大气中水滴降速的计算

本文从理论上推导了流体介质中球体降速υ随其半径r的变化形式υ=α。其中a、b为简化运动方程时引进的二个待定常数,由大气中水滴降速的实测资料确定,其值为a=0.53563、b=1.37358。由此式计算的最大相对误差为24%。比较了这一半理论公式与他人经验公式各自的特点。推荐了三组形如υ=A之新的统计公式,它们分别将r=0～2900μm分为三、四、五段,对应的计算最大相对误差分别为11%、7%、4%。     

电场中冻结水滴表面霜枝生长及其起电的实验

本文主要对在电场中,冻结水滴表面霜枝生长过程的起电进行了实验。测得起电量在10~(-1)—10~(-2)e.s.u之间,比水滴冻结起电要大一到两个量级,这么大的起电量,对研究雷暴云中的起电机制有一定的意义。     

带电水滴破碎临界电场的一个理论分析

给出了带电水滴不稳定形变时临界电场强度的理论公式,它和Macky的实验结果很符合。这结果表明,在雷雨云中电场强度值只要达到5,000伏/厘米,雨滴表面即可以产生火花放电,而可能触发云中闪电的形成。这时,由于雨滴表面放电,云中离子增加到10~(10)个/厘米~3,而大大加强了云中导电率。最后,当云中场强达到临界值时,由于雨滴的不稳定形变,3.2公分的雷达回波强度可以突然增强20倍。     

大气模式中表面水热通量计算的一些问题

对现有的大气模式中计算海面和大气间水、热通量的通量-廓线关系式进行了评论,提出一个理论上较完整的通量-廓线关系式。其中考虑了水汽对M－O参数的影响,并引进相应于虚位温的标量粗糙度。MoanaWave的实测资料表明,由于该资料相应于温度的粗糙度zoh和湿度粗糙度zoq相差不大,使现有的公式计算结果与文中提出的公式差别不大。当zoh,zoq差别大时,两种公式结果有一定的差别。而文中公式理论上更为合理。还将不稳定状态下计算通量的简化方法推广到海面。     

建筑物尖端对大气电场畸变影响的数值计算

建筑物尖端周围大气电场畸变特征研究是大气电学的重要分支之一。假定建筑物为理想导体并与地面充分连接,通过有限差分法计算二维泊松方程,得出建筑物周围的电位空间分布。讨论建筑物尖端的高度、宽度以及相对位置对大气电场畸变的影响,结果表明:最大电场畸变系数λ_i随高度呈线性增加,且线性方程斜率随宽度增加而减小;λ_i随尖端位置沿建筑屋顶的中心线向两边呈对称递增趋势,此趋势随建筑物高度增加更为显著; λ_i随尖端宽度呈指数递减关系,且宽度对畸变系数的影响随高度增加变得尤为显著。     

大气电场资料在雷电预警中应用

通过分析浙江省嵊县地区2007年6-10月12次强雷暴过程的电场观测资料,并结合该省闪电定位资料,发现当雷暴云移近电场仪测站时,在测站的防护区内（距测站10 km半径范围内）,闪电发生前的电场会出现快变抖动现象,并且快变抖动和闪电的发生具有0-1化对应关系,即当有电场的快变抖动出现并且在一定时间内电场值数次达到一定阈值时,电场值会随着时间增加而达到防护区内闪电出现的强度,很少有出现电场快变抖动而没有产生闪电的情况,利用多元回归技术提出雷电预警方法,将12次雷暴过程数据作为预报资料,得出预报方程及电场最佳预警参数。分析结果表明,当闪电集中发生在距电场仪10-15 km范围内,并达到电场仪预警条件时,为最佳预警时间,预警准确率达到73%。     

PMP估算中大气可降水量计算方法的探讨

干旱区水汽变化影响区域水资源系统的结构和演变,基于2020年1月—2022年12月中昆仑山北坡地区4个地基GPS遥感大气可降水量资料(GPS-PWV)、2个探空站观测资料和108个地面气象观测站逐时水汽压资料,利用一元线性拟合方法建立了适用于中昆仑山北坡地区的大气水汽含量(W-PWV)和地面水汽压计算模型(W-e)并对计算结果进行评估,分析了中昆仑山北坡地区东段、中段、西段W-PWV的时空分布特征及降水开始时刻与W-PWV峰值的关系。结果表明：(1) W-PWV年平均高值区位于研究区西段,中段次之,东段沙漠南缘W-PWV最低。海拔高度大于1 500 m测站W-PWV随高度升高逐渐减少。夏季地面气象观测站平均W-PWV是春、秋季的2倍左右;(2) 研究区W-PWV月变化具有单峰型特征,其中海拔高度1 300~1 500 m测站的W-PWV在7月和8月达到峰值,其余测站的W-PWV在8月达到峰值,海拔低于2 000 m和高于2 000 m测站W-PWV分别在夜间和白天维持较高值;(3) 水汽含量模型计算的测站W-PWV与降水开始时刻有较好的对应关系,降水前各站W-PWV均存在不同程度跃变过程,降水过程前1~2 h内W-PWV峰值达到测站W-PWV月平均值的1.5倍以上。

     

关于大气中电磁场对液体水滴箍缩效应的研究

在雷暴事件中,根据大气电学的考虑,在强烈发展的对流云中,足够量的空间电荷的积聚,会形成分离的电荷中心,进而形成电场。它对在其中被极化了的水滴具有很好的箍缩效应。极有利于云滴间的碰接、碰并,发生竖直方向的伸长形变,极有利于水流两端的发散及大气垂直对流。     

南宁市大气电场雷电预警系统的原理及应用

介绍南宁市大气电场雷电预警系统的原理及运行机制,通过一次成功的雷电预警过程,验证了系统的可用性,同时对系统的使用提出一些建议。     

近地层大气稳定度计算时次的探讨

通过论证用气象站的4次定时资料分析的大气稳定度规律与24次逐时资料分析的结果接近,指出用台站多年的4次定时资料分析的规律比短期24次逐时资料能更好地代表常年规律。     

微型化大气电场检测仪的设计

针对目前电场检测仪体积大,成本高,操作复杂等问题,研制了一套微型化大气电场检测仪系统。该系统以电容作为传感器感知单元,两相四线步进电机作为传感器感知单元转动的载体,使用含内置A/D转换的STC12LE2052AD单片机进行数据采集,简化了电路的设计。无线蓝牙模块与数据采集系统相结合实现了实时显示的功能,最后将接收到的数据通过上位机显示出来。硬件部分设计了信号的放大滤波电路、A/D转换电路及数据采集与处理电路。利用MATLAB仿真,C语言编程,调试结果表明各项功能符合设计要求,并获得了误差小于4%的高精度测量结果。     

雷电过程中大气电场信号处理方法探究

基于天津市蓟州区大气电场探测数据和闪电定位数据,利用功率谱分析、小波降噪和快速傅里叶变换等信号处理方法,分析了雷电天气过程中地面大气电场变化特征。结果表明,雷电过程中大气电场能量主要集中在低频部分,利用sym5小波函数进行7层或8层分解,提取的低频信号能够反映大气电场的主要变化特征。在首次闪电发生前1小时,大气电场的频谱幅值起伏变化明显,且远高于非雷电天气电场频谱幅值。通过欧氏距离判别法,判断大气电场频谱特征更接近雷电天气还是非雷电天气,可为雷电预报预警提供参考。     

大气气溶胶对激光的消光的理论计算

计算了某几类大气气溶胶谱分布对0.6943μ、 1.06μ和10.6μ等几个波长的消光特性。结果表明利用能见度确定激光大气消光系数的可能和局限。     

贵阳市大气电场数据适用性及预警方式浅析

基于贵阳市布设的大气电场仪的数据资料进行了初步应用分析,对数据适用性及不同天气过程中大气电场特征进行了分析并就本地适用的预警方式进行讨论。结果发现:大气电场能够反映云中电荷的基本发展情况,对强对流的出现时间上有一定的提前性;大气电场仪受探测距离及安装环境影响明显,目前比较适用单站的预警原理,多站联网反推电荷结构暂无法开展,但多个单站的跟踪观测能够更全面的体现雷电活动的特征,上游站点的信息对下游的预警可以起到很好的提示作用。     

大气电场的FFT频谱分析及雷暴预报研究

采用傅里叶变换方法将时域数据转换到频域,针对首次地闪发生(简称“雷暴天气”)和首次地闪不会发生(简称“非雷暴天气”)的大气电场强度数据做了幅度谱分析.研究发现,首次地闪前0.5h的大气电场数据与非雷暴天气中任意时段0.5h的大气电场数据的幅度谱分布具有明显差异,两类天气的幅度谱分布有一定规律可循.在此基础上对样本整理分类,将两类天气的平均幅度谱视为判别标准,利用欧氏距离判别法,对63个未知天气样本进行判别分类和效果检验,结果表明,此方法可供短时临近的首次地闪预警工作中予以参考.     

梅雨季节南京大气电场的一些特性

雷暴闪电观测是气象观测的基本项目之一。利用大气电场来研究雷暴、闪电以及大气的电磁状况,是最常用的方法之一。近年来的科学发展表明,测量大气电场对于研究太阳活动和日地关系,甚至对于研究球状闪电以及神秘的“不明飞行物”都有重要意义。     

大气电场仪观测结果的修订

大气电场仪是测量大气电场的重要设备,其测量结果受多种因素影响.通过一系列对比试验表明:电场仪采用探头正置或倒置结构时的观测结果基本一致,倒置结构有利于避免雨水带来的影响.不同的安装环境对测量结果的影响很大,为了消除这种影响,提出了对观测数据进行地面修订的方法,得到不同天气条件下的修订系数.所得结果对于实现多站电场仪联网观测的数据一致性有重要实际意义.     

太原一次持续性雾霾天气过程中大气电场特征及影响因子

利用山西省太原观象台的大气污染资料和小店气象站的气象观测资料,对2013年1月19—23日太原地区一次持续性雾霾天气过程的大气电场特征进行分析。结果表明:(1)雾霾过程中大气电场发生剧烈变化,不仅极值有较大变化,出现陡升陡降,且电场极性出现多次转变,电场强度的绝对值比晴天大气电场减少30%;(2)雾霾天气下大气电场与相对湿度有较高的负相关性,相对湿度较高是雾霾过程中大气电场值变为负值的主要原因;(3)相对湿度降低导致气溶胶脱水形成干气溶胶是雾霾过程中大气电场转为正值的主要原因,大气电场形成机制的影响使得部分时段在相对湿度降低时大气电场仍为负值。     

黔中地区大气平均电场特征分析及小波技术的应用

该文通过统计黔中地区(贵阳东山和白云、安顺)的晴天和雷暴天气的大气电场资料,分析两种不同天气条件下黔中地区大气平均电场变化特征,得出以下结论:黔中晴天、雷暴天气的大气电场平均值分别为0.221 kV/m、3.701 kV/m;利用假设检验法确定雷暴预警的阈值,雷暴天气阈值的预报准确率为56%,漏报率为44%;利用小波技术得到的采用频率为1Hz时的功率谱集中在8×10-3Hz以下。     

北京地区大气电场的特征及雷电预警中的订正分析

摘要：利用北京市气象局4个大气电场仪2009年春季、夏季和秋季的监测资料,分析了本地区大气电场各季节日变化、晴天和雷暴天气下的变化特征,分析结果表明：北京地区全年大气电场具有“双峰双谷”的日变化特征,峰值出现在07～09时和20～23时,谷值出现在04～06时和15～17时,全年大气电场的平均值为0.31 kV/m;全年晴天大气电场的日变化规律要比年平均更为明显,其电场值要比全年日平均值大40%左右;雷电的发生与电场仪的快变抖动之间存在着很好的对应关系。根据大气电场的变化特征和所对应的雷暴过程对大气电场的雷电预警阈值进行了订正,研制出新的三级雷电警报阈值分别为2.84 kV/m、5.58kV/m、8.29kV/m,并对警报阈值进行可靠性检验,即将新的三级警报阈值的准确率和电场仪默认的警报阈值的准确率进行比较分析;分析结果指出,夏季三个级别警报阈值的准确率分别为67.4%、78.4%和90.6%,一级警报阈值的准确率提高了约25%,二级和三级警报阈值的准确率提高了5%-20%。最后,结合闪电定位资料和北京城八区局地电场监测网分析了2009年6月16日一次雷云经过本市的放电过程,为在其他气象探测资料（雷达、探空、闪电定位等）无法提供的或者通信电力无法保障的地区使用电场仪预警雷电的发生提供参考。