螺旋桨飞机安装云降水物理观测设备位置分析

云降水物理观测设备是研究人工影响天气的必要设备,该设备的观测数据质量不仅取决于仪器本身的性能,而且与飞机上安装位置密切相关,后者是影响观测数据质量的主要因素。螺旋桨类飞机因机体结构及螺旋桨发动机滑流影响,机体周围气流流向复杂,安装大气非扰动气流探测设备的空间极其有限,经从飞机结构和气动特性分析得出将这类设备安装在翼尖内侧和机腹中前段位置为最佳位置。     

人工增雨催化区跟踪方法与效果评估指标研究

如何利用新一代天气雷达作业前后回波的变化分析人工增雨效果,对提高人工影响天气的科学性有非常重要的意义。文章基于新一代天气雷达三维拼图和最大相关系数的雷达回波跟踪方法（TREC）,在考虑多个作业影响时间和催化剂扩散背景下,实现对高炮和飞机播云作业中催化区的连续跟踪,并计算区域内的最大反射率、垂直积分液态含水量等回波参数。利用2个降水过程,选择多个跟踪区域进行连续跟踪,详细分析了回波跟踪的合理性。选择北京的一次高炮增雨作业与一次模拟飞机作业,对其催化区进行跟踪。结果表明：利用TREC算法,能够合理跟踪回波在空间的垂直位置与水平位置,较好地跟踪单点、多点作业时催化区域移动,实时跟踪飞机播云催化区的回波变化,从而为人工增雨的效果评估提供了一个有意义的参考。     

人工增雨效果检验绝对增雨量效果评估方案

依据《飞机人工增雨作业技术规范》及内蒙古自治区人工增雨作业的实际情况，给出了人工增雨影响区面积的计算方案及影响区面雨量的计算方法，进而给出人工增雨效果检验绝对增雨量效果评估的方案，为人工增雨效果评估和效益评估提供依据。     

飞机增雨催化剂水平输送与扩散速率的研究

研究了飞机增雨中催化剂的水平输送与扩散速率，为设计播云间距，估算影响区大小，位置，影响时间提供科学的定量依据。根据飞机人工增雨作业个例，利用层状云中催化剂输送扩散的三维时空变模式，对播云催化剂水平输送和扩散速率进行了模拟研究。结果表明，云中催化剂水平输送仅与风场有关，1h的平均值达到65km，催化剂扩散速率与风、温、湍流有关，1h平均为0.82m/s。     

飞机人工增雨航路云况视频资料采集系统的设计与开发

通过研究飞机航路大气要素,了解并认识天气系统变化的特征及其演变机制,确定云中过冷水含量的极值区是人工影响天气催化作业效果研究的前沿问题。采集分析飞机航路大气云况视频资料是问题研究的一项重要内容。本文介绍了采集系统的需求分析、总体设计、详细设计、数据库设计等内容。系统以增雨飞机平台动态云况视频资料采集为出发点,利用Visual Basic6.0语言为开发工具,结合视频采集卡动态链接库(DLL),实现了对飞机航路云况视频资料的实时采集、影像存储、动态抓屏、图片存储、信息叠加和影像及图片资料的回放调阅等功能,极大地减轻了作业人员的工作强度,提高了催化作业效率,同时为进一步的科研工作提供了方法和条件。     

山东沿海降雨云系宏观特征及人工增雨潜力的估算

针对山东省飞机人工增雨作业的实际情况，分析了山东沿海地区的降雨特征，统计了沿海云层的宏观物理量，分析了莱州湾、黄海北部和东南沿海３个地区云与降水的关系，对主要降雨天气系统计算了降雨效率及增潜力，增雨潜力在４２．５５％－６８．７９％。通过对天气系统中水汽垂直分布的分析，为飞机在山东沿海地区增雨作业最佳催化层次的选择提供了信。     

飞机尾迹云识别及其辐射强迫的研究进展

喷气式飞机在对流层上层的航空活动形成的尾迹云能够影响区域气候,对全球变暖有正的贡献。飞机尾迹云的辐射强迫与飞机尾迹云的区域覆盖率、物理特性以及光学特性密切相关。本文回顾了近几十年来线状尾迹云的相关研究进展,并分析总结了线状尾迹云的不同识别方法。首先讨论了欧美主流的尾迹云检测算法(Contrail Detection Algorithm,CDA)及其延伸算法,并总结了线状尾迹云在西欧、北美等地区覆盖率的季节和昼夜变化特点;接着讨论了以往多种线状尾迹云光学厚度的计算方案及其计算不确定性;最后分析了线状尾迹云的辐射强迫与覆盖率、光学厚度的关系,并指出目前飞机尾迹云相关研究存在的问题以及未来发展方向。     

人工影响天气综合业务平台一期建设

中国气象局人工影响天气综合业务平台一期建设任务顺利完成。在该综合业务平台上已实现全国所有固定作业点的飞机、火箭、高炮等作业信息的收集、整理、显示,还基本实现组网雷达基数据的实时屏幕显示和一定延迟下的RHI剖面分析功能,用静止气象卫星高时间分辨率和大范围覆盖数据反演云降水粒子信息的准实时显示,     

雷电对飞行的影响

雷暴云中常有电荷积累，并能形成很强的电场，造成闪电击，威胁飞行安全。即使有时云区电场没有达到击穿放电的强度，只由于飞机在雷暴云区高速运动时出现飞机起电、电晕会加强云中大气等电位面的畸变程度，而达到击穿放电的强度时，也会诱发闪电，造成闪电击。通常，雷电产生强大的电流，形成电磁场、光辐射、冲击波和电弧，这些现象都严重威胁飞机的安全。飞行员应采取必要的安全措施，避免闪电击的影响，保证飞行安全。     

基于VB+MO的一种在飞机增雨效果统计评估中不规则影响区计算的适用方法

文章建立了基于VB＋MO地理信息系统二次开发技术,结合二维线源扩散方程,更加客观地计算出飞机播云不规则影响区的范围、面积与体积降水量的适用方法,并结合CA-FCM方法,实现了该技术方法在飞机增雨效果统计评估系统中自动化应用。结合吉林省飞机增雨作业实例介绍了该方法的具体应用,并且对结果进行了讨论。     

湍流大气中水平风速模涨落的相关

推导出湍流度不大时,水平风速模涨落的相关,方差等量与分量风速涨落相应量联系的近似式。計算表明,在大气湍流微結构研究通常遇到的湍流度下,模量的相关与順风分量相关差不多. 說明了小尺度大气湍流中,风速模涨落的空間相关也可以近似地以时間相关来代替. 討論了推导时引入的附加条件在大气中的合理性。     

THE TEMPORAL AND SPATIAL DISTRIBUTION OF SEA SURFACE WIND ALONG THE COAST OF GUANGDONG PROVINCE IN CHINA

Temporal and spatial distribution characteristics of sea surface wind in Guangdong''s coastal areas were analyzed with data from four offshore observational stations between 2012 and 2015. The results are shown as follows: (1) The probability distribution of wind speed was basically consistent with Gaussian distribution characteristics; winds of Beaufort force 6 or higher were observed mainly in far offshore stations from October to March. (2) The probability distribution of wind direction was represented well by Weibull distribution. The deviation of wind direction of far station was relatively small for it was mainly controlled by monsoon over the South China Sea, while the near offshore station had a relatively large diurnal variation because of the influence of local synoptic systems such as sea-land breeze. (3) There were significant seasonal differences in wind speed and direction observed by different offshore observational stations. In strong wind seasons, the deviation of wind direction was relatively small while the deviation of wind speed was relatively large, and vice versa. In contrast with Class I station, the other three stations exhibited approximately normal distribution of wind direction and wind speed deviations. (4) Wind direction diurnal variation was moderate in windy periods, while it was obvious in relatively lower speed conditions. The deviation of wind speed in windy periods was generally greater because it was influenced by mesoscale weather systems for 10-20 h, and the influence was complicated, resulting in greater local differences in wind speed.     

Analysis of meteorological conditions for the base of marine sports in the 26th Summer Universiade in Shenzhen in 2011

Based on the real-time wind direction and speed data from an automatic meteorological monitoring network in Shenzhen, the wind characteristics of Jue Diao Sha maritime area are analyzed. As indicated in the results, the wind speed of this area is higher than that over the land, the average wind speed is above 3 m/s and the probability for the maximum wind speed to drop below 20 m/s is above 90%. Moreover, the probability for the hourly swing angle of wind direction to become less than 50o is above 80%, suggesting that the wind conditions in the Jue Diao Sha area could meet the requirements of the sporting events. According to the numerical simulation, this area is the best selected site among three candidates. Furthermore, the characteristics of daily land and sea breezes are such that it is suggested the game will be best carried out from 1000 to 1700 Beijing Standard Time.     

多普勒声雷达测风与直接测量仪器的观测比较

文中对多普勒声雷达测风和325 m铁塔上风速、风向仪及超声风速仪的测量值进行了观测比较。结果表明,当信噪比大于1时,两种方法测量的平均风速、风向的相关较好,风速、风向廓线较为接近;声雷达测量的垂直风速平均值和均方根差比超声风速仪的测量值略偏大。这与国外进行的观测比较结果一致。 需要指出,声雷达和直接测量仪器的观测比较中存在一定差异,特别是对比每一次的观测值就可以看出,在某些情况下还存在明显差异。进一步分析声雷达测风产生偏差的原因,对误差做出合理的订正是十分必要的。     

近海岸风速衰减特征及形成机理分析

为更好理解沿海区域近地面风速衰减规律及其内在机制并获取适用于业务观测风速数据的分析方法,通过引入内边界层厚度的发展机理,推导获得风速随离岸距离变化的数学解析拟合式。结合浙江省温州市境内一沿海区域6个自动气象站2014—2019年逐时风速观测数据应用该拟合式分析了风速随离岸距离的关系,结果表明不管是逐时风速还是逐日最大风速,其平均值均与离岸距离有着良好的负相关,并发现其衰减系数与风速有着密切关系。向岸流及离岸流的风速衰减特性均可以结合该拟合式用线性及幂数律拟合来体现,但后者可以更好地解释风速随离岸距离变化特征,并在较大风速(3~10 m/s)向岸流的背景条件下,获得合理可信的分析结果,说明该方法可以适用于近海岸区域风速观测数据的应用研究。      

ASCAT反演风场与华南及南海站点观测对比分析

利用2014—2017年华南沿海及南海的浮标站、海岛站、石油平台站、沿海自动站等277个自动站风场数据,与ASCAT反演风场进行了对比分析。结果表明,当观测风速小于5 m/s(大于15 m/s)时,ASCAT反演风速的平均绝对误差在3 m/s左右(存在2级左右的高(低)估);当风速介于5~10 m/s时,平均绝对误差在2 m/s左右(多数ASCAT有1~2级的高估);介于10~15 m/s时,ASCAT反演结果相对最好,风速、风向准确率能够达到60%以上。ASCAT对风速的反演结果受陆地影响较大,与观测风速的相关系数从高到低可分为三类:(1)浮标、平台站;(2)西沙、南沙自动站;(3)广东沿海自动站及海岛站、海南海岛站。ASCAT反演风场在风向的应用较风速更优,其中,东北风样本数最多,其次分别为西南风、东南风和西北风。浮标站、平台站、西沙自动站的风向反演质量相对较好;所有测站风向偏差主要由5 m/s以下的弱风贡献。单站多年月平均风速变化显示,ASCAT反演风速相对测站主要为正偏差,且秋冬季比春夏季偏差更大,这可能与大气稳定度有关。      

台风“温比亚”停滞少动及转向机理探究

2018年1818号台风“温比亚”进入河南后停滞少动,移向有多次改变,累计在河南省境内滞留长达40小时,造成河南省东部历史罕见的极端暴雨天气。利用高空探测、地面观测、NCEP 1 °×1 °再分析等资料及中央气象台台风定位数据,对“温比亚”登陆进入河南境内后停滞少动及转向机理做详细诊断分析,结果显示:台风低压处在100 hPa高压带中的弱风区里,低层受高压带“包裹”或阻挡,低压缓行或停滞。200 hPa低压附近有风速辐合时,低压移速减慢,反之则加速,低压下游的风向对其移动方向有很好的指示意义。低压周围合成风场显示,北侧偏东风远大于南侧偏西风时,低压西行;东侧南风大于西侧北风时,低压北行;低压周围风场对称分布时,低压停滞;当非对称逐渐加强时,移向转为大风速轴的方向。500 hPa台风低压中心附近最大U、V风风速演变表明,北侧东风逐渐减小,西行低压移速随之变慢;东西风速差及南北风速差均减小到最小值且基本相当时,低压先停滞后转向,而后随着反方向风速的逐渐增大,低压沿着合动量方向移动。584 dagpm与588 dagpm之间风向与低压移动方向有很好的相关性。      

2012年南海夏季风活跃期与非活跃期广东电白地区海陆大气边界层特征分析

利用2012年6—9月南海夏季风期间的近海海洋气象观测平台 (海上平台站) 和电白国家气候观象台 (电白站) 的地面气象站资料,气象塔资料以及GPS探空资料对海上平台站和电白站两站在季风活跃期和非活跃期的大气边界层结构特征进行研究分析。结果表明,活跃期与非活跃期两地的大气边界层结构特征有明显差异。(1) 在活跃期两站近地层风向全天由东南风主导,风速较大,且两站均出现连续降水,受云系和降水的影响,与非活跃期相比,电白站近地层日平均气温降低约为2 ℃;非活跃期两站风向全天无规则变化,且风速值小。(2) 在活跃期大气边界层内风向均为一致的东南风,风速较大,200 m以上的风速均大于8 m/s,而在非活跃期大气边界层内风速较小,风向变化较大,同一时刻不同高度的风向差可达180 °。(3) 在季风非活跃期混合层高度最高可达937 m,而在活跃期,受降水和云系的影响混合层高度明显降低,最大高度仅为700 m左右。(4) 活跃期受连续降水影响,大部分时刻的大气边界层内相对湿度大于80%。由此可见在季风活跃期与非活跃期不仅海陆气能量交换发生变化,大气边界层结构特征也有显著变化。      

OBSERVATION AND ANALYSIS OF SEA SURFACE WIND OVER THE QIONGZHOU STRAIT

The spatial variation and diurnal fluctuation of sea surface wind over the Qiongzhou Strait were described using verified datasets from automatic weather stations on board a ferry, buoys, and on the coast. Results are as follows: (1) On average, sea surface wind speed is 3–4 m/s larger over the Qiongzhou Strait than in the coastal area. Sea surface wind speeds of 8.0 m/s or above (on Beaufort scale five) in the coastal area are associated with speeds 5–6 m/s greater over the surface of the Qiongzhou Strait. (2) Gust coefficients for the Qiongzhou Strait decrease along with increasing wind speeds. When coastal wind speed is less than scale five, the average gust coefficient over the sea surface is between 1.4 and 1.5; when wind speed is equal to scale five or above, the average gust coefficient is about 1.35. (3) In autumn and winter, the diurnal differences of average wind speed and wind consistency over the strait are less than those in the coastal area; when wind speed is 10.8 m/s (scale six) or above, the diurnal difference of average wind speed decreases while wind consistency increases for both the strait and the coast.     

风电场选址模式化研究

本工作旨在风电场已初选，并有一至几个月的短期测风资料为前提的情况下，研究出一种有较先进的方法、较高的精度、较快的速度推算场址风能参数的模式。由于风能是风速立方的函数，因此，习惯上用寻求两地风能参数相关的订正方法误差较大。这次工作立足于先订正原始风速及标准差，再用这两参数推算各风能参数。经计算比较，选择全概率公式订正风向风速，再用差值法订正标准差，最后用韦伯尔公式计算风能参数。风电场选址时风向风速都应该考虑，因此，选择各风向均出现的时段作考察月为好。比较结果发现，９、１０、１１月作为考察期准确性较高。