Retrieval of the single scattering albedo of Asian dust mixed with pollutants using lidar observations

The vertical distribution of single scattering albedos （SSAs） of Asian dust mixed with pollutants was derived using the multi-wavelength Raman lidar observation system at Gwangju （35.10°N,126.53°E）.Vertical profiles of both backscatter and extinction coefficients for dust and non-dust aerosols were extracted from a mixed Asian dust plume using the depolarization ratio from lidar observations.Vertical profiles of backscatter and extinction coefficients of non-dust particles were input into an inversion algorithm to retrieve the SSAs of non-dust aerosols.Atmospheric aerosol layers at different heights had different light-absorbing characteristics.The SSAs of non-dust particles at each height varied with aerosol type,which was either urban/industrial pollutants from China transported over long distances at high altitude,or regional/local pollutants from the Korean peninsula.Taking advantage of independent profiles of SSAs of non-dust particles,vertical profiles of SSAs of Asian dust mixed with pollutants were estimated for the first time,with a new approach suggested in this study using an empirical determination of the SSA of pure dust.The SSAs of the Asian dust-pollutants mixture within the planetary boundary layer （PBL） were in the range 0.88-0.91,while the values above the PBL were in the range 0.76-0.87,with a very low mean value of 0.76 ± 0.05.The total mixed dust plume SSAs in each aerosol layer were integrated over height for comparison with results from the Aerosol Robotics Network （AERONET） measurements.Values of SSA retrieved from lidar observations of 0.92 ± 0.01 were in good agreement with the results from AERONET measurements.     

短时强降水特征统计及临近预警

利用多普勒天气雷达、探空和逐小时降水量资料,对2010 2012年,滇西南普洱、西双版纳537次短时强降水天气过程进行统计分析,建立三种短时强降水概念模型,分别是:低质心弱辐合型短时强降水、低质心辐合型短时强降水、高质心短时强降水。对比分析了不同类型短时强降水的强度特征、移速特征、生命期特征、垂直风切变特征等,探讨了辐合作用与强降水维持时间的关系、辐合切变量与雨强的关系、D_(VIL)与降水量的关系。并得出预警方法:满足如下条件时,出现短时强降水的可能较大:(1)低质心强降水中,回波无倾斜特征,强度以40~45 dBz为主,强度从低层到高层维持或缓慢减弱,大部分回波的H_((40dBz))≥H_0,且0℃层高度上40 dBz的回波的累计长度/回波移速≥0.67 h(辐合切变量≥2.2 m·s~(-1)时,累计长度/回波移速≥0.50 h),预报提前时间30~40 min。(2)高质心强降水中,强回波边缘存在宽≥3 km、强度为40~45 dBz的回波,且0℃层高度上40 dBz的回波的累计长度/回波移速≥0.47 h,预报提前时间28 min左右。此外,对短时强降水成因进行了探讨。     

四川盆地“7·7”极端暴雨事件的多尺度观测分析

利用观测资料对2013年7月7~11日(简称"7·7")发生于四川盆地西部的极端暴雨及局地对流条件进行分析,结果表明:(1)这次持续性暴雨由对流性降水和稳定性降水组成,前期对流明显,小时雨量大,中尺度对流系统云顶亮温低,有冷云区,PPI速度图上有逆风区,45 dBZ以上的强回波厚;中后期稳定性降水明显,小时雨量小,但持续时间长,云顶亮温较高,无冷云区,且回波强度在20~40 dBZ左右,PPI速度图上存在"牛眼"结构,暴雨区低层东北风强。(2)对流性与稳定性降水的转换条件与CAPE变化和垂直风切变有关,降水增强(减弱)期,有(无)CAPE值,低层风速小(大)但中高层风速大(大),垂直风切变较强(弱)。(3)在低空南风较弱和东北风偏强的背景下,地面气旋性流场引起的辐合不仅为暴雨提供水汽,而且中尺度辐合线亦为降水发生提供了抬升机制,尤其是在热力条件和低空水汽输送不利的层结稳定阶段,地面气旋流场显得更加重要。     

海水温盐垂直结构的声反射回波模型及应用

基于等时厚分层假设,建立海水温盐垂直结构的声反射回波计算模型,并对实际海洋层结状态的声反射回波特征进行了详细分析。结果表明:声反射回波幅度变化的位置和海水介质温盐梯度变化不为零的位置一致,回波幅度和梯度变化幅度成正比;而回波的极性反映了梯度变化的趋势。将该模型用于反演试验,能够直接得到海水温、盐垂直结构反演结果,效果较好,克服了以往反演算法中不便于密度和声速分离的缺点。     

陕西中部一次冷涡飑线天气特征分析

对2013-07-31陕西中部地区一次罕见的强对流天气过程气象要素演变及雷达回波特征进行分析,发现该次过程为一次典型飑线天气过程。对此次飑线的生成原因、变化特征进行综合分析,结果表明:此次飑线天气过程是在高空冷涡后部西北气流控制的天气环流形势下出现,高空冷平流和低层暖平流的配置加剧了层结不稳定性。雷达回波图上,飑线以后续线型为主,呈典型的带状回波;强回波的雷达反射率因子、强风速辐合带、垂直累积液态水含量高值中心强弱交替等特征,对此类飑线天气的发生有较好的指示意义。     

海温及海浪对台风眼墙中尺度涡的影响

本文利用包括海气耦合、气浪耦合及浪流耦合的完全耦合系统,着重研究了2006年“格美”(Kaemi)台风眼墙内的中尺度涡结构。中尺度涡作为影响台风眼墙非对称结构的内部因子,与风垂直切变密切相关,其发展过程受台风下垫面海洋状况的影响。在顺切变右侧,垂直气流逐渐增强,在顺切变左侧达到最大后逐渐减弱。当不考虑海表温度的冷涌反馈作用时,海气间的热通量输送较大,由此引起眼墙内的中尺度对流加强,但集中爆发区仍然位于顺切变方向,不受热通量输送变化的影响。当不考虑海浪对海表粗糙度的影响时,在较小的海表粗糙度条件下,眼墙非对称性减弱,使得中尺度对流涡在切向方向上的分布较为均匀。     

重庆2次西南涡暴雨过程的类比分析

基于AREM模式分别对2010年夏季发生在重庆的两次西南涡暴雨过程进行数值模拟,并利用模拟结果对暴雨过程的动力和热力场演变以及涡度收支变化进行分析。结果表明:1)西南涡造成的降水落区位于低涡中心附近,整个降水过程雨带分布与低涡移动路径相一致;2)整层水汽通量辐合极值出现时间超前于最大降水出现时间,降水增强阶段,整层水汽呈增长趋势,说明存在稳定的水汽输送;3)最强辐合出现时间略早于最大正涡度出现的时间,说明大气辐合能够促进涡度的发展,辐合中心比正涡度中心位置低;4)涡度辐合辐散项对低涡的发展加强起最主要的作用;涡度平流项和涡度辐合辐散项的作用集中体现在中低层大气中,而垂直对流项和扭转项的作用则在中高层更为明显;降水的强弱与涡度变率的大小及伸展高度相对应。     

全站式扫描仪测量原理及精度分析

正一、引言MS50(MultiStation)全站式扫描仪集成了多项先进的测量技术,其主要功能如下:1)智能全站仪测量技术:MS50具备经典全站仪的所有功能,其测角采用绝对编码度盘技术,一测回水平和垂直角度标准差小于1″。配合GPH1P棱镜的测程达到10 000 m,测距精度为±(1 mm+1.5×10-6D),而其无棱镜测距最远可以达到2000 m(90%反射率),测距精度为±(2 mm+2×10-6D)。     

由垂直重力梯度异常反演全球海底地形模型

本文给出了海底地形起伏与垂直重力梯度异常之间的响应函数关系。据此,联合船测海深和垂直重力梯度异常数据,构建了全球75°S~70°N范围内1′×1′海底地形模型。以船测海深为检核参考,考察了本文模型在印度洋南部和西北太平洋地区的精度。结果表明,在考察区域内,本文模型精度优于ETOPO1、GEBCO和DTU10模型,且在印度洋南部与SIO的最新海底地形模型V15.1精度相当,在西北太平洋地区略优于V15.1。探讨了高次项和地壳均衡现象的影响量级,发现两者对反演结果的影响很小,可以忽略。通过与重力异常反演结果的比较,发现垂直梯度异常反演在中短波长部分（100~200km）表现较优。在西北太平洋地区,联合重力异常和垂直梯度数据进行海底地形反演计算,反演结果的精度较V15.1模型提高了约29.5％,说明联合这两种数据可以计算精度更高的海底地形模型。     

GPS和GLONASS组合的全球实测电离层TEC建模

根据高精度卫星导航和电离层活动监测的需要,利用全球238个GPS基准站的双频实测数据,通过建立球谐函数模型的同时解算电离层电子含量以及GPS与GLONASS卫星DCB及其相应的接收机DCB;将其结果与CODE、IGS分析中心的结果进行比较分析,表明该方法建立的模型是可靠的,其GPS和GLONASS卫星DCB相对于CODE精度优于0.1ns,相对于IGS精度优于0.2ns,其GPS测站DCB和GLONASS测站DCB相对于CODE和IGS精度优于1ns,垂直总电子含量相对CODE和IGS精度优于3TECU,组合结果精度高于组合前。