度系统特征及环流背景进行分析,探寻此类灾害性天气精细化预警着眼点。结果表明:高空冷涡东南象限中"上干冷下暖湿"的不稳定区域是强对流出现的潜势区,干冷空气入侵和边界层辐合线是河北中南部地区对流的触发条件;分散的对流云团在冷涡附近形成,外围的弧状云线逐步发展加强,弧状云线和上冲云顶的识别和分析有利于判断对流云团的发展变化趋势,其演变对短临预警有较大的参考意义。对流发生前中等偏强的垂直风切变有利于超级单体的发展;包含超级单体的多单体风暴是本次过程的直接影响系统,并伴有旁瓣回波、三体散射等典型雹暴回波特征;风暴向引导气流偏右侧方向移动,移速与平均环境风相当,为精细化落区预警提供参考;冰雹出现时正闪比例增加,其空间分布与雷达回波和冰雹路径对应,对冰雹短临精细化预警具有较好的指示意义,可作为雷达分类预警的有益补充。     

一次短历时暴雨的中小尺度天气分析

利用多普勒雷达、地面自动气象站等资料,对2008年7月17日夜间发生在夏津县的暴雨天气的影响系统和γ-中尺度强降雨落区形成的动力机理进行分析。分析表明：地面辐合回波带上γ-中尺度回波块的滚动更迭是造成这次暴雨过程的直接原因,地面辐合触发了暴雨落区强降水的发生,并为暴雨区上空提供了大量水汽。     

中小尺度强对流天气的雷达回波图像生成方法

为生成复杂环境下的优质雷达回波图像,减少目标信息缺失现象与相对成像误差,提出基于中小尺度强对流天气的雷达回波图像生成方法。采用可最大限度保留雷达回波特性的傅里叶插值法,形成空间分辨率均匀的雷达回波三维规则网格数据;基于改进变分贝叶斯理论,实现中小尺度对流天气雷达回波图像超分辨重现,生成雷达回波图像。试验结果表明,该方法处理后的中小尺度强对流天气雷达回波范围与原图相似度高,可最大程度留存雷达回波信息,该方法能够生成清晰的雷达回波图像,且不存在目标信息缺失现象,相对成像误差极小。