闪电同步记录触发装置

通过捕获闪电放电的瞬态模拟信号,经预置触发电平窗口控制,形成一个宽度为100μs,上升沿为10ns的固定幅度的脉冲指挥信号,同时触发各观测闪电的记录设备及GPS同步的高精度时钟,开始记录点定标在闪电发生时域的信号波形上,记录的绝对精度时间由高精度时钟标记,实现了同一闪电不同参量记录尺度开始记录点的一致性,为对比分析闪电不同参量精细结构及多站计算闪电到达时差提供了精确的基准点。     

闪电多参量同步高速即时记录系统

阐述了如何实时快速捕获闪电放电时亚微秒变化的快慢电场波形数据及等间隔点分段压缩显示电场波形曲线,并同时连续记录显示大气平均电场数据。在Win2000平台上用VC 编程实现了多任务、多通道大容量(8MB)快速处理显示记录的自动化。记录速度比以往的记录设备提高了20倍,测量精度显著提高,记录闪电辐射的脉冲绝对时间精度达到0．1μs,野外同步观测获得了大批资料,证实了系统的可靠性,为长时间多站同步观测积累高精度闪电资料提供了新的记录手段。     

基于干涉仪原理的甚高频雷电单站预警

针对目前闪电单站探测与预警装置的局限性,设计了一套基于闪电宽带干涉仪原理的甚高频单站雷电预警装置.该装置通过测量雷电(包括云闪与地闪)起始时刻的辐射信号到达竖直天线阵列的相位差,计算得到该信号的仰角,根据仰角估算雷电的距离,进而根据雷电的距离和活动特征进行雷电报警.单站测距误差分析结果表明,单站系统对半径50 km范围内闪电测距误差在25％以内,半径100 km范围内的闪电测距误差在30％以内.雷电单站预警装置对一次雷暴过程进行了观测,观测结果表明,该装置能有效探测半径100 km范围内的闪电活动状况,探测到的闪电频次分布、闪电距离与多站闪电定位结果保持较好一致性,证明其能有效探测周围闪电活动状况,起到提前预警雷暴的作用.     

以BSRN标准为核心的太阳辐射观测平台设计

以太阳辐射测量最高标准BSRN为核心内容,系统地介绍深圳市天文综合观测基地(西涌)和石岩气象观测基地的高精度太阳辐射观测平台的设计方案,该方案采用高精度辐射观测设备分别建立满足BSRN要求的标准站和比对站,同时增加了短波辐射密集阵观测、长波辐射密集阵观测及梯度塔辐射观测等具有特色的辐射观测项目。     

高原复杂地形条件下慢天线测量值的订正

利用青海大通地区高精度GPS时钟同步的7站慢电场变化资料,以点偶极模式为基础,运用穷举法并结合非线性最小二乘法对发生在2009年野外观测期间11个负地闪的26次回击产生的电场变化进行了拟合。对拟合结果最优的各站订正系数进行了统计,求出了以主观测站为基准的各站慢天线订正系数,即各站慢天线观测值受海拔高度和植被遮挡等因素影...     

郑州雷电发生的环境场特征及潜势预报

利用郑州站雷暴日观测资料,分析了郑州雷电活动的气候特征;使用2004—2006年郑州站探空资料计算了强天气威胁指数、最有利抬升指数等环境参数,分别探讨了单个环境参数和多个环境参数组合与郑州雷电天气之间的相关性。结果表明:(1)单个环境参数在一定的取值范围内与雷电活动具有相关性,但不能完全反映雷电活动特征;(2)多参数综合可在一定程度上反映雷电活动的特征,雷电活动出现的几率随着有利环境参数的个数增多而显著增大。应用多元线性回归方法建立了郑州雷电概率潜势预报方程,方程通过了α=0.05的显著性水平检验;采用郑州地区ADTD闪电监测资料对2008年6-8月业务试运行结果进行评估,雷电概率预报的TS评分达到63.6%。该方法的建立为郑州市雷电天气的预报提供了客观、定量的参考依据。     

一种多站雷电定位系统探 测效率的估算方法

通过分析多站雷电定位系统MDF的特点,提出影响多站雷电定位系统探测效率的因素主要有两个方面:1)波形判据及阈值的设置;2)DF场地环境及其本身的时间分辨率。本文提出了一种估算系统因第二种因素存在时的探测效率的方法。用此方法分别计算和分析了北京DF网络三年来的探测效率。结果表明:1)该系统中各DF站在正常情况下(不考虑第一种因素)探测效率约为70％左右;2)若有大量干扰DF的探测效率会大大降低。     

利用快电场变化脉冲定位进行云闪初始放电过程的研究

利用高时间精度GPS同步的雷电快天线电场变化测量仪等设备,在2004年夏季对甘肃中川地区雷暴的闪电放电特征进行了7站同步观测.在此基础上,发展了一种基于到达时间差的快天线电场变化脉冲定位方法,对8月20日一次强雷暴过程的5次云闪初始阶段产牛的快天线电场变化脉冲进行了三维定佗分析.结果表明:基于辐射源到达不同测站的时间差,能够对云闪产生的辐射源进行较好的定位,闪电的放电区域与雷暴的不同发展阶段密切相关.在雷暴发展的比较旺盛阶段,闪电的放电区域相对较高,对应的离地高度为3.3-6.4 km(此时对应的雷达回波顶高约9 km,回波强度在35 dBz以卜的回波顶高约7 km);在雷暴处于减弱和消敞阶段,闪电的放电高度降低,所分析的该阶段的其中1个云闪对应的离地高度为1.1-3.0 km(此时对应的雷达回波顶高约6 km,回波强度在35 dBz以上的回波顶高约3 km).与雷达同波的对比分析发现,云闪初始阶段的辐射脉冲源位置与强回波区具有较好的空间一致性,辐射脉冲源位置分别与25-50 dBz的回波区域相对成.这不仅在一定程度上表明了定化结果的可靠性,而且说明利用快天线电场变化测量仪组网观测对闪电进行定位跟踪有可能反映雷暴强中心的发展变化过程,同时也表明了利用快天线电场变化测量仪组网观测在强对流的监测和预臀中有一定的应用潜力.另外,定位误差的模拟试验表明,当雷电距观测网络较近时,定位误差较小,雷电距观测网络中心越远,定位误差越大.5次云闪的实际定他误差对比表明,模拟试验的定位结果在很大程度上能够有效地反映实际定位误差.这说明了该定位系统对位于探测网络上空或附近的雷电可以进行云内放电过程的较好的三维定位.     

地面气象记录中人工与遥测异常数据的处理方法

介绍地面气象记录中人工站或遥测站出现异常数据时,观测数据相互代替的方法,以及测报系统时钟每天对时和修改时钟应注意的问题。     

雷电临近预警方法和系统研发

为满足高速发展的现代社会对雷电预警预报气象服务日益增加的需求,中国气象科学研究院研发了雷电临近预警系统(CAMS_LNWS).CAMS_LNWS采用了多资料、多参数和多算法集成的雷电临近预警方法,能够综合利用雷达、卫星、闪电监测系统、地面电场仪和探空仪等的观测资料,参考天气形势预报产品和雷暴云起电、放电模式运行的结果,结合区域识别、跟踪和外推算法与决策树算法,自动生成雷电活动潜势预报结果和雷电临近预警结果,并提供多种形式的雷电临近预警产品,以满足不同的应用需求.该系统人机界面友好,参数接口丰富,简单易用,有利于在各地区的推广应用.同时该系统采用了模块化的结构设计,具有灵活的扩充性,便于今后对预警方法的不断升级和改进.     

青藏高原地面-对流层系统的能量收支

利用CCM3中的辐射模式CRM，计算了1月和7月地－气系统、地面－对流层系统和地面辐射能收支，研究了青藏高原地面－对流层系统辐射能收支的冬、夏季节特征及其与地面和地－气系统辐射能收支的关系，并与东部平原地区和高原北侧干旱地区比较。文中还讨论了云和高原冬季地面积雪对辐射能收支的影响，比较了大气辐射加热和地面感热通量对夏季高原对流层大气加热的贡献。     

梅雨锋上引发暴雨的低压动力学研究

对1998年"二度梅"结束前后长江中下游地区准静止锋上一次气旋发生发展过程进行了涡度收支的诊断分析.结果表明:(1)风场(尤其是辐散风场)对该气旋发生发展有重要影响;(2)低层辐合场是直接决定气旋发生发展的动力因子,它导致低层正涡度制造,对气旋的发展起直接作用;(3)涡度平流上正下负的配置和水汽凝结潜热释放,通过影响上升运动及低层辐合对地面气旋的发展起间接作用.在系列研究工作的基础上,提出了梅雨锋上第二类气旋(低压)的概念模型.     

紫外辐射增强对菠菜种子萌发及出苗的影响

研究了紫外辐射（UA－B）增强对圆叶和尖叶菠菜种子萌发出苗的影响，结果表明，UV－B辐射增强将显著降低圆叶菠菜种子的出牙率和出苗率，延缓发牙进程，出苗速度，影响幼长势，而对尖叶菠菜的影响较小，增强UV－B辐射还能有效抑制菠菜种子发牙时因病菌感染而发生的霉变，并减少幼苗期病虫害的蔓延和发展。     

层积云覆盖的边界层的数值模拟研究(Ⅱ): 数值模拟结果分析

着重分析了文献[1]新建立的层积云覆盖的边界层的数值模式对大涡模拟对比试验中个例模拟的结果。并将数值模拟结果与一些已有的观测和数值模拟结果进行了对比。分析结果表明,该边界层模式能较合理地模拟海区层积云覆盖的边界层的微湍流结构和云的微物理过程。     

地闪回击通道几何结构对VLF/VHF辐射场特征的影响

云地闪电回击通道分叉或者曲折引起的电流传播方向改变可以在回击辐射波形上面引入一系列次峰结构乃至影响其VHF辐射特征。本文用回击传输线模式探讨了回击通道几何结构对回击VLF／VHF辐射场的影响，结果显示：(1)VLF信号波形次峰幅度与通道片断的尺度以及取向有关，尺度为100m量级且具有较大的垂直分量的电流变化过程可以在回击波形下降沿上面引入与回击幅度相当的次峰结构，而小尺度(1m量级或者更小)的通道曲折在回击波形上面引入的次峰幅度只有回击主峰幅度的10％以下。水平方向的电流传播过程几乎不在回击波形上面产生可以辨别的次峰结构。曲折通道的所有曲折片段的平均长度是描述曲折通道的一个重要参数，次峰时间间隔与幅度均与平均曲折尺度成正相关。(2)曲折通道能够明显增加回击高频辐射分量的能量，出现最大辐射能量增加的频率相当．于波长等于曲折尺度的电磁波频率的1／8。小尺度的曲折或者分叉结构能够使得回击高频分量的强度提升一个数量级，但是这一强度的增加仍比我们实际测量的VHF辐射强度小一个数量级，说明通道曲折和分叉很可能不是回击过程VHF辐射产生的主要原因。     

平流层温度调整后的辐射强迫的简化计算

采用石广玉[1] 一维辐射对流模式对温室气体浓度变化引起的平流层温度调整后的辐射强迫(ARF)进行了计算。参考文献 [1]的瞬时辐射强迫 (IRF)计算的简化公式的形式 ,将ARF的计算结果表示成简单的经验公式。与使用一维辐射对流模式计算得出的ARF结果的比较表明 ,简化计算公式可以达到很高的精度。     

一种基于stop-and-go改进的MCMA盲均衡算法

修正的常数模算法(MCMA)可以纠正相位旋转,但剩余稳态误差较大.在stop-and-go架构的基础上,提出了基于stop-and-go改进的MCMA算法.首先将局部信息量引入MCMA的误差函数,然后运用stop-and-go减少错误均衡的思想,使算法的均衡方向与MCMA保持一致,以降低剩余稳态误差.仿真结果表明,基于stop-and-go改进的MCMA盲均衡算法在保证了收敛速度的同时,码间干扰比MCMA算法降低了10 dB.     

青藏高原对其东北侧干旱形成的数值试验

应用再分析资料，指出高原边界层内存在北高南低偶极子型涡旋对的独特气候现象。根据当雄站1998年5月31日至6月4日感热通量的连续观测资料，确定了高原热力作用的时变特征，分别用不同的理想高原初始涡度场加定常热源强迫和时变热源强迫代入正压准地转涡度模式，研究了高原东北侧干旱的形成。认为有三种过程在起着重要作用，它们是：基流对上游反气旋涡旋的平流输送、南侧气旋涡旋的能量频散以及高原热力强迫引起的频散生成高值系统的增强。     

有地形坡度的非线性Kelvin行波

提出了一个考虑地形坡度的非线性Kelvin行波解的模型，在假定了地形坡度沿山脉走向不变而仅在垂直于山脉走向的方向有改变的情况下，求得了该模型的解析解，这有助于加深对沿海山地捕获波的认识。文中还将该解与经典情形(即侧边界取为垂直刚壁而底面为水平)的解作了比较，发现前者的波速与扰动振幅均较后者要小，这与我国东南沿海武夷山区的沿海山地捕获波的情况相一致。     

合肥市郊低层大气的激光雷达探测研究

利用L300米散射激光雷达对合肥市郊大气边界层进行长期系统观测.分析讨论了大气边界层气溶胶消光系数与温度、湿度的关系, 大气边界层气溶胶消光系数垂直分布和时间变化的主要特征, 给出了激光雷达探测的大气边界层高度的统计特征及其与无线电气象探空仪探测大气边界层高度的比较结果.