浅谈多传感器融合技术在气象观测中应用

多传感器融合技术现阶段在气象观测中的应用主要体现在气温降水多传感器上,多传感器的正式运行减轻了地面气象观测人工维护工作量,确保气温与雨量数据的完整性,但在使用中发现多传感器融合观测存在的一些问题,如果能完善解决这些问题,则能进一步提高气温降水观测数据的准确性,实现全方位地面观测自动化。     

池州地区冬半年固态降水及其环流背景统计特征

基于2003－2018年池州冬半年观测资料,采用T-mode主成分客观分析法（TPCA）等方法进行固态降水与环流背景的统计分析。结果表明：池州172个固态降水日中,固态降水的主要月份占比分别是1月的44.8%、2月的27.9%和12月的16.3%;其中雨雪转换、纯雪和冻雨3类占比分别为55.2%、41.3%和3.5%。环流形势可划分为一槽一脊型（Ⅰ型）,纬向波动型（Ⅱ型）和两槽一脊型（Ⅲ型）,Ⅰ型占比最多,Ⅱ型次之,Ⅲ型较少。Ⅰ～Ⅲ型分别代表北方冷空气从中路、西路和东路南下,池州固态降水过程主要受中路冷空气影响。Ⅰ型气温最低,出现固态降水概率最高,是其它形势3倍以上;Ⅱ型气温最高,出现固态降水概率最低。除Ⅲ型外,纯雪过程中低层温度均较雨雪转换过程低2.0 ℃左右;雨雪转换过程中925 hPa温度与850 hPa基本相同,一般在-4.0～-5.0 ℃之间,而纯雪过程则较850 hPa偏高1.0 ℃左右;雨雪转换过程1000 hPa温度基本在0 ℃附近,纯雪则在0 ℃以下。925 hPa盛行东北风,850 hPa存在气旋性环流,配合700 hPa上12.0 m/s左右急流、水汽通量及水汽通量散度大值中心,有利于池州固态降水的产生。它一般属于大尺度降水,层结稳定,锋区位于700 hPa以下,低层有冷平流,切变线一般位于850～800 hPa之间。     

庐山地区不同海拔高度降水雨滴谱特征分析

利用2010年7月30日架设在庐山的0TT-Parsivel激光雨滴谱仪收集的一次对流云降水雨滴谱资料,对不同海拔高度的降水微物理参量进行比较分析,以探讨降水微物理特征在垂直高度上的差异.结果表明,庐山地区夏季对流性降水,具有时间短、强度大的特点,数浓度、雨强和含水量等微物理参量值普遍较大,雨滴最大直径约为10mm.降...     

Projection and possible causes of summer precipitation in eastern China using self-organizing map

Self-organizing map (SOM) is used to simulate summer daily precipitation over the Yangtze–Huaihe river basin in Eastern China, including future projections. SOM shows good behaviors in terms of probability distribution of daily rainfall and spatial distribution of rainfall indices, as well as consistency of multi-model simulations. Under RCP4.5 Scenario, daily rainfall at most sites (63%) is projected to shift towards larger values. For the early 21st century (2016–2035), precipitation in the central basin increases, yet decreases occur over the middle reaches of the Yangtze River as well as a part of its southeast area. For the late 21st century (2081–2100), the mean precipitation and extreme indices experience an overall increase except for a few southeast stations. The total precipitation in the lower reaches of the Yangtze River and in its south area is projected to increase from 7% at 1.5 °C global warming to 11% at 2 °C, while the intensity enhancement is more significant in southern and western sites of the domain. A clustering allows to regroup all SOM nodes into four distinct regimes. Such regional synoptic regimes show remarkable stability for future climate. The overall intensification of precipitation in future climate is linked to the occurrence-frequency rise of a wet regime which brings longitudinally closer the South Asia High (eastward extended) and the Western Pacific Subtropical High (westward extended), as well as the reduction of a dry pattern which makes the two atmospheric centers of action move away from each other.     

西风带研究动态

本文较为详细地介绍了影响我国气候的重要因子——西风带的一些国内外最新研究动态,这些研究动态和研究成果将对山西省的气候研究起到积极作用。     

山西2006年雨季天气气候特征分析

2005年6月17～24日,华南地区发生了连续多日的暴雨天气过程,其显著特征是存在着南北两条雨带,北支雨带(福建中北部)由准静止的梅雨锋造成,南支雨带(广东中东部)发生在锋前暖区之中,这种连续多日共存的双雨带现象引起了气象学家的广泛关注.为了探究锋面和锋前暖区暴雨的成因,加深这两类不同性质暴雨的认识,利用NCEP每6 h一次的1°×1°经纬度再分析资料以及华南地区加密观测的逐小时地面降水等资料,以此次连续多日维持的双雨带降水过程为例,详细分析了锋面附近与锋前暖湿区内暴雨系统的主要物理差异.结果发现:梅雨锋暴雨和锋前暖区暴雨不仅在中尺度雨团活动、系统动力结构、大气不稳定机制和大气加热结构等存在明显的差异,而且在水汽输送、中尺度环境以及与暴雨有关的垂直环流之间也存在着不同点,这些差异可能是造成锋前暖区暴雨难以模拟和预报的主要原因.     

河南春季一次云降水过程的宏微观物理特征分析

云降水的宏微观物理特征的观测和研究,有助于建立典型的云降水多尺度结构模型,为确定科学的人工增雨催化方案提供重要依据。借助于雷达、卫星等多种遥感探测手段,结合飞机的云中观测,对2004年3月31日河南云降水观测外场试验区（31.5-35°N,111-114°E）的一次云降水过程实施了综合探测,综合分析了此次云降水过程的宏微观物理特征。此次云降水系统属于比较典型的低槽、冷锋活动所造成的一次小至中雨过程。根据GOES卫星云图和天气图可以看出,沿锋面云系的后部,有一槽线,它对试验区的降水起主要作用,地面冷锋位于云带的前沿。雷达PPI回波显示为一条窄而长的回波带,宽度较窄,强度不大;RHI显示回波高度不高,回波云顶高度平均在5-6km左右,除存在一些20-30dBz的回波团外,回波强度比较均匀,回波中存在明显的0℃层亮带。这次降水为锋上高积云（Ac）和其下部液水较为丰沛的层积云（Sc）结合而成,在Ac云的4340m（-4.8℃）和3670m（0℃）液态水含量出现高值,分别为0.072g/m^3和0.086g/m^3,在Sc云中的0℃附近液态水含量出现高值。降水形成前,云中粒子谱型主要为单峰型,粒子直径大部分在5-10μm之间变化,大粒子浓度很低,不到0.1个/cm^3,且呈不连续分布,随着云中微物理过程的发展和降水的形成,粒子谱型逐渐转为双峰或多峰型,粒子浓度明显增高,粒子直径逐渐增大。     

Parsivel(R)激光降水粒子谱仪及其在气象领域的应用

降水粒子特性是大气运动和云内微物理过程的综合结果,在云降水物理及人工影响天气领域有着重要的意义.传统的测量方法不适合对大量数据分析寻找规律,德国OTT公司的Parsivel(R)激光降水粒子谱测量系统可以较好解决自动测量难题.该仪器是以激光测量为基础的粒子测量传感器,采用平行激光束和光电管阵列结合,当有降水粒子穿越采样空间时,自动记录遮挡物的宽度,通过穿越时间计算降水粒子的尺度和速度,根据各种参数的综合信息对降水粒子进行分类,并能够以数字形式显示瞬时降水强度、降水粒子总数、累积降水量、降水时的能见度和雷达反射因子,以图形方式显示降水粒子尺度谱、速度谱、降水粒子分类且自动生成天气现象代码,实现天气现象的自动识别.激光降水粒子谱仪主要用于气象水文观测.在雷达气象学领域可用于Z/R关系的拟合修正,比传统的用雨量筒观测数据拟合效果好得多;由降水粒子谱仪测量雨滴的降落速度,可以对天气雷达垂直向上测量的粒子径向速度谱进行校正.人工影响天气的效果检验一直是一个难题,自然降水粒子谱分布形式与人工催化以后的降水粒子谱型理论上应当具有较大的差别,人工增雨作业降水滴谱变化物理响应和降水强度时间变化响应都有明显的区别.如果能够实时检测到这些差别,就能够充分说明人工催化的有效性.未来如果能够进行联网观测记录区域性降水、降雹,就有充分证据表明人影作业的有效性,在定量化作业效果评估以及灾害损失评估等方面应用潜力巨大.利用该仪器已经对一年的自然降水过程进行了连续观测,并将所获得的降水粒子谱、雨滴浓度值随时间变化状况与卫星反演的云顶有效粒子半径时间变化趋势进行了对比,发现有较好的一致性.     

Variability of Atlantic Meridional Overturning Circulation in FGOALS-g2简

The variability of Atlantic Meridional Overturning Circulation （AMOC） in the pre-industrial control experiment of the Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System model, Grid-point Version 2 （FGOALS-g2） was investigated using the model outputs with the most stable state in a 512-yr time window from the total 1500-yr period of the experiment. The period of AMOC in FGOALS-g2 is double peaked at 20 and 32 years according to the power spectrum, and 22 years according to an auto-correlation analysis, which shows very obvious decadal variability. Like many other coupled climate models, the decadal variability of AMOC in FGOALS-g2 is closely related to the convection that occurs in the Labrador Sea region. Deep convection in the Labrador Sea in FGOALS-g2 leads the AMOC maximum by 3-4 years. The contributions of thermal and haline effects to the variability of the convection in three different regions [the Labrador, Irminger and Greenland-Iceland- Norwegian （GIN） Seas] were analyzed for FGOALS-g2. The variability of convection in the Labrador and Irminger Seas is thermally dominant, while that in the colder GIN Seas can be mainly attributed to salinity changes due to the lower thermal expansion. By comparing the simulation results from FGOALS-g2 and 11 other models, it was found that AMOC variability can be attributed to salinity changes for longer periods （longer than 35 years） and to temperature changes for shorter periods.     

新疆希勒库都克铜钼矿区岩浆混合作用: 来自锆石U-Pb年代学的证据

新疆北部富蕴县内希勒库都克铜钼矿区的花岗闪长岩及其包体岩相学、矿物化学和岩石地球化学特征及野外地质特征显示其为岩浆混合作用的结果。本文获得花岗闪长岩及其中暗色微粒包体玄武安山玢岩、细粒辉长闪长岩锆石U-Pb年龄为326.8±2.1Ma、327.6±2.4Ma、329.3±2.3Ma,年龄值基本一致,这一结果从年代学角度为花岗闪长岩及其中暗色微粒包体的岩浆混合作用成因提供证据。偏酸性的花岗闪长质与偏基性玄武安山质岩浆混合作用形成了331.9±2.1Ma的安山玢岩脉。