白雪对蓝天的贡献

白雪与蓝天之间似乎风马牛不相及，而对大自然稍徽留心的朋友就会觉得：在冬季的某日，鹅毛大雪飘然而至，雪后银装秦裹的世界呈现在你眼前时，天空是那么的湛蓝，极目天穹是那么的美妙，空气是那么的清新，深呼吸一下，立刻感到浸喉润腑，惬意无比。     

一种利用天空辐射计反演大气总水汽量的算法研究

传统计算大气总水汽量是利用改进的Langley方法,通过准确测定传感器的光谱响应函数结合辐射传输方程模拟大气中水汽透射比并反演总水汽量。而本文提出了一种根据天空辐射计940 nm通道的太阳直接辐射资料反演晴空条件下大气柱总水汽量的算法,该算法直接根据天空辐射计的观测数据估算了描述大气中水汽透射比的参数(a和b),而不依赖于光谱响应函数的精确测量;反演得到的a和b值包含了观测站温度、气压和湿度垂直廓线的季节变化等信息,不受模式模拟误差的影响。利用2009年3-8月兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)天空辐射计资料,用该算法获得了观测时期内大气总水汽量,然后利用同期探空资料反演的水汽量验证天空辐射计反演和微波辐射仪观测的水汽量。结果表明,这两种方法得到的水汽总量都是可靠的。天空辐射计与微波辐射仪、CE318型太阳光度计的反演水汽量表现出较好的一致性,拟合斜率值分别为1.03和1.64,相关系数均0.95,相对误差在2.1%~11.3%范围内。该算法可广泛应用于东亚地区天空辐射计网(SKYNET)对总水汽量的反演。     

关于亚洲季风区暴雨的水汽来源

现代气象学把水汽当作产生云雨的物质条件,并且提出了水分循环的气候模型:海洋供给大气以丰富的水汽,到天空形成云,后来云移到大陆降下雨水,一部分雨水成为径流汇入江河,回归到海洋(图1)。于是,按照这样的模型,人们对于一个地区的降雨,就总是到海洋上去寻找最丰富的水汽来源。关于亚洲季风区雨水的水汽源,当然也就认为是太平洋和印度洋了。不过,实际情况是极其复杂的,因此国内外近年来仍在对暴雨的水汽源开展广泛研究,并获得了丰硕的成果。本文打算首先回顾一下我国近期关于暴雨的水汽源研究情况,然后着重介绍日本地区及印缅一带暴雨水汽的研究新成果。这或许有助于认识我国有     

2008年春季一次致灾大雾天气过程分析

分析了2008年3月1日广西因地面辐射降温而产生的一次大雾天气过程。高空槽过境后转晴的夜间至清晨是大雾形成的有利时机,槽前降雨地面水汽增加露点上升,槽后晴朗无云的天空状况使地面辐射降温明显,水汽趋于饱和,低层辐射逆温使得水汽在近地层凝结,形成大雾。     

为什么湿空气比干空气轻?

在自然条件下空气中常含有水汽,这种空气叫做湿空气。人们往往认为:湿空气包含水汽,那么湿空气的密度一定比干空气大。但事实恰恰相反,在一定的温度和压力下,空气中的水汽含量愈大,它的密度就愈小。从理想气体湿空气的状态方程     

谈谈室内制造云雾

云和雾是大气中水汽凝结的产物。在空气中含有水分,但它以分子状态存在,人们不能看到。在一定条件下,水汽分子凝结成小水滴,悬浮于空中才被人们所发现,这就是云和雾。天空中的彩虹、晚霞和降落的雨、雪、冰雹等大气现象的总导演就是云。     

丹棱的几种积雨云

丹棱县位于四川盆地西部边缘的丘陵地带,地势西北高东南低,海拔450至1150米。来自积雨云的降水约占年总量的61％。因此,对积雨云的观测研究是做好降水预报的重要一环。 初春积雨云 雨水节(2月20日前后)一过,四川盆地的阴霾天气就逐渐减少,晴暖天气日趋增多,气温回升速度显著加快。有时可以看到这样的天气:早上是万里晴空,蓝天如洗,太阳出来火辣辣的;不大一会,天空开始生成片状卷云,很薄,几乎不能使太阳的光辉减弱,不注意甚至和蓝天区别不出来。有时     

目测云的几点认识

云是由悬浮在空中的大量微小水滴或冰晶组成。云的观测主要是判断云状、估计云量和测定云高 ,观测云的方式以目测法为主 ,但目力观测是极其粗糙的 ,需要在工作中不断积累经验 ,提高目测水平 ,尽可能将全部天空所见云状和云量记录准确。1　透光和蔽光云的云量记录错误观点 :蔽光的云量必须记录 1 0成 ,透光的云量则不能记 1 0成。以透光高积云为例 ,《地面气象观测规范》中对其描述为 :云缝可见蓝天 ,即使没有云缝 ,云层薄的部分也比较明亮。故只要观测到全天的高积云 ,且看不见蓝天 ,云块衔接部分比较明亮 ,就可记录 1 0成的透光高积云。有…     

地基微波辐射计反演水汽密度廓线精度分析

以探空水汽廓线为标准,对00:00UTC、12:00UTC北京南郊(39.93°E,116.28°N)观测站的微波辐射计水汽廓线与WRF(Weather ResearchForecasting Model)模拟的水汽廓线进行精度分析。结果表明,整体上WRF水汽密度接近探空,但在近地面处微波辐射计的更接近探空;水汽密度偏差在夏季较大冬季较小;微波辐射计的水汽密度在3km左右偏大,根据北京地区历史天气记录中有中云的天气较多的信息,推测可能是由于云对微波辐射计反演有影响。06:00UTC和18:00UTC以WRF水汽廓线为参考对微波辐射计的水汽廓线进行精度分析,得到的结果与00:00UTC和12:00UTC的类似。     

云的形成

含有水汽的空气上升到高空,遇冷,冷空气不能像暖空气含有那么多的水汽,于是水汽开始凝结成为液态水,形成微小的水珠,那就是我们所看到的云。如空气内的水汽达到了饱和的程度,而且又处于低空,那就形成低云。     

台风Dan(9914)的水汽输送特征

利用ECMWF 2.5°×2.5°的再分析资料,用大尺度水汽通量流函数和速度势以及水汽收支对台风Dan(9914)在形成、加强和减弱过程中的水汽输送和收支进行了诊断分析。结果表明:台风Dan西行期的水汽主要从西边界和东边界流入台风,水汽主要是来自于副热带高压南侧偏东气流对水汽的输送;转向北移后则以西边界流入的水汽占主导作用,水汽主要是来自南海。台风Dan的水汽输送主要集中在对流层中低层,一般在925 hPa有最大的水汽总收支。在Dan发生发展的不同时期,由大尺度水汽通量流函数和速度势表示的水汽通量输送和辐合也有明显的变化,表明水汽输送和辐合在Dan的发生发展及消亡过程中有一定作用。     

一次台风远距离暴雨水汽条件及输送过程研究

利用NCEP FNL分析资料,结合HYSPLIT轨迹模式对2012年8月26日发生在黄淮地区的一次台风远距离暴雨过程的水汽条件及输送过程进行分析。结果表明:产生暴雨的水汽来自黄海上空,水汽输送高度主要在700 hPa以下;强降水发生时水汽净流入较大,而降水发生前和降水结束后均呈现净流出;从水汽通道空气块的运动轨迹来看,水汽是在台风环流和副热带高压环流的共同引导下从东部进入暴雨区。气块在通过黄海上空贴近海面运行时所吸收的水汽是这次过程的主要水汽来源。      

基于MonoRTM模型的微波辐射计反演方法研究

基于辐射传输模型MonoRTM计算天空亮温度,使用多元线性统计回归方法和BP神经网络方法分别对大气温度和水汽密度廓线进行了反演,检验并分析了两种方法的反演精度.结果表明,多元线性回归方法反演的温度偏差总体不大于6K,反演的水汽密度偏差小于4 g/m3;神经网络方法反演的温度偏差小于2K,反演的水汽密度误差总体不大于2 g/m3.与探空数据的对比表明,对于大气温度和水汽密度反演,BP神经网络方法的反演结果都要比多元线性回归方法的反演结果更接近探空资料值.     

杭州地区地基微波辐射计反演水汽特征的比对分析

利用探空数据对杭州地基微波辐射计水汽观测资料进行了2 a(2018年7月—2020年6月)的比对分析,重点分析了微波辐射计在不同天气条件下的水汽密度和水汽总量的探测性能。结果表明:地基微波辐射计在晴天及云天条件下,水汽密度与水汽总量相关性较好;地基微波辐射计水汽密度和水汽总量的观测值整体略小于探空观测值。在晴天条件下,夏季水汽密度较大,其他季节水汽密度相对较小。09—11时是水汽密度和水汽总量相对较大的时段。地基微波辐射计在降水前水汽总量有缓慢增加的趋势,当降水开始时水汽总量快速增加,小时降水量与水汽总量有较强的正相关关系。     

西北地区东部中低层大气的 水汽输送特征

利用1981-2010年的ERA-interim资料,分析西北地区东部中低层大气水汽含量在显著高于或低于平均值的情况下的水汽输送特征,通过对该区域中低层大气水汽多、少年的水汽通量及水汽通量散度的计算分析,探讨不同背景下西北地区东部的水汽来源及特征,分析西北地区东部水汽循环过程和变化规律以及影响西北地区东部水汽差异的主要因子。主要分析结果表明:西北地区东部中低层大气水汽集中在该区域的东南部,即陕西和宁夏一带,而西部地区大气水汽含量较低。西北地区东部中低层大气的水汽来源主要是西风带,南风气流和东亚季风,南风气流和东亚季风的强弱及流向是造成西北地区东部中低层大气水汽多、少年的水汽输送特征变化的重要原因。     

云的几点观测经验

1透光和蔽光云的云量记录在日常观测工作中,常常有个误区,就是:蔽光云的云量必须记成10成,透光的云量不能记成10成。以Actra云为例:《地面气象观测规范》对其描述为“云缝可见蓝天,即使没有云缝,云层薄的部分也比较明亮。”故只要观测到全天的高积云,且可看到蓝天,云块衔接部分比较明亮,就可以记录10-成的透光Actra。而实际工作中有时高积云没有布满全天,但覆盖天空部分云块比较厚,个体密集且不透光,这时观测就可按可见云量记为Acop。有时Acop和Actra同时存在,观测时应按照云量所占天空的多少为序同时记录,以上观点同样适用于Sctra和Scop。在实际观测工作中云状和云量的记录要根据实际情况记录,能尽量反映当时天空云的实际情况。2层状云的记录在观测中也常常遇到识别层状云时以日光能否透过来判断是透光还是蔽光,通常有这样的错误观点:完全依据透过云层是否可见日月来判断As的透蔽;以绕日月周围是否有晕来断定Cs的记录;出现层状云时云量必须记10成。就Astra为例,《地面气象观测规范》中对其描述为:云层较厚,且厚度变化大,厚的部分隔着云层看不见日月,薄的部分比较明亮一些。但在实际当中,还存在这样一种情况,As在发展...     

久晴灰雾现 一两天内把雨见

我们在观天看物测天气的过程中,发现久晴之后天空呈现灰色或大雾时,预示当天或第二天要转阴雨。 一、为啥久晴出现灰雾要转阴雨呢? 我们认为天气久晴,大气中水汽含量少,能见度一般较好,没有暖湿气团移来,天空不易呈灰色,更不易形成大雾。所以,久晴天边呈灰色,远处山色模糊不清,或出现大雾,是天气将要发生转折的征兆。 二、对久晴灰雾现转阴雨的验证。 1.对天边呈灰色的验证:我们共观测到久晴天边呈灰色36次,后期降雨、降雪有31次,其中当天转阴下雨的8次,第2天降水的18次,第8天降水的5次。     

物理量计算(二)

三、水汽通量和水汽通量散度形成暴雨的必要条件之一,是要有足够多的水分。计算表明:单靠当地已有的水分,是不可能形成暴雨的,必须要有水汽源源不断输入暴雨区。这样,在作暴雨分析和预报时,一定要考虑水汽的输送问题。水汽通量和水汽通量散度,就是为了定量描写水汽输送方向、强度以及水汽的积聚情况,从而了解形成暴雨的水汽条件而引入的。     

关于气象学教材中的几个问题

露点温度的定义、天空视形状和副热带高压带的成因等问题,长期存在于气象学教材和其他文献中。本文对这些问题提出一些不同看法或补充意见,供同行探讨。一、关于露点温度定义的问题不仅气象教材,其他气象书籍以至词典辞书中,关于露点温度定义几乎都这样写着:“空气中水汽含量不变,等压降温达到饱     

2003年渭河流域5次致洪暴雨过程的水汽场诊断分析

利用实况高空探测和地面观测资料、NCEP/NCAR再分析资料, 从水汽输送、水汽收支以及水汽含量等方面着手, 对2003年发生在渭河流域的5次致洪暴雨过程进行了对比分析, 结果表明:强降水发生时, 降水区700 hPa上的比湿值均不低于7 g/kg; 在垂直结构上, 强降水地区低层水汽含量在降水前6~12 h出现峰值, 强降水出现在高层比湿的峰值附近; 致洪暴雨过程的水汽通道与西太平洋副热带高压的位置有着明显的相关性; 渭河流域南边界是水汽的主要输入方, 主要的水汽输送层在850~700 hPa, 西边界是水汽的主要输出方。