冰雹云探测技术研究进展 ——基于巴彦淖尔人工防雹技术研究试验

“西北人工影响天气能力建设项目巴彦淖尔人工防雹技术研究试验”于2018—2021年在内蒙古巴彦淖尔地区开展,本试验在该地区已有探测设备基础上增加X波段双偏振雷达、二维雨滴谱仪、测雹板等特种观测设备,以科学合理的设备布局及观测方式为基础开展外场研究试验,研究建立适宜于内蒙古自治区巴彦淖尔人工防雹作业特点的技术体系。利用C波段多普勒雷达、地面降雹资料研究分析了巴彦淖尔地区降雹时空分布特征、冰雹云移动路径,得出巴彦淖尔地区降雹天气主要发生在每年6—8月、12—20时的河套地区,主要冰雹云移动路径是自西北向东南(46.7%),其次是自西南向东北(26.2%);研究分析了2019年测雹板观测地面降雹特征,根据测雹板反演出的冰雹粒子最大直径为19.9 mm,最小为3 mm,总体能较好反映降雹区域的降雹实况,降雹粒子数分布近似于指数分布,拟合的指数分布系数为N_(0)=6349、θ=0.4153,且在粒子直径为5 mm时存在“左截断”现象(3~5 mm直径区间粒子数少),误差产生的主要原因有凹坑重叠、人工数据读取等因素。     

二维多途径退速度模糊算法的应用及效果研究

径向速度的模糊问题是制约新一代天气雷达径向速度资料应用的关键问题.本文将美国强风暴实验室Zhang Jian 提出的二维多途径退速度模糊方法应用到我国新一代天气雷达(SA、CB)观测的台风以及强对流风暴天气过程的资料质量控制中,进行了退模糊试验,详细分析了新算法的特点,并提出了数据预处理的方法.个例资料的分析表明:该算法不仅能处理连续性风场的速度模糊,也能处理存在大量数据缺失以及距离折叠的不连续性风场的径向速度模糊,但对于孤立回波的速度模糊的处理,也会出现问题.同时,在个例研究中发现,地物回波对于退速度模糊效果也有一定的影响.     

X波段双线性偏振雷达电磁波衰减对冰雹识别的影响

利用X波段双线性偏振雷达2009年4-10月降雨的ZH-ZDR统计分布,得到基于ZH-ZDR分布的冰雹识别参量(HDR)表达式。雷达发射的电磁波经过雨区导致的衰减会使HDR识别冰雹不准确,需要进行衰减订正。文中利用差分相移(DP)订正了HDR表达式中经过雨区衰减的反射率(ZH)和差分反射率(ZDR)。个例分析表明,经雨区衰减订正后X波段双线性偏振雷达回波与北京南郊观象台CIN-RAD/SA多普勒天气雷达回波具有较高的一致性,在零度层之下,HDR>0的区域能有效地反映出地面降雹情况;在零度层之上,HDR>0的区域可能是冰雹或湿霰,订正后HDR判别冰雹的虚警率有可能提高。     

2013年1月我国中东部强霾污染的数值模拟和防控对策

利用自主研制的嵌套网格空气质量数值预报模式（NAQPMS）模拟研究2013年1月我国中东部的持续强灰霾天气,初步评估灰霾天气下大气细颗粒物（PM2.5）时空分布特征、传输规律和防控力度．结果表明：这一模式能够合理反映灰霾天气下中东部PM2．5,的时空分布特征和演变规律．发现静稳天气京津冀地区仍旧存在显著的区域输送,并直接造成京津冀地区PM2．5浓度的累积,来自区域外的跨城市群输送对京津冀PM2．5浓度贡献为20％-35％,区域内输送的贡献为26％-35％,两者之和与局地污染源贡献相当．针对这次强霾的控制试验表明,当京津冀周边区域省份污染源不控制,河北、天津和北京的污染物排放需要消减90％,90％和60％以上才能实现京津冀区域PM2．5达标（二级标准）,表明京津冀灰霾污染防控不仅需要重视区域内的联防联控,同时也需要其他城市群的协同控制．气象一大气污染双向反馈机制对强霾的形成也有非常重要影响,可使京津冀部分地区细颗粒物月均浓度增加30％,忽视这种耦合作用会导致模式对重污染期间污染物浓度的低估．     

X波段双线偏振气象雷达反射率的衰减订正

X波段天气雷达的强衰减是影响其探测精度与应用推广的主要问题.本文旨在寻求适用于降水过程中对X波段双偏振雷达进行衰减订正的一种方法.在订正前先对雷达数据进行了质量控制和预处理;在分析了国内外已有订正方法的基础上,选择并改进了自适应约束算法作为雷达反射率进行衰减订正的方法;最后进行方法的效果验证.既对衰减订正前后反射率与同...     

短临交互预报系统VIPS设计开发与应用

介绍了短时临近交互预报系统VIPS(Very-short-range Interactive Prediction System)的设计理念、开发思路及其功能实现。该系统设计基于开放理念,采用Java语言及开源软件,可跨平台运行,便于系统的开发及升级维护。以开源地理信息软件OpenMap为核心,将丰富的实况探测资料(如区域雷达资料、自动站资料、闪电定位资料)、雷达外推预报和风暴追踪产品及0～6小时数值预报产品与精细的地理信息以图层形式进行叠加,可对风暴的发生、发展在短时临近时间段内进行综合分析。基于对短时临近预报相关实况探测资料及短时临近预报产品的综合分析,可实现预警产品的人机交互快速编辑、制作精细化的预警产品并快速分发,满足了北京奥运会气象预警制作发布及现场服务等需求。     

对潜在气象风险源的公众支付意愿评估

以高影响天气事件作为潜在气象风险源,综合应用12121气象电话拨打数据和气象信息,结合条件价值评估方法(CVM),评估社会公众对高影响天气事件发生时的支付意愿(WTP).以西安市为例,分类分析2004-2007年、与公众生活关系密切的高温、热浪、"桑拿天"、小雨、中雨、大到暴雨、雷暴、雪、雾(霾)和连阴雨等10类高影响天气事件,评估其风险超越概率、公众风险关注和支付意愿.结果表明,当降水类、高温类、雷暴和雾(霾)等潜在气象风险源发生时,西安老百姓意愿支付所产生的社会效益年平均值分别约为4973.394万元/年、1174.854万元/年、311.269万元/年和471.637万元/年.结论有利于定量判断公共气象服务的社会影响力.