天气雷达风暴跟踪信息拼图技术设计与应用

基于天气雷达风暴识别跟踪信息STI（Storm Tracking Information）拼图技术设计与应用,对该技术在江西雷电、雷暴大风、冰雹等强天气监测预警能力进行了分析。结果显示：通过对江西8部天气雷达的STI产品进行雷达算法解码,建立STI数据库,按照雷达拼图时间间隔,从数据库中调入STI数据进行15 min、30 min、45 min和60 min路径显示,形成多部雷达的组合STI产品。组合STI产品弥补了单部雷达的不足,对于判断未来1 h回波的移动方向、移动速度有明显的指示意义。而密集指向区对应于回波未来位置的确定效果更好,考虑到整体移向的修正位置更佳,在多次飑线、冰雹等强天气过程中得到了验证。组合STI产品还有助于识别回波系统,对于多个系统并存的天气过程中有很好的对照价值。密集指向区的出现说明回波系统进入发展旺盛期,密集指向区的消失预示着回波系统明显减弱。     

WRF模式模拟的地表短波辐射与实况对比分析

利用中尺度数值模式WRFV3对2009年1、4、8和10月进行了约4个月的逐日（0～36小时）到达地表短波辐射模拟,将输出结果转换成逐小时太阳总辐射,并以武汉站为例,与地表实测逐小时总辐射值进行对比分析。结果表明：（1）模拟结果与观测结果有较好的对应关系,4个月的日间模拟和观测值的相关系数均在0.8以上,均通过了置信度0.01的显著性检验。（2）日间各时刻模拟值与实况相比,平均预报误差早晚小,中午大;平均绝对误差变化趋势与平均预报误差相同,平均绝对百分比误差则一般早晚大,09—15时较小且变化幅度小,可信度高于其他时刻。（3）WRFV3模式对太阳总辐射,在各种气象条件下均有一定预报能力,尤其以晴天表现最佳。距直接使用模式输出的地表短波辐射结果作为光伏发电系统初值用于发电量预报还有一些误差,可以尝试采用误差订正等方法修订,提高数值预报结果的可用性。     

多普勒天气雷达冰雹探测算法评估及检验改进

利用新一代多普勒天气雷达资料和WSR-88D提供的冰雹指数算法,对2005年1月至2007年8月发生在贵州省黔西南地区的20个冰雹个例进行验证。用此算法对20个风暴日的样本计算了WT（警报阈值）、H（相对雷达的高度）、M（漏报率）、FA（虚警率）、POD／FAR／CSI（探测概率／误报率／临界成功指数）等多个函数,并将这些数据与强冰雹指数（SHI）作对比分析,将SHI作为冰雹尺寸的预报因子进行独立评估,对实际观测到的冰雹尺寸与模式预报尺寸进行比较。在考虑了本地环境、气候特征的前提下对误警率较高的情况进行了算法补尝,并针对误警率较高的现象提出解决办法：①输入当天的正确0℃／-20℃高度,②提高冰雹探测反射率阈值。用改进方法对2007年发生的9次冰雹天气过程进行对比检验。结果表明,误报率有所降低,预报冰雹尺寸更接近实际探测尺寸。     

风暴单体识别与跟踪(SCIT)算法评估

利用兴义新一代多普勒天气雷达复合体扫资料及WSR-88D提供的风暴单体识别与跟踪(SCIT)算法对2007-2008年发生在贵州省黔西南地区的40次天气过程个例进行验证、分析,分别从单体识别、单体跟踪评估、单体位置预报、单体算法评估效果与季节关系分析、单体算法评估效果与距离关系分析、冰雹暴雨评估对比分析6个方面进行评估、分析。在充分考虑了当地地理环境、气候背景的前提下对算法评估不太理想的情况进行了误差分析,并进行了算法补偿,提出了解决的办法,一是降低识别阈值,将SCIT的7个反射率阈值降低一个等级,二是提取反射率因子垂直梯度,用上述两个改进方法对2007-2008年的40次天气过程重新进行评估,并与算法改进前的评估效果进行对比检验,结果表明,算法改进后评估效果有所提高。     

一次强风切变过程的分析及成因讨论

2006年6月21日09:04南京禄口机场监测到较强风切变。龙王山(南京)多普勒天气雷达观测图上显示,此时恰有一直径为50 km的对流云团自西向东经过禄口机场。南京市地面自动气象站的观测也表明,此时在南京地区近地层气流出现急剧变化。利用多普勒天气雷达资料对风暴进行立体结构分析,并结合地面自动气象站资料分析得知,这次过程在3 km以下的低层有水平方向的风切变,在1 km高度处有垂直方向的风切变。从多普勒天气雷达的垂直积分液态含水量产品能够更直接地看到对流云团的发展过程,这有助于预报风切变发生的位置。这次雷暴系统中宏下击暴流引起的高空气流下沉,至地面后向两侧辐散,造成水平方向及垂直方向都有强风切变存在。     

南京地区夏季雷暴的雷达雷电特征分析

通过对2009年发生在南京的6次雷暴过程的雷达回波强度、VWP产品、垂直速度等雷达产品和探空资料等常规气象产品以及闪电资料的对比分析,发现VWP产品对雷暴过程中大气的湿度条件有较好的指示作用,ND区的初始破坏时间往往早于雷暴中闪电的发生时间。闪电主要发生在雷达最大回波顶高度突破9 km之后,并且最大回波顶高度较闪电峰值有约12 min的提前量。雷达平均垂直速度图中出现强上升中心后的短时间内闪电将会突然增大。     

福建省冬季暴雨过程及其环流特征

利用福建省66个气象观测站1960年12月至2008年2月的暴雨资料,分析了福建冬季暴雨的时空特征及主要影响天气系统。结果表明,冬季暴雨主要发生在闽西;福建冬季暴雨主要是南支槽东移、切变线维持和冷空气南下影响所致;冬季暴雨的产生与充沛的水汽、对流不稳定和辐合上升运动密切相关,但大气层结比汛期暴雨要稳定得多;冬季暴雨异常与500 hPa大气环流和赤道中东太平洋海温异常关系密切,它们可能主要通过大气环流的改变引起福建冬季暴雨异常。     

Origin of sulphate in the unsaturated zone and groundwater of a loess aquifer

The use of the sulphate mass balance (SMB) between precipitation and soil water as a supplementary method to estimate the diffuse recharge rate assumes that the sulphate in soil water originated entirely from atmospheric deposition; however, the origin of sulphate in soil and groundwater is often unclear, especially in loess aquifers. This study analysed the sulphur (δ³⁴S-SO₄) and oxygen (δ¹⁸O-SO₄) isotopes of sulphate in precipitation, water-extractable soil water, and shallow groundwater samples and used these data along with hydrochemical data to determine the sources of sulphate in the thick unsaturated zone and groundwater of a loess aquifer. The results suggest that sulphate in groundwater mainly originated from old precipitation. When precipitation percolates through the unsaturated zone to recharge groundwater, sulphates were rarely dissolved due to the formation of CaCO₃ film on the surface of sulphate minerals. The water-extractable sulphate in the deep unsaturated zone (>10 m) was mainly derived from the dissolution of evaporite minerals and there was no oxidation of sulphide minerals during the extraction of soil water by elutriating soil samples with deionized water. The water-extractable concentration of SO₄ was not representative of the actual SO₄ concentration in mobile soil water. Therefore, the recharge rate cannot be estimated by the SMB method using the water-extractable concentration of SO₄ in the loess areas. This study is important for identifying sulphate sources and clarifying the proper method for estimating the recharge rate in loess aquifers.     

2016年登陆和影响福建台风成因分析及预测

2016年共有3个台风登陆、4个台风影响福建,呈前少后多分布,登陆台风偏多,灾害影响重。分析表明：（1）2016年以来赤道中东太平洋海温距平的演变及大气环流异常响应是造成影响福建台风呈前少后多分布及登陆台风偏多的主要原因。（2）7月下旬至8月中旬和9月上旬至中旬西太平洋台风群发,“莫兰蒂”和“马勒卡”一周内相继登陆和影响福建,是季风槽增强或持续偏强的结果,且季风槽呈现显著的低频变化特征。（3）2016年西北太平洋生成和影响福建的台风与热带大气季节内振荡关系密切,近7成生成于MJO第5~7位相。（4）基于大气低频变化理论的延伸期预报填补了月—季预测和中短期天气预报之间的空白。     

STATISTICAL ANALYSIS OF LOW-LEVEL JET STREAMS IN NANJING AREA BASED ON WIND PROFILER DATA

In order to understand the activity characteristics of low-level jets in the Nanjing area, statistical analysis and comparative study are carried out on their monthly and diurnal variations, characteristics of their cores and accompanying weather conditions using wind profile data in 2005—2008 collected by two wind profilers. The results show that low-level jets have significant monthly and diurnal variations. They occur more frequently in spring and summer than in autumn and winter and are more active in early morning and at night, with the maximum wind speed usually occurring at midnight. The central part of the low-level jet occurs mainly at the height of less than 1400 meters, and the enhancement of central speed is beneficial to the appearance of precipitation. Meanwhile, when the low-level jet appears in summer, it helps cause heavy rain. The statistical results of the boundary wind profiler are well consistent with those of the tropospheric wind profiler. Two kinds of wind profilers also have the capability of continuously detecting the development of low-level jets.