薄云降水观测实例

《地面气象观测规范》为云下的定义,有时与实际观测到的情况有出入。这在云的降水现象方面尤为突出。例如,从很薄的低云、中云、高云中,都曾观测到降水。有的薄云的降水量还相当可观。下面介绍几个我们观测到的薄云降水实例,供参考。 一、薄的对流云的降水 我们曾观测到厚度只有1仟米的中积云(Cumed)和碎积云降水。这里所谓中积云,指的是从淡积云向浓积云发展过程中厚度大于淡积云,且云顶已开始有两个或更多云头的积状云。     

降水自记数据集的建设简介

自记降水观测记录是最基本的观测要素之一，对分析内蒙古地区降水情况和了解全区旱涝规律发挥着重要作用。由于各种原因，大量的自记降水观测记录没有得到很好的应用，这对深入研究我区的降水时空分布及特征和暴雨强度及其可能造成危害等规律性问题极为不利。为此，国家从“八五”计划起将自记降水观测记录图形化处理列入日程，     

基于雷达—雨量计降水融合方法提高极端降水监测能力

高时空分辨率、高精度的降水产品对于极端降水的监测以及防灾减灾具有重要意义。地面雨量计提供点尺度降水精确观测,但无法精细化捕捉对流性强降水的空间分布。雷达观测可以精细地刻画降水的空间分布特征,但雷达定量估计降水（QPE,quantitative precipitation estimation）产品估测精度易受雷达观测偏差和Z–R（雷达反射率—降水率）关系等因素影响。因此,本文开展高时空分辨率的雷达—雨量计降水融合算法研究,集成雨量计观测和雷达定量估计降水产品各自的优点。该算法主要步骤包括:雨量站观测数据格点化、局地雨量计订正雷达QPE和雷达—雨量计降水融合三个部分。首先利用克里金插值方法,对雨量站观测的降水进行插值,得到格点降水信息;再通过局地雨量计订正方法系统性地订正雷达QPE产品,以提高雷达QPE产品精度;最后,结合降水类型,通过雷达—雨量计降水融合算法,产生高时空分辨率、高精度的雷达—雨量计降水融合产品。通过郑州“21·7”暴雨、台风“烟花”和2021年8月随州暴雨三个典型的极端降水个例,对雷达—雨量计降水融合算法产生的雷达—雨量计降水融合产品进行了系统地评估和分析。结果表明,在不同的极端降水个例和不同的降水时段,雷达—雨量计降水融合产品精度上优于雷达QPE产品,且在降水的空间分布上较雨量站观测格点插值产品更能精细地刻画降水的结构特征。表明算法得到的雷达—雨量计降水融合产品的准确性较高,对极端降水有较好地捕捉和监测能力。     

地面站点观测降水资料与CMORPH卫星反演降水产品融合的试验效果评估

选取2008年9月—2010年2月的中国2 400个国家级地面观测站降水资料和美国NOAA研发的CMORPH卫星反演降水产品,利用最优插值方法开展了两类降水资料的融合试验,并对试验效果进行评估。结果表明,利用OI方法形成的融合降水产品和地面观测降水分布特征基本一致,能反映西部台站稀疏地区的降水特征以及陆地与海洋之间降水系统的空间连续性。此外,该融合产品保留了高分辨率的卫星观测信息,在台站稀疏地区,一些通过地面观测无法反映出来的中尺度对流系统在融合产品中得到体现。交叉检验结果显示,融合结果和地面观测降水量、台站密度高度相关。样本网格分析结果显示,融合结果和地面降水的逐日时间序列具有较强的一致性。总的来说,OI方法在降水资料融合研究中具有较好的应用效果。      

降水云与降水性质关系之我见

《气象》1992年第7期文明的《降水云层不是判定降水性质的唯一依据》一文,提出了地面观测中普通关心的一个问题,有必要作深一步探讨。     

北京冬夏降水系统中的云水量及其统计特征分析

根据地基双通道微波辐射计观测的降水天气下大气水汽、液水含量的变化，分析了北京1989年夏季1次降水过程和1990年冬季5次降雪过程的云水量资料，讨论了降水过程中汽态水和液态水含量的一些统计特征及其随时间的变化，并估算了夏季降水中凝结水向降水的转化率。结合极轨气象卫星的遥感云顶温度资料，以及冬季地面降雪强度的观测，对北京冬季降水系统中的液水含量与降水的相关进行了分析，探讨了北京地区降雪的潜力。     

1998年HUAMEX试验区的降水分析

利用1998年5－6月华南暴雨外场试验期间加密观测的降水资料，分析了试验区的降水特征，结果表明：广州试验区降水强于福建区；1小时雨量的变化，在时间上，呈现出强的脉冲特性，最大1小时雨量往往发生在依傍晚；在空间上，表现出明显的局地性；由GPS观测资料反演得到的在气可降水量（PWV）能较好地揭示暴雨发生的时段。     

怎样确定微量降水下的露

微量降水后会不会形成露，回答是肯定的。众所周知，在夜晚因微量降水后云量可能会迅速减少甚至到碧空或云被抬高，此后近地面辐射冷却，达到当时的凝结温度而有露形成，但是在日常工作中，此情况下对露的记载又非常少，这主要是有些观测员没有掌握露的观测技巧，那么应怎样去进行判断呢？笔者认为应着眼于以下两点：①如果微量降水后观测场内或其四周的草体（指青草）是较均匀湿润，就可判定为没有露形成；②微量降水后如果除均匀湿润外，还发现青草尖有晶莹的小水珠，就可判定为露而予记录。根据以上判断，即使是雨滴较大的微量降水后的露…     

2种不同型号降水现象仪观测降水性能的评估分析

【目的】为评估DSG1型和DSG5型国产降水现象仪在测量降水方面的性能。【方法】挑选鲁南地区降水过程、强度和持续时间较一致且相邻2个国家气象观测站不同型号的降水现象仪和自动气象站2017年9月—2020年8月5年降水观测资料,对比分析了这两种不同型号降水现象仪和自动气象站观测降水的差异。【结果】（1）两种降水现象仪和自动气象站观测的降水时间基本相同,但DSG1型和DSG5型比自动气象站分别偏多约2.2%、3.7%;（2）两种降水现象仪分钟降水量、小时降水量和日降水量都比自动气象站偏小;（3）在中等降水强度及以下,两种降水现象仪观测的降水量大小基本一致,但降水强度较大时,降水量大小不一致且分散;（4）两种降水现象仪与自动气象站的分钟、小时和日降水量差值百分比均值变化不同,说明其在测量降水方面性能略有差异。【结论】由于测量原理和时间及空间分辨率不同于自动气象站雨量计,这两种降水现象仪在观测业务中有着良好的表现,对降水开始和结束时刻记录的更早更准确。     

近年中国夏季降水变化特征分析

利用台站观测资料和卫星观测换算资料,分析了近年（2002-2004年）中国夏季日内降水量变化统计学特征,其结果是较为一致的。对于东部大部分地区,日内最强降水易出现在下午到傍晚,对于西部大部分地区易出现在夜晚到清晨。夏季降水以对流降水为主,降水大的地区对应潜热通量也大。由于受观测资料的限制,计算结果有待更多的观测资料来验证。     

雷达估测降水在区域站降水质控中的应用

利用高分辨率雷达定量估测降水的格点数据,与自动站实际观测到的降水量进行分析对比,发现雷达估测降水映射得到的自动站估测小时降水量与自动站实际观测的小时降水量的比值服从正态分布,以此来反推区域自动站实际观测的小时降水量的可信程度,并通过建立回归方程来对那些降水失真自动站作估计。以“菲特”台风期间的区域站降水量为例作了分析计算,结果表明雷达定量估测降水对自动站实际观测降水有良好的质控效果,值得进一步分析研究。     

精细化评估GPM/IMERG产品对台风“妮坦”降水的观测精度

采用地面加密雨量计观测资料，以1 h、3 h、6 h、12 h和24 h等多个时间尺度分别评估了全球降水观测GPM （Global Precipitation Measurement）计划降水产品IMERG （Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM）对台风"妮妲"降水中小雨、中雨、大雨和暴雨等不同量级降水的估计能力，主要结论如下：（1）降水累积时长会影响IMERG降水产品的估计精度。随着降水累计时长的增加，IMERG与地面雨量计观测结果的一致性加大，相对偏差和偏差的随机性均减小；（2）降水累计时长1 h时，IMERG对不同量级降水的观测精度均存在较大偏差；（3） IMERG降水产品会高估小雨时地面雨量计的降水量，且低估小雨事件发生的概率，对于小雨等级降水的观测能力还有待提高；（4） IMERG能较好地观测到暴雨降水的空间分布区域，但对暴雨的估计量级会明显偏低。     

地面气象降水观测中应注意的问题

通过总结降水出现时容易忽略的各种问题,提出注意事项,在实际工作中有效避免观测失误、仪器误差,提高降水观测数据准确性。     

北疆冬季降水的中小尺度结构与人工增水作业潜力和自然条件探讨

本文分析了1984年冬季北疆4次降水过程（11月21日、11月28日、12月1日、12月9日）的雷达观测资料、加密探空和包括1983年几次过程的飞机穿云观测、地面雪强和雪晶微物理观测以及常规观测资料等。结果表明，该区气旋锋面降水过程由频繁有秩的中小尺度降水带构成。依据观测可将它们分为两类:地形降水带和系统降水带。本文还初步研究了降水结构和降水带的生成机制，并进一步探讨了降水带的可播性。从各种降水带微结构特点和地面降水特征得知，该区冬季人工增雪催化对象主要是无高空强引晶作用的锋下层积云和浅对流、波动、爬坡等动力作用产生的降水带。     

天山乌鲁木齐河源夏季降水观测中的动力损失及其修正

本文论述雨量计观测降水中动力损失的概念及其影响因素。通过不同雨量计观测降水对比实验资料的分析,评价了不同降水形态下各种防风圈的防风作用;揭示雨量计捕捉降水率与降水时段平均风速的关系,建立修正方案,确定真实降水量,修正乌鲁木齐河源夏季降水观测中的动力损失量。     

雨滴谱降水现象仪工作原理及常规维护要点

降水天气现象自动化观测是实现地面自动化观测的重要内容之一,2017年青海省国家级气象台站在中国局山洪项目支持下,陆续建设完成了雨滴谱降水现象仪,实现了降水类天气现象的全天候观测,结束了降水类天气现象由人工观测的历史,彻底摆脱了人工观测的主观性,提高降水现象观测资料的完整性和实时性。依据省局业务管理部门的要求,2017年10月1日雨滴谱降水现象仪正式开始并行观测。本文通过对雨滴谱降水现象仪工作原理的分析,并结合治多国家一般气象站降水类天气现象的特征,提出了观测数据和观测仪器设备的常规维护要点,由于该设备刚刚投入并行观测,希望给同行提供帮助。     

地面和卫星降水产品对台风莫拉克 降水监测能力的对比分析

本文以2009年台风莫拉克为例,利用分布密集的自动站观测降水资料比较分析了国家气象信息中心研发的地面降水分析产品CPAP和卫星反演降水产品CMORPH、FY2C等对强天气过程降水的监测能力.结果表明:CPAP准确地把握了这次台风登陆过程中降水的空间分布和强度,但由于海洋区域无站点分布,CPAP无法展现一个完整的台风降水空间结构;CMORPH能够合理地描述完整的台风降水空间结构及其演变特征,但与地面观测相比,其降水中心的位置差异较大,且量值普遍偏低;FY2C的降水在陆地与海洋出现了严重的结构不连续的现象,对台风降水空间结构的描述不如CMORPH合理.由此可见,选择对降水空间结构描述完整且合理的卫星降水产品与精度较高的地面观测降水融合,结合两者的优势,是发展高质量降水分析产品的一种有效途径.     

称重式降水传感器测雨性能分析

为更好地利用降水观测数据,充分发挥新型探测设备建设效益,选取海东市5个国家级地面观测站2016年6—9月份称重式降水传感器与翻斗观测降水量业务资料,探讨称重观测与翻斗观测降水量的差异,并进行相关性研究。结果表明:小时降雨量分析中,翻斗与称重观测方式对降雨判断的差异较小,出现差异时小时降水量介于零星降雨和小雨之间;称重观测与翻斗观测日降水量相关系数为0.9918,称重式观测比翻斗观测的日降雨量平均偏小0.54mm,均方根误差为1.22mm,56.3%的对比次数中,两者日降水量差值满足业务要求;两者在日降水量等级判断差异较小,在有明显降水时,称重式与翻斗在降水量等级上的差别很小。     

BCC_CSM1.0模式对20世纪降水及其变率的模拟

应用国家气候中心气候系统模式 (BCC_CSM1.0),在给定温室气体、太阳常数、硫酸盐气溶胶、火山灰等外强迫数据的条件下,对19世纪末到20世纪气候进行模拟。对降水模拟结果的检验表明:BCC_CSM1.0模式能够模拟出全球降水的基本气候状态、季节变化、季节内振荡、年际变化等特征。模拟结果显示:与CMAP及CRU观测分析资料相比基本一致,全球陆地降水在过去一个多世纪中存在上升趋势。同时,模式也存在不足和需要改进之处:模拟降水的时空分布与观测不一致;我国东部地区的雨带季节转变较观测偏快;主要雨带位置较观测偏西、偏北;夏季青藏高原东北侧有虚假的降水中心;热带季节内振荡较实际偏弱;降水年际变率较观测略大,主要发生在降水较明显的热带。BCC_CSM1.0模式模拟的全球陆地降水以及欧亚、亚洲、中国大陆 (中国东部、江南、华北等地区) 平均降水与近105年由观测所得的CRU资料基本一致,但多数地区比观测略偏低。模拟的全球陆地、中国东部、江南、华北等地区的降水趋势也与CRU资料一致;模拟的全球陆地降水在过去105年中有明显的上升趋势,与CRU资料相比,上升趋势更强,但在欧亚、亚洲、中国范围内模拟的降水趋势与观测有一定的差异。     

称重式降水传感器异常降水记录特征分析

为掌握称重式降水传感器的仪器性能,分析称重式降水传感器在业务应用中存在的问题,提高称重式降水传感器数据可用性,选取北京地区38个台站称重降水传感器的异常降水观测进行统计分析,依照产生原因对异常降水记录开展归纳分类,将其总结为4个类型,即电源干扰型、温度敏感型、滞后型和融冻型,并分别对各类型异常降水记录的产生原因与误报特征进行分析,最后提出增加直流稳压模块、加强温度系数测定、改进设备结构或工艺、规范维护操作等多方面的对应解决思路。