基于多源观测资料对湖南怀化一次雨雪天气降水相态特征的分析

【目的】为了解湖南怀化雨雪天气降水相态演变特征。【方法】选取ERA5资料、微波辐射计和SA双偏振多普勒雷达等多源观测资料作为基础数据,采用常规统计、环流背景、相关分析等方法,对2022年12月27—28日湖南怀化地区一次雨雪天气的降水相态演变特征进行分析。【结果】（1）中高纬地区在中层槽的引导下冷空气南下,中低纬地区在南支槽的引导下西南气流东移,致使冷空气与暖湿气流交汇,降水相态发生变化。过程前低层切变线南压、低空西南急流发展,低层系统处于暖平流中,且地面温度较高,降水相态为雨。28日20时后冷平流快速发展,地面迅速降温,形成“冷垫”,致使降水相态转为雨夹雪。后期受南下强冷空气影响,导致降水相态转为雪。（2）散度和垂直速度的分布说明,降雪阶段的动力条件来源于低层,降雨时段的动力条件来源于高层。（3）SA双偏振多普勒雷达的偏振量分析结果表明,在较大的水平反射率(20~35 dBz)区域,其差分反射率相对较小（约0.8~1.6 dBz之间）,差分位移率也相对较小（约-1.2~0.6之间）,相关系数＞0.88。微波辐射计反演的0 ℃线可以作为降雪的重要判据,其液态水含量在降雨时含量较高,水汽浓度在降雪时显著下降,可以准确判断降雪的具体时间。【结论】 微波辐射计和双偏振雷达的组合应用可以作为怀化地区对降水相态转换临界预报的重要地基观测设备。     

2020年“8.11”四川芦山极端强降水特征及成因分析

利用地面观测降水、FY2G卫星云图、多普勒雷达数据和ERA-interim再分析资料,对2020年8月11日雅安芦山极端强降水的动力、热力、水汽输送等异常特征进行分析,探究了此次极端强降水的成因,并构建了强降水概念模型。结果表明：此次极端强降水发生在南亚高压脊线北抬、高原低槽东移加强的过程中,具有累计雨量大、突发性强、集中度高等极端性特征,槽前强盛的正涡度平流造成深厚的上升运动,边界层侵入弱冷空气和深厚的湿对流,致使降水效率偏高且强度偏大。边界层辐合线在高温高湿的环境中触发强不稳定能量,中尺度对流系统在弱的环境风条件下稳定少动,芦山上游对流单体“列车效应”导致强辐合的稳定维持,以及对流层中低层偏东风与山脉正交产生的地形增幅作用,共同导致了此次远超历史极值的极端强降水发生发展。     

利用地面GPS技术绝对测定湿大气含量的可能性

从理论和实测资料处理两方面对单基线模式下利用地面GPS技术绝对测定湿大气含量的可能性进行了探讨。由于短基线模式下测定湿大气含量之间的相关性很强,其测定的湿大气含量值必然有较大的相关误差,当用具有相同测段的不同资料组处理时表现为测定参数的不稳定性。在假设卫星的分布是连续而且均匀的情况下,可以从理论上研究相关系数随基线长度和截止高度角的变化,理论的结果和实际情况一致性较好。     

山地温冰川中的气候环境记录研究

以北欧Ａｕｓｔｒｅ Ｏｋｓｔｉｎｂｒｅｅｎ冰川为例,概括介绍了海洋型气候区温冰川内气候环境信息的主要特征。山地温冰川积雪中的环境记录,如氧同位素,阴阳离子含量的变化虽然受到了冰雪中的融水渗透的干扰,但仍可作为短期局部气候环境变化的理想指示器。通过与实测的气象气候资料对比,积雪中化学分析结果表明了若干重要特征：积累区雪层剖面中的氧同位素变化,较好地反映了本地区的气候变化特别是降水时的温度递变细节以及     

浅析MRD-Ⅱ瑞利波探测仪使用中的几个问题

MRD-Ⅱ瑞利波探测仪,在我国煤炭行业的推广应用中越来越显示出在矿井地质短距离全方位探测的优越性。笔者从仪器原理出发,对资料获取、资料最终处理及误差分析中需注意的问题做了探讨,为提高探测精度提供了借鉴。      

波流耦合作用下渤海及北黄海风暴潮增水及海浪过程的数值模拟

本文基于三维波流耦合FVCOM-SWAVE数值模式,采用Jelesnianski参数化风场与再分析数据集ECMWF风场数据叠加而成的合成风场作为外力驱动力,模拟了1818号"温比亚"台风引起北黄海及渤海海域风暴潮增减水及波浪的生长与消减过程,进而分析该海域在"温比亚"台风作用下波浪对流速垂向分布的影响。研究结果表明:合成风场得到的风速最大值及出现时刻与实测数据符合较好,合成风场较为合理,能够为模拟波流耦合机制下海域水动力变化提供准确的风场条件;几个测站的风暴潮增水模拟结果与实测数据较为吻合,FVCOM-SWAVE耦合系统合理地再现了"温比亚"台风在黄渤海引发的风暴潮增水以及台风浪过程。此外,计算结果显示"温比亚"期间黄渤海海域最大有效波高分布于台风中心外围,且位于台风前进方向上,波浪最大有效波高值与台风强度有关;在台风过境期间,波流相互作用对近岸海域流速的垂向分布具有一定影响,考虑波流相互作用可有效提高台风风暴潮数值模拟精度。研究结果对台风灾害预报、防灾减灾及港口建筑选址具有一定的参考意义。     

地震前卫星遥感微波辐射异常统计分析:以堪察加半岛为例

岩石加载实验证实受载岩体能够产生特定频段的微波辐射能量增强,卫星遥感数据分析也表明,个别震例强震前可能存在微波辐射异常,这一重要发现亟待普遍性检验与统计特征研究. 本文收集了俄罗斯堪察加半岛2003—2011年Aqua AMSR-E 的微波辐射亮温数据,并对地震和火山活动信息进行了统计,进而利用改进后的异常识别方法及构建的背景场对9年内多次强震的震前短临异常的位置和时间信息进行了检测与统计. 结果表明:① 勘察加半岛平均亮温变化存在明显的季节特征,1—4月和11—12月为平稳期、5—10月为剧变期,平稳期的亮温曲线基本保持平稳,而剧变期呈抛物线型,自4月起持续增温至7月,随后持续降温至11月;② 受地形地貌影响,半岛南部和东南部亮温较高,中西部亮温较低;③ 火山点亮温小于地震点和非地震点,火山活动对亮温影响有限;④ 使用四分位数法判断辐射异常检测指数,发现17次地震中有13次可以识别到震前异常,其中M_S≥6.0地震均可检测到异常,且异常发生在地震前1个月以内.      

亚热带地区典型水库流域氮、磷湿沉降及入湖贡献率估算

为了探究汤浦水库流域氮、磷湿沉降对水库水体营养的贡献率,本研究对2014 2015年的汤浦水库流域4个采样点的雨水及3条溪流进行样品收集,测定其中磷和不同形态氮的质量浓度,分析汤浦水库流域大气湿沉降中氮、磷营养盐的分布特征,并估算氮、磷营养盐湿沉降对汤浦水库入库负荷的贡献率.结果表明:湿沉降中总氮(TN)平均浓度为1.02±0.58 mg/L,氨氮、硝态氮和有机氮浓度占TN浓度的比例分别为60.65%、34.07%和5.28%;总磷(TP)平均浓度为0.033±0.028 mg/L.4个采样点湿沉降中氮、磷浓度均表现为冬春季(少雨季)高、夏秋季(多雨季)低.空间上,王化点位的各形态氮和总磷浓度显著高于其他3个采样点.TN和TP年均湿沉降通量约为18.15和0.62 kg/(hm~2·a),年均沉降总量为834.94和28.39 t;库区TN和TP水面湿沉降量为24.14和0.82 t,直接贡献率占河流输入的1.77%和3.07%.湿沉降来源的氮、磷营养盐随河流输入的间接贡献率为8.3%和4.6%.综上所述,氮、磷湿沉降是水库外源营养的重要输入部分,深入掌握其时空分布特征及入库贡献率是进一步加强流域管理和减轻水库外源营养输入的重要前提.     

浮游植物叶绿素a的微波法研究及其与反复冻融法的比较

为缩短样品处理时间和提高测定准确度,本文设计和优化了微波处理辅助提取浮游植物叶绿素a的方法,并比较了反复冻融法和微波法对浮游植物叶绿素a的提取效率.结果表明:(1)微波法提取叶绿素a的最优处理条件为:高火(额定输出功率800 W)处理60 s左右.过滤水量为:贫营养型水体为1000 ml以上,中、富营养水体为100~500 ml.(2)反复冻融法在测定贫营养型水体时更稳定,而微波法对中、富营养水样提取率显著高于冻融法,可提高7%~12%,对具胶被及硅质外壳的藻类提取效率极显著高于冻融法,测定结果的相对偏差更小,且提取时间较冻融法缩短一半以上,适用于富营养化水体的应急监测.     

COSMIC数据验证FY-3 MWTS通道4的观测结果

利用无线电掩星探测在平流层具有较高精度和稳定性的优势,本文采用COSMIC资料验证我国风云3号(FY-3)系列卫星上微波温度探测仪(MWTS)通道4表征的平流层低层测量结果.两年的FY-3A/3B上MWTS通道4观测亮温与掩星数据模拟的亮温相比较分析表明:两颗卫星平台上MWTS通道4观测亮温都偏高,尤其在热带地区和极区夏季;FY3A/3B上MWTS通道4亮温偏差的月均值变化趋势较为一致,两个年份的变化趋势也较为一致.MWTS通道4表征的平流层低层观测亮温在不同纬度带呈现不同偏差分布特征:热带地区明显系统偏高2~4 K,中纬度地区偏高1 K;而高纬度地区则出现随季节显著变化的偏差,尤其在南极地区季节差异达到5 K,这种依赖于环境温度出现的较大亮温偏差不完全是频率偏移引起.热带地区观测与模拟亮温差异显著,并且热带地区样本对于全球总体亮温偏差影响程度达到20%,这表明COSMIC数据在热带地区的验证结果需谨慎使用.