天文观测攻略系列之三十一深空天体观测入门攻略（六）

又到四月,北半球天气回暖,春天来到了。不知不觉,“深空天体观测入门攻略”系列文章又陪大家走过了一年的时光。在这一年里,笔者和读者们一起成长,非常感谢大家一直以来的支持!进入新的一年,笔者要带领大家探寻的深空天体难度也会有所加大。不过不要担心．只要多练习,这些天体你都能拿下!对本系列有任何意见或建议,欢迎给笔者发邮件交流：univer_sezx@bjp．org．cn。     

系外行星凌星预报

八月份很多地方都在经受着高温酷热的天气,夜间观测可能还会受到天气的影响。但如果有好的天气,不妨在欣赏夏夜灿烂星空的同时,进行系外行星凌星观测。下面就让我们一起来看看8月适合观测的系外行星凌星现象吧。     

用相关分析法约简MCSs空间数据库

长江流域出现致洪大暴雨与青藏高原上中尺度对流系统(MCSs)的东移密切相关。为了寻找MCSs移动和传播的规律,我们将MCSs的移动路径与其中心附近一定范围内的环境物理量场之间建立联系,构造出MCSs东移空间数据挖掘数据库。在这个数据库中,包含由9个环境物理量生成的18个属性项,除此,还包括由MCSs本身的空间特征量构成的5个属性项,即TBB强度、面积、地理位置、形状等,共计23个属性项。利用1998年6月至8月日本地球静止气象卫星(GMS)的青藏高原逐时红外遥感云图计算出的云顶黑体辐射温度(TBB)及青藏高原高分辨率有限区域数值分析预报值系统(HLAFS)环境场物理量数据,构造出上述空间数据挖掘数据库,运用空间相关分析技术对其进行约简,结果表明：在高度(H)、温度（T）、涡度(VOR)、散度(DIV)、水汽通量散度(IFVQ)、垂直速度(W）、假相当位温（θse)、K指数(K)、相对湿度(RH)等9个因素中,高度、涡度、散度、水汽通量散度、垂直速度及k指数6个因素相对独立;而温度(T)、假相当位温(θse)、相对湿度（RH)之间相关性较强,而且与高度等其它6个因素密切相关。根据数据库约简原则,可将温度（T）、假相当位温(θse)、相对湿度(RH)3个因素生成的6个属性项从数据库中删除,以便提高数据挖掘效率。     

重要天象预告

深秋十一月,随着白昼的缩短,可以进行天文观测的时间也渐渐变长。但因为天气转凉,观测条件较好的地区一般又是高海拔,远离城市,夜晚温度会比较低,所以笔者特意在这里提醒大家,外出观测时一定要注意保暖。     

一个适用于我国北方的沙尘暴天气数值预测系统及其应用试验

将澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)邵亚平发展的具有清晰风蚀物理学概念的起沙数值模式、输送模式与PSU/NCAR的中尺度气象预报模式MM5进行耦合,以高精度中国区域的GIS(Geographic Information System)数据为基础,建立了一个较完整的沙尘暴起沙和输送过程的预测系统.该预测系统可以预测地面起沙率和大气中沙尘浓度.在此基础上,采用该系统对2002年3～4月3次影响我国北方大部分地区的沙尘(暴)天气的起沙和输送过程进行了模拟试验.试验结果表明模拟的沙尘浓度与地面天气现象及卫星云图的沙尘天气范围比较一致,预测系统对沙尘天气的起沙和输送过程有较好的模拟能力.北方上述大范围沙尘天气的沙尘源地为蒙古国的南戈壁省、东戈壁省,内蒙古中西部,河北省北部,山西省东北部,甘肃和青海北部等地区.起沙中贡献最大的粒子粒径为2～11μm和11～22 μm,能够长时间、长距离输送的沙尘也是上述大小的粒子,沙尘粒子的垂直输送高度一般在500 hPa以下.     

亚澳中低纬度区域暴雨天气系统研究

以跨越南北半球的亚澳季风区内的暴雨等灾害天气系统为主要讨论内容,分析了影响这一地区的环流和天气系统的主要特征以及它们之间的异同,这对深入了解该区域内季风的影响和降水系统的机理提供了帮助.同时,对于预报的改进也是有益的.     

地面稠密观测资料在强对流天气监测预警中的研究进展

综述国内外数篇论文,从强对流天气监测、预报预警、模式同化3个方面总结分析了近年来地面稠密观测资料的应用与优劣之处。综述表明:地面加密自动站、风廓线雷达、地基GPS、雨滴谱仪等多种观测仪器组成的地面稠密观测网具有时间尺度密集、覆盖面积广泛、能捕捉较多细微变化的优势,通过该观测网所得数据总结出的一系列指示性指标在强对流监测预警中具有重要的指示意义。但因中国地形天气情况复杂多变、数据缺失、仪器造价昂贵等问题,导致该观测网所得指示性指标不能适用于中国全境,应根据该观测网数据分析总结适应本地的预报指标。     

华北春季一次后门冷锋过程及其相关中尺度对流系统的演变特征

2018年4月21日华北南部发生了一次主观预报量级偏小的大范围春季暴雨,利用多种高时空分辨率观测资料、欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析数据以及高分辨率数值模拟,对引发暴雨的大尺度和中尺度天气过程以及造成暴雨的中尺度对流系统的演变过程进行研究。发现后门冷锋是造成该次暴雨的大尺度天气系统。受太行山脉影响,锋面由西段南北方向和东段东西方向的两段组成,冷空气集中于1.5 km以下,伴随锋面后部东北风的增强,锋面南移、太行山东侧冷空气堆增高、强度增大;暴雨由与锋面有关的中尺度对流系统造成,中尺度对流系统形成和维持发生于后门冷锋附近且伴随锋生过程,位于沿后门冷锋爬升的暖空气前部水平风速辐合中心,其快速发展和对流中心的南移伴随锋面后部东北风增强所带来的锋面南移、冷空气堆增高;基于高分辨率数值模拟的动量收支计算表明,有利于中尺度对流系统中对流中心产生的上升运动主要由垂直气压梯度力和浮力项的合力项贡献,该合力项的大值区分布于沿锋面爬升的暖湿气流前沿具有较大的水平相当位温梯度区附近,这解释了伴随锋面增强南移的中尺度对流系统发展、对流中心南移这一现象。以上结果揭示了导致华北春季暴雨的这次后门冷锋和中尺度...     

一次春季江淮气旋混合型对流天气特征及成因分析

采用天气雷达、高空地面观测、1°×1°NCEP再分析场资料,分析一次春季江淮气旋形成发展过程中混合型(冰雹、大风、短时强降水)对流天气特征,初步解释了不同类型对流天气形成发展的原因。结果表明:不同类型强对流天气在时空分布和对流特征上存在差异,其中局地冰雹主要由气旋形成阶段离散对流线产生,带状短时强降水由气旋形成阶段人字形对流线上及发展阶段S形对流线后部的列车线/邻接层状云类中尺度对流系统(MCS)产生,大范围大风主要由江淮气旋发展阶段S形对流线上尾随层状云降水类MCS产生。江淮气旋是大尺度天气系统斜压发展的结果,对流活动使锋面低层辐合增强,对气旋形成发展有加强作用。强对流天气的产生与江淮气旋动力热力场有密切关系。气旋形成阶段,西南涡结合山区地形提供了有利于鄂西南大冰雹形成的环境场,暖式切变线以及气旋发展阶段受南支槽影响的冷式切变线,提供有利于风暴列车效应形成的环境场而产生短时强降水;气旋发展阶段,冷式切变线提供有利于后部入流急流形成的环境场而产生大范围大风。     

冷涡背景下山东省“5·17”极端强对流天气环境条件分析

2020年5月17日,山东省出现大范围强对流天气(简称“5·17”强对流),冰雹范围之广为近10年之首。对流风暴高度组织化,区域性的超级单体群以及一条长度超过500 km的强飑线造成此次极端强对流天气。利用ERA5再分析、加密自动气象观测站、多普勒天气雷达等资料,剖析了此次极端强对流天气的环境条件。结果表明:冷涡位于最有利于山东出现强对流的关键区,大尺度天气系统强迫强,对流层中层异常强的冷空气南下影响前期异常增暖的山东地区,造成“5·17”极端强对流。天气系统的异常程度更能代表动热力强迫的强度,异常程度达到2σ以上有可能造成极端强对流天气。当冷涡南下过程中强度减弱,但异常程度增加时,其东南象限仍能产生极端强对流天气。强的深层垂直风切变有利于对流风暴组织化发展,飑线的长轴走向与0～6 km垂直风切变矢量方向相同,新单体发生、发展、合并的区域位于风矢量差大值中心前沿。低层暖湿平流源源不断地向山东输送暖湿空气,是CAPE重建的机制,是超级单体群和长飑线得以长时间维持的主要能量来源。