基于DBSCAN与网格搜索的雷电定位算法

定位精度是评价雷电定位网络的重要指标之一,定位算法直接影响雷电探测结果的精度。雷电监测系统探测数据误差不可避免,传统定位算法不具备抗误差干扰能力,迭代计算易发散,定位结果精度不高。为了满足实际应用需求,提出一种新的雷电定位算法DG-LLA（DBSCAN and grid-search lighting location algorithm）,在定位计算中引入DBSCAN（density-based spatial clustering of applications with noise）方法与网格搜索方法。通过仿真与国家雷电监测网实际定位结果对比分析定位算法性能。结果表明:到达时间差（time difference of arrival,TDOA）法和Taylor级数展开法定位误差较大,仿真区域的均方根误差分别为982 m和668 m;定位中引入DBSCAN方法后,均方根误差明显减小为406 m,引入DBSCAN方法和网格搜索方法后,均方根误差减小为349 m;在相同回击数据条件下,算法DG-LLA与国家雷电监测网相比定位数量更多,回击数据的利用率从43.4%提升到51.5%,新增定位结果周围雷达回波特征较强,定位精度更高。     

X 波段双极化雷达对云中水凝物粒子的相态识别

人工影响天气研究需对云中降水粒子的相态和分布结构进行准确识别,以便提高人工影响天气作业效率.中国科学院大气物理研究所的车载X波段双极化雷达可提供与云中降水粒子大小、形状、相态等特征密切相关的4个极化参数:反射率因子、差分反射率、差分相移率、水平和垂直极化相关系数.利用这4个极化参数加上环境温度作为5个输入参量,建立了降水粒子相态模糊逻辑识别算法,识别的降水粒子有10种:毛毛雨、雨、湿霰、干霰、小雹、大雹、雨加雹、湿雪、干雪、冰晶.利用此雷达的实际观测资料,并与地面和飞机空中实测资料对照,对我国南、北方地区观测的降水天气过程进行分析,结果表明:建立的模糊逻辑算法对云内水凝物粒子的相态识别分类合理.     

INFLUENCE OF THE SURFACE AIR TEMPERATURE OVER ASIAN-PACIFIC REGION ON THE SUMMERTIME NORTHEASTERN ASIAN BLOCKING HIGH*

Synthesis analysis and singular value decomposition (SVD) methods were used to study the impact of surface air temperature (SAT) over Asian-Pacific region on the summertime northeastern Asian blocking high (NABH) with NCEP/NCAR Reanalysis Data.The results showed that 500 hPa geopotential height and SAT fields over Asian-Pacific region shared the similar pattern of East Asian Pacific (EAP) wave train;there was steady remote response relationship between the EAP wave train in summer and the "+-+" pattern of tropical SAT in zonal direction from former winter to summer;there were two relative negative(positive) Walker circulations over the tropical Indian Ocean and Pacific when being more(less) summertime NABH. The influence of sea surface temperature anomaly (SSTA) on the summertime NABH was possibly as follows.The special distribution of SSTA in tropical zonal direction continuously forced the tropical convection and zonal circulation from former winter to summer,and led them to act anomaly.Finally the abnormal conditions were transported to middle-high latitudes through EAP wave train and yielded the advantageous or disadvantageous atmospheric circulation background for the summertime NABH.     

Scattering Properties of Atmospheric Aerosols over Lanzhou City and Applications Using an Integrating Nephelometer

The data, measured by a three-wavelength Integrating Nephelometer over Lanzhou City during the winters of 2001/2002 and 2002/2003 respectively, have been analyzed for investigating the scattering properties of atmospheric aerosols and exploring their relationship and the status of air pollution. The aerosol particle volume distribution is inverted with the measured spectral scattering coefficients. The results show that the daily variation of the aerosol scattering coefficients is in a tri-peak shape. The average ratio of backscattering coefficient to total scattering coefficient at 550 nm is 0.158; there exists an excellent correlation between the scattering coefficients and the concentration of PM10. The average ratio of the concentration of PM10 to the scattering coefficients is 0.37 g m-2, which is contingent on the optical parameters of aerosol particles such as the size distribution, etc.; an algorithm is developed for inverting the volume distribution of aerosol particles by using the histogram and Monte-Carlo techniques, and the test results show that the inversion is reasonable.     

华南地区干旱气候预测研究

选用华南地区15个站近50年的年(季、月)降水资料,对华南地区干旱年景进行分析,并做气候预测。采用极差法计算各站点年雨量的临界值,评定严重干旱年和一般干旱年。分析发现,华南地区年雨量变化有明显的阶段性,1961~2003年间,平均4.3年有一个干旱年,14.3年有一个严重干旱年。介绍了几种实际预报中用到的旱涝预测方法:指数曲线方程预报方法、时间序列多周期特征值叠加预报法、综合气候预测方法、最优遥相关分析预报方法。对华南地区未来10年总的旱涝趋势的预测结论是:2005年雨量偏多,2006~2008年偏旱为主,2009~2012年是多雨期。     

江西省温室气体监测及关键领域碳排放核算工作进展

简要概括了“十三五”规划实施以来,江西省开展温室气体浓度监测及关键领域排放核算相关工作及研究进展。1) 阐述了江西省温室气体观测站网建设现状,分析了各监测站浓度变化特征,对监测数据质量进行了评估,规范了业务服务产品;2) 基于景德镇站温室气体观测数据,开展了大气CO2和CH4浓度变化及其源汇特征相关研究,摸清其区域输送影响及源汇特征;3) 通过对卫星资料的分析研究,揭示了江西省大气温室气体浓度时空分布特征;4) 通过连续多年重点企业碳排放核查,促进了碳排放权交易市场的建立;5) 完成江西全省及11个设区市农业温室气体清单的编制,掌握了农业温室气体排放动态变化,编制发布了相关技术规范。江西省温室气体监测起步较晚,相较于山西、广东、江苏等省仍存在一定差距,亟待配备充足的资金和人员,规范台站观测业务运行,加强数据质控和技术队伍建设;此外,有必要加强各类排放过程排放因子本地测算,进一步规范碳核查工作流程,为江西省生态文明建设、绿色低碳发展及应对气候变化提供支撑。     

贵州春季冰雹天气过程个例分析

利用天气形势及各种物理量值、卫星云图和多普勒雷达资料,分析了2009年4月11日傍晚到夜间发生在贵州省中部、西部地区的冰雹天气过程成因,结果发现:高原东移低涡是这次过程的主要影响系统;高层冷平流、低层暖平流,增强了气层的不稳定性;0℃层高度(600 hPa)和-20℃层高度(400 hPa)有利于冰雹生长.强对流天气发...     

基于探空资料因子组合分析方法的冰雹预报

以1978—2007年四川省宜宾探空站200 km范围内共45例降雹事件与非降雹事件作为时间样本,将利用T-lnp探空资料计算表征热力、动力、水汽条件、温度、高度等物理参数作为预报因子,采用因子组合分析方法对3244个预报因子进行筛选,找出影响宜宾探空站附近降雹的预报因子,并计算得到它们的阈值及组合关系,建立了冰雹预报指标判别式。两个主要因子为400 hPa饱和湿静力温度与850 hPa湿静力温度之差 (T_σ400*-T_σ850) 和400 hPa与地面垂直气压梯度之差 (G_z400-G_zsurface),两个条件因子为700 hPa水汽压与饱和水汽压之差 (e₇₀₀-e_s700) 和700 hPa露点温度与饱和湿静力温度之差 (T_d700-T_σ700*)。将2008年全年732例时次的T-lnp探空资料代入判别式进行试报,探测率为84%,空报率为67.7%,成功指数为30.4%,试报结果表明:基于探空资料因子组合分析方法得到的冰雹预报指标判别方法可行,具有一定准确性。     

青藏高原“三江源地区”雨季水汽输送特征

利用40年NCEP/NCAR再分析资料和青藏高原三江源地区的降水资料,分析了三江源地区的水汽输送特征.研究表明:在东亚和印度季风驱动下的西南暖湿气流是三江源地区空中主要水汽来源,其次是来自西边界中东高压中的偏西气流和西风带中的偏北气流,这3种大尺度环流背景的气流汇集到三江源区,使该地区6-9月处在水汽辐合区内,同时在高原大地形的动力作用下,三江源地区近地面层维持定常的切变、低涡等天气系统,源源不断的降水为这一区域形成江河源头创造了条件.在水汽输入的各边界中,南边界季节变化特征显著,冬、春季水汽输入量小,夏、秋季水汽输入量大,9月达到全年的最大值.西边界的水汽输入量季节变化特征不明显,一年四季有水汽输入.北边界冬、春季水汽输入量小,夏、秋季水汽输入量大,6月达到全年的最大值.水汽输出主要在东边界.从三江源地区空中净水汽输入(输出)量收支的月际变化来看,6-9月水汽是收入的,5月收支平衡,10月到次年4月水汽是支出的,三江源地区的这种净水汽输入(输出)量收支的月际变化与该地区降水量的月际变化基本一致.冬、春季以西边界的水汽输入为主,夏、秋季以南边界的水汽输入为主.青藏高原三江源地区主要水汽输入边界的水汽通量近40年来呈现减少的变化趋势,这将影响到三江源地区未来的降水变化.