L波段雷达-电子探空仪系统对比观测分析

利用酒泉高空站L波段雷达-GTS1电子探空仪系统与“59-701”系统1个月的同步观测资料,对该站使用L波段探空系统后高空探测资料变化情况进行分析评估。通过直接对比、与国家气象中心数值预报6 h初估场比较和相关性检验分析,得到各规定等压面上位势高度、温度、湿度、风向、风速等的偏差和均一性检验结果。结果表明,酒泉站使用L波段雷达系统后,温度、高度、风向、风速记录平均而言未产生跳变,对流层上层湿度记录离散性小,新老系统的相对湿度差随高度增加而增加,记录准确率有明显的改善。在温度较低的对流层上层,59型探空仪测定的相对湿度偏高,GTS1型电子探空仪测定的湿度数据更接近国际上比较先进的探空仪。     

L波段雷达——电子探空仪系统的几点实用技巧

介绍新一代高空探测系统在操作过程中的一些实用技巧。     

59型探空仪与L波段探空仪数据对比分析

利用西安泾河站2004、2007年共1460多个时次的高空资料,对100hPa及以下等压面的位势高度、温度、露点温度和相对湿度进行全面统计、对比、分析,结果表明：59型探空仪与L波段探空仪所测位势高度和温度差异较小,但59型探空仪前后时次探测值波动较大,而L波段探空仪探测值波动小,前后时次连续性好;59型探空仪与L波段探空仪所测露点温度和湿度差异较大,59型探空仪湿度变化比较平稳,曲线较均匀,符合大气层结规律,而L波段电子探空仪湿度变化较大,曲线呈锯齿状,不符合大气层结规律,L波段电子探空仪湿度感应元件的质量和性能还须进一步提高。     

59型与L波段探空仪温度和位势高度记录对比

利用全国探空系统换型时获取的70个高空台站的对比观测数据,计算了59型探空仪和L波段探空仪温度和位势高度的差异,分析了探空仪换型对于探空数据一致性的影响。结果表明:就全国平均而言,在100 hPa特别是在400 hPa以下高度,两套系统提供的温度和位势高度观测值没有明显的系统差异;但在70 hPa以上高空,59型探空仪测定的规定等压面温度比L波段探空仪低0.1～0.7℃,导致位势高度在20 hPa高度时偏低达30 m左右,换型前后变化明显。系统差异的产生与59型探空仪的生产厂家、施放地区和季节关系较大,进一步分析表明:太原厂生产的探空仪测得的温度在对流层偏高,在平流层偏低,位势高度在对流层偏高,在平流层逐步转为偏低;上海厂生产的探空仪测得的温度全程偏低,引起位势高度也全程偏低,因此两个厂家的59型探空仪相对于L波段的温度和位势高度系统差也有明显不同。用户在使用局部地区高空站59型探空仪的观测数据时需了解该59型探空仪的生产厂家。     

两种探空系统的对比分析

对701二次测风雷达-59型机械式探空仪高空探测系统与GFE(L)1型二次测风雷达-GTS1型数字式电子探空仪高空探测系统(以下简称L波段探空系统)的工作原理、结构、软件等进行了对比分析。     

浅谈GFE（L）型雷达和GTS（1）型数字探空仪使用技巧

本文通过对GFE（L）型雷达和GTS（1）型数字探空仪在我站使用以来，对业务运行过程中遇到的一些问题进行了分析，并提出一些具体的处理方法和建议，以便探空员在工作中得到更好的掌握。     

浅谈L波段测风雷达-GTS1型数字探空仪频率的调整

与701雷达—59型探空仪探测系统相比,L波段雷达—GTS1型数字探空仪探测系统对雷达频率的要求更为严格,频率调整是否合适,直接影响到雷达天线自动跟踪、距离自动跟踪和探测数据的接收。经过一段时间的使用,积累了一些雷达频率调整的经验。1放球前的频率调整GTS1型数字探空仪的载波中心频率f。为1675MHz±3MHz,即载波中心频率范围为1672￣1678MHz,通常以接近1675MHz为最好。在放球前需要调整雷达接收机的频率,使之与探空仪的载波中心频率最接近。调整雷达接收机频率的方法有两种:第一是增益控制按钮置于自动状态,然后手动调整频率,使监…     

云南探空仪换型温度和位势高度观测数据对比分析

基于云南探空仪换型平行观测期间各标准等压面上的温度和位势高度观测数据以及对应的ECMWF模式预报场数据,利用偏差、标准差、均方根误差和相关系数等对新、旧探空仪观测数据进行对比分析和评估。结果表明:新、旧探空仪观测数据一致性较好,在100 hPa以下两者温度绝对偏差小于1.0℃,位势高度绝对偏差小于30 gpm,100 hPa以上温度和位势高度最大绝对偏差分别为3.9℃和151.0 gpm。除高层个别等压面外,新、旧探空仪观测数据离散性基本一致或新探空仪离散性相对较小。新探空仪观测数据与模式数据更为一致,在中高层表现更为明显;相对于模式数据,新、旧探空仪温度偏差分别集中在±0.7℃、±0.9℃左右,最大均方根误差分别为3.0℃、4.5℃,平均相关系数分别约为0.78、0.73;新、旧探空仪位势高度最大偏差分别为28.5 gpm、130.9 gpm,最大均方根误差分别为87.6 gpm、136.9 gpm,平均相关系数分别约为0.86、0.78。     

高空气象探测系统换型记录对比分析

利用青海省西宁市气象站L波段雷达探空系统和701雷达探空系统定时探测资料,应用统计学方法,分别对各标准等压面层的高度、温度、湿度、风进行差值对比分析,同时对500hPa高度、温度及其差值的分布特征进行研究。结果表明:L波段雷达探测系统感应灵敏,滞后误差小,所获资料离散性小,更加稳定可靠;L波段雷达系统高度、温度的测值比701雷达系统的测值偏高,湿度测值却偏低,07时偏高或偏低比19时明显,500hPa及其以下两者测值接近,差值较小,温度差值分布较高度差值分布集中;两种探空仪灵敏度的高低在对流层顶附近表现得更为突出,其差异更加明显;各层之间比较:高度平均绝对差值随着探测高度的升高而增大;温度平均绝对差值随高度的变化不尽相同,在温度突变的对流层顶附近差值幅度较大,同样当湿度变化剧烈时,其差值幅度也相应增大;风的变化随机性较大,总体上风向在对流层底部尤其在摩擦层内偏差相对较大,但随高度变化呈减小趋势,相反,风速平均绝对差值表现出随高度变化逐渐增大的趋势。     

L波段高空气象探测资料常见问题分析

针对L波段高空气象探测资料出现的问题,如地面瞬间观测数据错误、探空记录飞点、升速异常以及测风数据突跳等,分析问题出现的原因,提出正确读数、认真校对、仔细检查、熟悉探测系统业务手册等处理意见和方法。     

沙尘暴常规观测资料中若干问题的解析

沙尘暴常规观测资料主要来自地面气象观测系统,是揭示沙尘暴的时空分布特征和变化规律的重要基础,其内在属性明显地受到地面气象观测规范和统计规范的制约,而且同样明显地受到两个规范变革的影响,但是这些问题在以往的沙尘暴研究中没有引起足够的重视,常常被忽视掉了,因此最终形成了一些似是而非的认识.该文从中国沙尘暴的观测规范和统计规范入手,探讨了其变革对沙尘暴内在统计特征的影响.另外,文章还分析了沙尘暴与其它沙尘天气的同日出现问题,以及沙尘暴资料时间序列的统计分布特征.     

利用加密探测产品对“06731”北京奥体中心局地暴雨结构特征的精细分析

利用2006年吊装完成投入业务运行的北京南郊S波段新一代Doppler雷达探测产品及北京地区自动站地面测风和雷达风廓线等每6 min一次的多设备加密探测资料,对2006年7月31日上午发生在奥林匹克公园(奥体中心)附近的局地暴雨进行精细分析.结果表明,发生在奥林匹克公园附近,尺度15 km左右,时间2 h的局地暴雨是一次典型的雷暴单体影响过程.造成暴雨落区的雷暴单体源自北京西郊的地形回波带.这个地形回波带由多个中γ尺度中气旋回波块构成.研究表明,这些中气旋回波块的生成首先从近地面开始.中气旋回波块与雷暴单体的发展与近地面辐合,激发边界层扰动的动力过程分不开.     

暴雨过程降水资料的中尺度分析对比试验

本文向读者推荐用降水爆发时间等时线分析暴雨过程里中尺度系统活动的办法。说明了其具体作法,给出了分析实例并与雨团分析进行了对比讨论。 结果表明,雨团分析表现的主要是对流单体这一类小尺度系统的活动,而降水爆发等时线所揭露的,则是降水中尺度系统,它可作为一种较有效的中分析方法与其它分析方法配合使用。      

基于多源探测资料的一次广州局地强对流垂直结构分析

基于X波段相控阵雷达、S波段双偏振雷达、微波辐射计、风廓线雷达、毫米波云雷达等多源高时空分辨率新型遥感探测资料,对广州后汛期一次局地强对流过程的大气热力、动力及云物理结构变化特征进行了综合分析。结果表明：(1)强对流前8小时前,局地LI、CAPE、SI等对流参数就达到并远远超过了短时强降水的阈值;临近降水大气层结仍向不稳定发展,水汽条件向有利的方向发展;(2)午后局地风形成辐合,上升气流加强,近地层出现弱垂直风切变和低空急流脉动,对强对流的发生发展有一定的指示意义;(3) CINRAD/SA-D雷达CR、DBZM HT、TOPS、VIL等变化与强降水和地面大风的发展有很好的对应关系,同时低层风场观测到阵风锋特征;XPAR-D雷达更高时空分辨率的探测可清晰显示对流发展旺盛阶段的Z_DR弧、K_DP柱、Z_DR柱、V型缺口等特征,为判断雷暴云团的发展程度和预警提供重要信息。     

基于多源探测资料的“4.12”非典型冰雹特征分析

针对2020年4月12日发生在江苏苏州的一次大范围雷暴大风、局部伴有冰雹的强对流天气过程,基于常州S波段双线偏振多普勒天气雷达、湖州和青浦的单偏振雷达以及再分析资料,详细分析了此次过程的天气背景,不稳定机制、抬升条件和雷达回波及双偏振雷达参量演变特征,并结合双雷达风场反演技术分析超级单体的动力结构及云物理机制。结果表明此次过程发生在高空冷涡南掉、横槽南摆,上下层强烈不稳定的环流背景下,地面有辐合线提供了触发条件。苏南地面附近至600 hPa为θ_se随高度减小的对流不稳定层和0~6 km强烈的垂直风向切变分别为此次过程提供强热力和动力不稳定条件。此次降雹天气过程,雷达回波强度超过50 dBZ,有明显的三体散射、气旋式辐合、高层回波悬垂和强风暴顶辐散等特征;但是VIL和ET都很小,呈现非典型冰雹特征。双线偏振雷达各偏振参量(差分反射率Z_DR、差分相移率K_DP和相关系数CC)也都反映出冰雹云的典型特征:在Z_H大、Z_DR小、CC小的区域出现冰雹,Z_DR值通常为-1.0~0.2 dB,CC值普遍小于0.85。上述双偏振参量特征在强对流短时临近预报和冰雹识别方面具有很强的应用潜力。利用双雷达风场反演技术对降雹时段研究,发现1~5 km各层高度的风垂直切变、辐合的存在,有利于超级单体的发展和加强。双雷达能较好地反演雷暴大风的三维风场精细结构,有助于加深对冰雹云结构的认识进而提高冰雹等强对流天气的预报预警能力。      

热带测雨卫星的星载雷达和地基雷达探测云回波强度及结构误差的模拟分析

为了揭示热带测雨卫星上的测雨雷达热带测雨卫星的星载雷达与X波段多普勒雷达在探测云的反射率因子的大小和结构方面的差异,用散射模式和数值模拟的方法讨论了这两种雷达的波长、雷达波入射方向、波瓣宽度等参量对反射率因子的大小和结构的影响,并利用所得结果讨论了两种雷达实际观测的差异。结果表明:雷达波长和入射方向的不同引起的两种雷达测量的反射率因子的差异在2.0dBz以内,TRMMPR可在强回波中心探测到更大的反射率因子,并在很大程度上平滑了回波的结构,在强回波和弱回波区分别低估和高估3～5dBz,造成了观测的云的面积增大、平均回波强度减小、面积积分降水量增大。这些理论结果还不能完全揭示两种雷达实际观测结果的差异,看来星载雷达和地基雷达探测结果的对比问题很复杂,其中雷达波的衰减问题是必须考虑的。     

两次暴雨过程的多普勒天气雷达资料对比分析

本文通过对2003年6月22日和7月14日二次暴雨天气过程的多普勒天气雷达资料的分析,发现中低空的水汽辐合、中低空急流和低层垂直风切变引起的辐合是引起强降水的重要原因。表明多普勒天气雷达已成为暴雨短时预报的一种重要工具。     

惠东高潭三次极端强降水过程成因对比分析

基于ECMWF的ERA-Interim全球大气再分析资料、MICAPS实况数据和广东省气象观测资料,对比分析了广东惠东高潭1979年、2013年和2018年的三次极端强降水过程的成因。结果表明:造成高潭极端强降水的影响系统有台风本体环流、登陆后的台风残余环流、季风低压外围环流等,其中2018年季风低压影响过程降水量最大;不同过程对流层低层强迫暖湿气流辐合抬升方式不同,分别为冷暖气流相互作用、西南季风和偏南季风地交汇、季风涌、边界层急流等;各过程中伴随的低空西南气流和偏南气流的风速大小差异明显,2013年台风残余环流影响时低空西南(偏南)风风速最大。相同点有:影响天气系统移动缓慢,并长时间维持,为极端强降水的发生发展和维持提供有利的动力条件;西南(偏南)季风、边界层急流或西南气流源源不断的水汽输送,为极端强降水的发展和维持提供了充足的水汽条件,同时低空暖湿气流的输送使得暴雨区大气层结不稳定状态长时间维持,利于持续性强降水的发展。研究结论可为今后高潭及其附近地区极端强降水的预报和决策服务提供理论支撑。     

茂名近海、近岸及陆地站点气象要素对比分析

基于广东省茂名近海海洋浮标站、近岸海上平台站以及陆地电白基准站1年的观测数据,对比分析了风速、风向、温度和湿度的变化特征。(1)三个站点全年的主导风向均呈双峰状,只是主导风向有差异,海洋浮标站和海上平台站以东北风为主,偏南风为辅;而电白基准站主要是东北风和东南风。三个站点的月平均风速最小值都是在8月;最大值海洋浮标站出现在1月,海上平台站为11月,而电白基准站为4月。(2)电白基准站和海上平台站温度年平均日变化呈现出“一谷一峰”型特征;海上浮标站早上有一个低谷,但是峰值不太明显。三个站点月平均温度都是上半年呈上升趋势,下半年呈下降趋势。海洋浮标站纬度更南,受到陆地影响最小,全年高温持续时间最长。(3)三个站点的湿度年平均日变化都是呈“一峰一谷”型,即早晚湿度高,中午到下午低。从日变化振幅上看,电白基准站最大,海上平台站次之,海洋浮标站最小。三个站点湿度月平均都是2—8月湿度较大,最低月份出现在东北季风盛行的11—12月。海洋浮标站出现高湿度的月份最长;海上平台站因为受到陆地的影响,在中午和下午会出现较明显的低值区域。(4)受下垫面的影响,三个站点的风速、温度和湿度的日较差全年平均值,最...     

基于雷达资料同化的2003年7月一次暴雨过程的数值模拟及分析

利用我国CINRAD/SA多普勒雷达资料与中尺度模式ARPS的资料分析系统ADAS,对初始场进行调整,然后利用高分辨率的中尺度模式WRF对2003年7月4-5日的暴雨过程进行了数值模拟,在模拟结果可信的前提下,对暴雨过程中的中尺度对流系统(MCS)的结构及演变过程进行了分析.表明:多普勒雷达资料有助于提高暴雨模拟的精确度,利用其对中尺度系统进行高分辨率数值模拟,可以进一步认识中尺度系统的细致结构及演变情况;在中-β对流系统发展的过程中,大尺度环境场的有利条件可以对其发展起到促进作用,但具有中尺度特征的水汽条件、上升运动等因素也会起到关键的作用;中-β对流系统中可以同时有一支或多支的上升气流支出现,与降水有密切关系;2003年7月4-5日的两个中-β对流系统在发展过程中有从低空向高空移动的现象,即在发展初期,系统的中心位于低空,而在其旺盛时期则移至高空.