X波段双线偏振天气雷达双通道一致性测试及分析

对房山X波段双线偏振天气雷达的天线性能、接收动态范围、噪声系数、系统定标能力以及接收双通道一致性进行测试分析,结果表明:天线增益和交叉极化隔离度最小值分别为44.73dB和36.1dB、双通道差分反射率ZDR和差分传播相位ΦDP标准差分别为0.02dB和0.26°、双通道的噪声系数最大平均值为2.02dB,均满足该雷达系统相应的指标设计要求;双通道的动态曲线特征和回波强度定标性能一致性存在差异,会对雷达系统探测数据质量造成不利影响。同时对该雷达系统的差分反射率ZDR标定方法进行了探讨,对雷达探测降水个例数据进行了分析。     

风廓线雷达估测降水云中大气垂直速度的一种方法

利用UHF频段风廓线雷达垂直波束探测降水云时返回信号功率谱中可能同时出现的大气垂直运动谱和降水粒子谱的双峰谱现象,对北京延庆445 MHz风廓线雷达(CFL-08)在2009 2011年降水期间的垂直波束探测数据进行了双峰谱识别,获取的双峰谱数据经过处理,可得到降水返回信号回波强度ZR和静止大气降水下降的平均速度WT数据。采用最小二乘法拟合ZR和WT,发现两者函数关系与返回信号所在高度有关:WT=3.75H-0.085Z0.006H+0.066R,为降水时垂直指向的多普勒雷达获取降水中大气垂直平均运动速度VA提供了有效的方法。     

线性规划在X波段双线偏振多普勒天气雷达差分传播相移质量控制中的应用

对X波段双线偏振多普勒天气雷达而言,差分传播相移（φ_DP）数据质量是影响雷达应用的关键因素,需要开展其数据的质量控制。首先利用相关系数（ρ_HV）,差分反射率（Z_DR）纹理和差分传播相移纹理特征信息剔除非气象回波,然后采用一种新的方法——线性规划来开展差分传播相移的数据质量控制。比较分析了雷达原始差分传播相移数据经过3、5、7点不同平滑点数对线性规划结果的影响,分析数据表明不同平滑点数对线性规划结果几乎无影响。将线性规划方法应用到北京组网的X波段双线偏振多普勒天气雷达差分传播相移数据质量控制上,结果表明,差分传播相移经过线性规划后,可以有效提升其数据质量,表现在:（1）差分传播相移具有累积递增属性和差分传播相移率（K_DP）的非负属性,与差分传播相移和差分传播相移率应该具备的物理属性一致;（2）可以有效剔除因冰雹等大粒子产生的后向差分传播相移（δ）对差分传播相移的影响,提升其计算差分传播相移率的准确度。      

台风活动对陕西重大洪灾事件影响的综合分析

运用统计学、天气学、卫星云图和物理诊断等方法,对1970—2004年35年间发生在陕西重大洪灾事件和近海台风活动(130°E以西的台风)进行分析。结果发现,陕西重大洪灾与近海台风活动相关率达90%。重大洪灾事件主要集中在7、8两个月,约占88%,当影响台风在南海区域生成或从西太平洋西移穿越过130°E时,对陕西重大洪灾影响明显。其暴雨的水汽、能量主要依靠台风低压外围的偏东风急流来输送,以850 hPa层输送最为显著。近海台风活动为引发陕西重大洪灾的暴雨发生、加强,提供了必需的能量和水汽条件,台风的作用是造成陕西重大洪灾事件相当重要的因素。     

网络化衰减订正方法在北京X波段网络化雷达中的应用

衰减是影响X波段雷达数据质量的主要因素之一,直接影响到X波段雷达在强对流监测预警中的应用效果。文中在分析中、外雷达衰减订正方法的基础上,选择并改进了一种利用雷达网中不同雷达相互订正的方法,该方法通过不断迭代运算,使订正误差达到最小,形成了适合于网络化X波段雷达的反射率因子衰减订正方法。订正结果与原始雷达数据以及差分相位（${\phi _{{}_{{\rm{DP}}}}}$）订正法结果进行对比,并且还同时与北京S波段雷达观测数据进行了对比。结果表明：衰减订正对X波段雷达穿透强降水后的回波以及探测距离较远的回波效果比较明显,订正后的回波与S波段雷达观测结果比较吻合。     

Observational climatology and characteristics of wintertime atmospheric blocking over Ural–Siberia

This study investigates the climatological aspects and temporal characteristics of wintertime Ural-Siberian blocking (USB, centered over 30°–100°E), for the period 1980/1981–2009/2010. Sixty-eight events are identified and their physical structure is diagnosed using thermodynamic and geostrophic vorticity tendency equations. In climatology, horizontal advections play a fundamental role in constructing a USB event, in which the anticyclonic center is a warm core in the troposphere and a cold core in the lower stratosphere. The decay of the thermal structure is related to diabatic cooling along the vertical structure and warm advection in the lower stratosphere. Meanwhile, the collapse of the height structure is caused primarily by cyclonic vorticity advection. A strong interrelationship exists between the intensity and extension of USB events. The temporal characteristics of USB events are analyzed by examining strong and weak events, which are of high and low intensity. The strong events are probably preceded by an open ridge over Europe and a cyclogenesis over the Mediterranean Sea, and their formation is followed by the stronger amplification of a Rossby wave packet across Eurasia. On the other hand, the weak events are likely to be triggered by surface cold anomalies over Siberia. Overall, the evolution of a USB event forms a dynamic linkage with the Siberian high, in which the decay stage of the USB event is accompanied by a southeastward migration of the Siberian high and a subsequent cold air outbreak in East Asia. These results advance our understanding of USB and its relationship with East Asian winter monsoon activities.     

北京2008年奥运会开幕日云、降水特征及人工影响天气作业分析

2008年奥运会开幕日当天北京及周边地区出现了较强对流云团,尤其是西南和东北两个方向云体发展旺盛,并且向北京城区形成“合围”之势,给国家体育场内开幕式活动的顺利进行带来了极大威胁。根据天气实况,北京市有针对性地组织实施了大规模地面火箭人工消减雨作业。利用自动气象站雨量监测、雷达云和降水探测以及卫星资料反演的云特征参量,通过对奥运会开幕式活动期间云、降水主要特征及人工消减雨作业的物理响应分析,结果显示：2008年8月8日傍晚至夜间北京西南和东北部郊区(县)对流发展较强,19时（北京时间,下同）至23时降水集中分布于北京房山区与怀柔区、密云县一带。北部—东北部对流云团和雨带在向东北方向缓慢移出过程中曾出现西伸、南压现象,西南部对流云团在进入房山区后其主体移动缓慢,雨区向东偏北移动并威胁到城区和国家体育场,最后云团沿东南方向逐渐移出北京市。结合地面火箭作业的时间、空间分布,通过对目标区内自动气象站雨量、雷达回波探测和卫星资料反演的云、降水宏微观特征参量变化分析均表明,大规模和高强度的火箭引晶作业对抑制云、降水的形成和发展起到了一定作用。     

近50a开封市气候变化特征分析

利用开封市气象观测站1957-2007年的观测资料,分析了近50 a气候变化的特征,结果表明:开封市年平均气温呈上升趋势,春季气温呈波浪式平缓上升,夏季气温略有下降,秋季气温缓慢上升,冬季气温上升明显;年平均降水量变化趋势不明显,年际波动大,夏季降水呈上升趋势,冬春降水变化不明显,秋季降水下降明显;历年大风日数呈V型上升趋势,夏季上升明显,秋冬两季略有下降;年平均大雾日数呈明显上升趋势;年平均日照时数呈下降趋势,2000年后日照时数下降明显.     

郑州春季麦田小气候及地表辐射特征分析

利用郑州生态与农业气象站2008年4月份梯度和涡度观测资料,分析了郑州春季冬小麦田的小气候特征和地表辐射特征,结果表明:近地面层空气温度、湿度、风速和浅层土壤温度都具有明显的日变化特征.白天特别是日出后二氧化碳浓度逐渐减小,下午17时左右达到最小,以后又逐渐增大,最大值出现在早上7时左右.光合有效辐射的日变化曲线是个单峰曲线;地表净辐射不管是晴天还是阴天,其变化趋势都是一致的,也具有明显的日变化特征.     

亚洲中部干旱区积雪时空变异遥感分析

亚洲中部干旱区的大尺度遥感积雪信息研究,可在跨界河流水资源分配利用方面提供数据支持,对国家重大战略的生态安全保障有重要作用。采用数据融合方法,将MOD10A2和MYD10A2数据进行融合去云处理,结合气象站点积雪数据评估去云后的积雪识别精度;提取积雪覆盖率(SCP)与积雪日数(SCD)信息,分析SCP与SCD年际、年内变化差异;结合数字高程模型,分析不同高程带下SCP的时空变化规律。结果表明:(1)MOD10A2与MYD10A2融合去云处理,可有效去除云的干扰,准确提取亚洲中部干旱区积雪变化信息。(2)年内SCP最大值范围为55.7%~77.4%,最小值范围为1.6%~2.9%,融雪期SCP下降速率具有明显地域差异,总体SCP呈缓慢增加趋势。(3)总体SCD呈略微下降趋势,32.2%的区域呈下降趋势,30.9%的区域呈增加趋势,36.9%的区域保持稳定不变。(4)海拔1 000 m以下,SCP年内随季节变化呈U型,年际变化显著;1 000~4 000 m区域,SCP年内均随季节的变化呈现出V型,年际变化呈现出稳定性波动;6 000 m以上为永久性积雪,季节、时空变化差异性均不明显。