网络数字雹雨分测仪技术试验研究

介绍了网络数字雹雨分测仪的传感器结构和工作原理:利用浮力定律,翻斗计量,微机记录,网络传输等工作原理,模拟实验了理论数值和实验数值间的计量误差,探讨了误差产生的原因及野外观测调节技术和蒸发补偿订正等.经试验表明,各种部件结构科学、稳定、误差小、整体性能良好.野外观测资料表明,网络雹雨分测仪所测雨量与自动站观测的雨量误差在可接受范围;由于能同时进行雹雨分测,对极端冰雹天气具有实时监测优势,在野外林果和农作物雹灾危害评估中有重要作用,具有与遥测雨量计和其他遥测气象要素仪器一样的现代化水平,可广泛应用于农业和林业灾害野外监测网络之中.     

BOOK REVIEWS

Book Reviewed in this article: Marine Resources of Kuwait: Their Role in the Development of Non-oil Resources . Fatimah H. Y. al -Abdul -Razzak Recollections of a Revolution: Geography as Spatial Science . Mark Billinge , Derek Gregory and Ron Martin Entre l'Eden et l'Utopie . Luc Bureau Developments in Political Geography . M. A. Busteed The Elements of Graphing Data . William S. Cleveland Rural Resource Management . Paul J. Cloke and Chris C. Park Third World Atlas . Ben Crow and Alan Thomas Exploitation, Conservation, Preservation: A Geographic Perspective on Natural Resource Use . Susan L. Cutter , Hilary Lambert Renwick, and William H. Renwick . Wine Regions of the Southern Hemisphere . Harm Jan de Blij Regional Development: Problems and Policies in Eastern and Western Europe . George Demko The Geographer at Work . Peter R. Gould Change in the Amazon Basin . John Hemming Geography Since the Second World War . R. J. Johnston and P. Claval Urbanization in China: Town and Countryside in a Developing Economy 1949–2000 A.D. , R. J. R. Kirkby Transport and Communications for Pacific Microstates: Issues in Organisation and Management . Christopher C. Kissling Fluvial Forms and Processes . David Knighton The Urban Millennium . Josef W. Konvitz Technological Transition in Cartography . Mark Stephen Monmonier Field Guide to Soils and the Environment: Applications of Soil Surveys . Gerald W. Olson Northern Australia: The Arenas of Life and Ecosystems on Half a Continent . Don Parkes A Killing Rain: The Global Threat of Acid Rain . Thomas Pawlick From the Family Farm to Agribusiness: The Irrigation Crusade in California and the West, 1850–1931 . Donald J. Pisani Hybrid Maize Diffusion in Kenya . Franz -Michael Rundquist Warning and Response to the Mount St. Helens Eruption . Thomas F. Saarinen and James L. Sell Coastal Geomorphology in Australia . B. G. Thom Tropical Rain Forests of the Far East , 2nd ed . T. C. Whitmore The Dark Side of the Earth . Robert Muir Wood Categorical Data Analysis for Geographers and Environmental Scientists , Neil Wrigley     

Geographical Information Systems and Geostatistics for Modelling Radioactively Contaminated Land Areas

The Chernobyl plume contaminated vast lands of Europe with radiocaesium (¹37Cs) in 1986 because of the deposition of radionuclides on the ground by wet and dry deposition processes. Nevertheless, in a nuclear emergency, contamination data may be very sparse and there is need to make rapid and scientifically supported decisions. Here we analyze the rainfall field, an important precursor of the wet deposition, during the passage of the plume. Thus, estimating rainfall spatial variability can help to identify possible contaminated areas and associated risks when rainfall exceeded a given threshold. In this paper, we show that the conditional probabilities of exceeding threshold rainfall values could be spatially assessed using the mutual benefits of linking geostatistical and geographical information system (GIS) to quantify the evaluation of the risk involved in decision making. In particular, the non-parametric geostatistic technique, termed Indicator Kriging (IK), enables one to efficiently estimate the probability that the true value exceeds the threshold values by means of the indicator coding transform. Afterward, GIS has been used to find the areas probably affected by wash-out (probability >0.5 that rainfall is above a certain threshold). The experimental study has been focused on a test site in Beneventan agroecosystem (Southern Italy) to model the spatial uncertainty over a continuous area from sparse rainfall data. This enabled to generate probability maps delineating area potentially affected by to contamination to be monitored after wet deposition of Chernobyl releases.     

山区流域暴雨洪水的数值模拟

基于中尺度天气研究预报模式WRF和流域水文模型对我国夏季山区的暴雨洪水进行模拟研究。首先,结合新安江水文模型和TOPMODEL自主研发了一个动态结合地面地下产流计算的新水文模型XXT,并选取成熟的天气研究预报模式(WRF)的模拟结果作为XXT的输入进行洪水模拟。其中WRF模拟采取3重区域嵌套模拟再现了2007和2008年夏季山东南部沂沭泗河流域的3次暴雨过程。模拟结果表明,WRF对暴雨的时空分布有较好的模拟与预测能力,模拟结果与观测一致性较好,逐时降水过程较观测更为连续,峰值有一定差异,总量略有偏大。WRF模拟的逐时站点表层土壤湿度与自动站观测的变化趋势一致,峰值偏大,空间分布与降水有着较好的响应关系。总格点径流深的计算结果同样与降水对应得较好,基本能重现出暴雨-径流过程的时空变化特征。其后,利用收集的实测降水资料率定XXT的模型参数,进而将WRF模拟的降水和潜在蒸散发输入到XXT进行流域出口洪水流量的模拟,其中2008年的模拟结果取得了0.91的效率系数,而2007年2次个例由于偏高的降水,使得洪峰流量较观测有偏大,但与观测的时间相关系数高达为0.89和0.91。研究对于山区暴雨洪水的预报预警和防汛决策具有一定的参考价值。     

地形对门头沟一次大暴雨动力作用的数值研究

2002年6月24—25日,北京门头沟附近发生了一次大暴雨过程。为探讨地形在本次过程中的动力作用,采用美国俄克拉荷马大学风暴分析预测中心开发的ARPS模式,对大暴雨过程进行了数值试验。控制试验采用27、9 km双重单向嵌套网格,网格覆盖范围约为3000 km×3000 km、900 km×900 km。两层网格均采用全物理过程,使用的都是全球30″的地形资料。在控制试验的基础上,进行了3组敏感性试验:第1组试验采用干过程模拟,即不考虑凝结潜热的作用;第2组试验将地形整体向东/西平移1°;第3组试验是将门头沟西部的局地地形抠除一部分。试验结果表明,在不考虑凝结潜热作用时,东南风气流仍然可以爬升到2 km以上,超过了大气的抬升凝结高度,证实了地形的动力作用是本次大暴雨的触发机制;将地形向东/西平移1°后,由于大气的对流稳定度发生了改变,模拟的降水强度和落区也发生了变化,表明山坡和山顶的对流不稳定大气是导致本次大暴雨的必要条件;抠除局地地形后,模拟的降水量也发生了不同程度的改变,再次证明大暴雨是在多尺度地形以及一定的天气系统配置下产生的。     

副高边缘暴雨过程中的GPS可降水量和假相当位温分布特征

利用2010年8月石家庄地基GPS反演的可降水量、地面加密自动站和常规天气资料,对由副高进退引起的河北省中南部一次强降水天气过程中GPS可降水量和地面假相当位温的演变趋势进行了详细分析.结果表明:1)此次暴雨过程是由副高边缘暖湿气流与切变线共同作用造成的,强降水区主要出现在500 hPa的584～588 dagpm线、700～850 hPa切变线之间;2)降水出现时GPS可降水量基本对应于高值阶段,强降水出现时可降水量位于峰值前后;降水出现时GPS可降水量偏离系数为正值,而强降水一般出现在偏离系数超过1时;3)对同一测站而言,GPS可降水量越大对应的实际降水越强.当测站不同时,GPS可降水量高并不一定代表更强的降水,这与测站的地理位置和海拔高度有关.4)降水出现前热力和水汽条件配置好,能量不断积累,假相当位温逐渐升至极大值.随着降水出现与能量的释放,假相当位温回落到谷值阶段,此谷值越低、持续时间越长,对应的降水也越强.     

登陆热带气旋与夏季风相互作用对暴雨的影响

利用《热带气旋年鉴》资料、NCEP/NCAR再分析资料采用动态合成分析方法,研究了登陆热带气旋降水与夏季风急流之间的关系,同时对登陆热带气旋与夏季风急流发生相互作用的典型个例强热带风暴Bilis (0604) 利用数值模拟方法研究了二者之间的相互作用对暴雨的影响。结果表明:登陆后造成大范围强降水的热带气旋往往与低层急流长时间相连,其水汽通量和潜热能显著大于弱降水热带气旋。数值试验结果表明:夏季风低空急流向热带气旋输送水汽对热带气旋结构维持有利,当水汽输送被截断后,热带气旋气旋性结构被破坏,强降水减弱、范围明显缩小;季风急流风速增强时可增加水汽通量输送,使得强降水范围增加、强度增强;在夏季风影响背景下,热带气旋在陆上的移动改变水汽和不稳定能量的分布,而热带气旋本身独特的动力结构使得强降水强度增加。     

冬、夏季热带及副热带穿透性对流气候特征分析

文中利用热带测雨卫星 (TRMM) 搭载的测雨雷达 (PR) 1998~2007年的探测结果, 就热带及副热带地区穿透性对流的频次、条件降水强度及垂直廓线等特征进行了分析。研究结果表明: 深对流和穿透性对流都主要发生在热带辐合带 ( ITCZ)、南太平洋辐合带 (SPCZ)、亚洲季风区、20°N以南的非洲以及美洲等地区, 它们的空间分布具有明显的地域性和季节变化特征, 而且陆地深对流更容易发展成为穿透性对流, 但绝大部分地区的穿透性对流频次不超过0.2%。对穿透性对流条件降水强度的分析表明, 热带及副热带大部分地区的穿透性对流条件降水强度在10 mm/h以上, 且洋面的条件降水强度要比陆地大, 但由于其频次较小导致其对总降水的贡献并不大。尽管深对流和穿透性对流降水廓线的外形比较相似, 但相同的高度, 深对流的降水强度要比穿透性对流偏小, 而且这种差异随海陆和纬度的不同而有所区别。此外, 热带地区 (15°S~15°N) 冬、夏季深对流和穿透性对流降水廓线都只存在较小差异, 并没有显示出明显的季节变化。     

江苏省连阴雨过程时空分布特征分析

通过综合各地连阴雨指标因子, 确定了江苏省连阴雨过程的标准, 根据指标体系, 对其时空分布特征进行了分析, 得出江苏省年均连阴雨次数为12.3次, 连阴雨的空间分布存在着明显的北少南多的特征, 可见沿江苏南地区为连阴雨的频发地区。其中从对农作物危害程度来看, 主要是春季连阴雨(3—5月)和秋季连阴雨(9—11月)影响较大, 这两个时段连阴雨过程发生次数较多, 分别为年均3.1和2.7次, 其中春季3月和秋季9月的连阴雨出现次数最多。为了进一步定量评估连阴雨的强度, 我们设计了连阴雨强度指数模型, 对强度指数M_LYY进行了分级, 实施了对连阴雨强度的进一步把握, 更好地为决策部门提供了服务。     

酸雨观测异常数据的试验分析和处理方法

本文就酸雨观测仪器在测量操作中出现的异常状态进行了试验和分析,且对校错电极常数、测温系统故障、"后测K值"3种异常状态, 结合酸雨观测业务实践进行了试验、分析和讨论。推导出校错电极常数的电导率订正公式;制定了仪器测温系统故障的应急观测方案;指出"后测K值"会导致数据严重失真, 测量中必须严格遵循 "先测K值"规程;并建议在《酸雨观测业务规范》修订时, 增加本文有关的分析和处理方法。