GRAPES双参数云微物理方案的改进和云降水个例模拟研究：GRAPES_SCM对热带对流云个例的模拟研究

应用全球-区域同化预报系统单柱模式(GRAPES_SCM),对热带暖池国际云试验(TWP-ICE)个例进行数值模拟。通过和实际观测资料进行对比,诊断并改进了Liuma云微物理方案对热带对流云微物理特征的模拟能力。结果显示在GRAPES_SCM框架下,Liuma原方案和WSM6(WRF single moment)方案均能呈现出TWP-ICE期间热带云系的发展特征,并能够明显区分试验期间的季风活跃期和季风抑制期。活跃期Liuma原始方案和WSM6方案模拟的冰云组成结构差异显著,在Liuma原始方案所模拟的冰相水凝物分布中,存在冰雪含量过少、霰过多的现象。改进后的Liuma方案对程序中各微物理过程计算顺序进行了优化,改进后霰质量混合比明显减少,冰雪质量混合比明显增加,冰相水凝物分布较合理。     

华东地区夏季云微物理结构的飞机观测分析

利用飞机搭载云粒子探头对2014年8月12-28日华东地区云的空间分布特征进行了探测,分析了云的垂直结构和水平分布特征,结合同时探测的气溶胶数据,探讨了云与气溶胶的相互作用关系。探测结果表明,安徽地区层状云云滴平均数浓度在24~297 cm^-3,液态含水量在0.04~0.13 g·m^-3,云滴数浓度随云底高度升高而减小,云滴粒径则随云底升高而增大。层积云(Sc)和雨层云(Ns)的云滴数浓度在云底最高,随高度上升浓度下降,液态含水量在云中部最高,云顶和云底处较低,高层云(As)云滴数浓度和液态含水量峰值均出现在云中上部。云的水平分布不均匀,云粒子双峰分布区域对应液态含水量高值区。Ns对气溶胶清除作用明显,清除方式以活化清除为主、碰并清除为辅。     

雷暴云时空变化与拦截点避雷针接闪的物理模型

对雷暴云活动的主要物理量进行筛选,建立了一个物理模型。利用该物理模型,对拦截点避雷针与雷暴云时空变化的关系进行分析,并给出拦截点避雷针电场畸变最大值所需要的相对高度、电晕后离子层对下风向区域的屏蔽作用和数值研究的成果、地面电场强度随距离变化的计算方法。设计人员可以根据当地保护区域的地理环境和雷暴云活动的主要参数,对模型赋值计算,确定区域防雷设计的拦截点避雷针位置、高度、保护半径和保护范围。     

基于单颗粒质谱研究云雾水和降雨中颗粒物的化学成分

气溶胶可作为云凝结核或冰核参与云雾和降水的形成.然而,现有研究大多以云雾水和降雨中的水溶性组分为研究对象,对于难溶性组分的认识还十分有限.本研究于2017年5～6月在广东天井山观测站(24°41′56″N,112°53′56″E,海拔1690 m)采集了21个云雾水和9个雨水样品,利用单颗粒气溶胶质谱直接分析其中的单颗粒化学成分.通过聚类分析发现:(1)海盐、矿尘颗粒和生物气溶胶对云凝结核和冰核的贡献较高(数量占比为67.3％～75.1％).结合气团轨迹分析发现,海盐气溶胶经长距离的内陆输送后仍是重要的云凝结核和冰核;(2)云雾水和雨水中颗粒类型差异较大,云雾水中海盐(35.7％)、有机物(12.1％)、有机胺(8.0％)及Fe(6.4％)的贡献更大,而雨水中矿尘(35.6％)、与有机物混合的黑碳颗粒(18.9％)的贡献高,反映了气溶胶形成暖云和混合相云过程的差异.     

帕米尔高原谱赞歌

2014年底,河南省煤田地质局物测队施工的新疆沙克斯汗—托云一带煤炭资源二维地震勘探项目圆满落下帷幕。30多名年轻的地勘队员经过100多天的艰苦奋战,克服了难以忍受的高原反应,战胜了防暴恐的心理负担,应对了变化无常的恶劣天气,谱写出了一曲感人至深的赞歌。想方设法战"高反"新疆托云二维地震勘探项目处于帕米尔高原的东缘,工地平均海拔3200米,局部达到4200米。初到工地时,有一大部分队员出现高原反应,头痛、胸闷、气短、心悸、恶心呕吐、口唇紫绀、失眠、多梦、血压升高。项目     

福建周宁水库地面暖云人工增雨作业效果分析

利用2012年4月至2013年8月期间在福建省周宁水库开展的地面烟炉暖云人工增雨试验资料,结合区域对比试验方法对每次暖云人工增雨作业进行效果评估,探讨暖云人工增雨的作业效果。结果表明：周宁水库开展地面暖云人工增雨作业的平均增雨量为51 mm;在西南暖湿气流影响下的暖云增雨效果最明显;采用多点及多时次暖云人工增雨作业方式,有利于提高人工增雨的作业效果。通过作业效果分析,地面烟炉暖云人工增雨技术适合于南方山区。     

气象云建设的研究与思考

气象云建设是气象信息化上新台阶的必由之路,加强气象云建设是气象现代化的重要内容之一。根据气象信息化的现状与需求,提出了气象云建设的四条原则,即满足各种气象业务服务和管理需求、有利于提高气象预报预测准确率、集约高效和数据共享的原则。在此基础上,提出了气象云的设计思路:气象云应包括云存储、云计算和云服务,云存储为云计算提供支撑,云存储、云计算为云服务提供支撑。最后,对气象云建设中的数据获取途径进行了概括:一是国外气象数据,二是国内气象观测数据,三是国内加工的产品。     

云水饱和度对雷暴云非感应起电过程的影响

在三维强风暴动力—电耦合数值模式中引入基于Saunders et al.(1991) 实验结果的非感应起电参数化方案S91,在此基础上,利用云水饱和度替代环境温度和有效液水含量将S91方案变形.对比分析一次雷暴单体首次放电前,变形后的S91方案和原S91方案模拟得到的非感应转移电荷的极性、量级、电荷结构以及与霰和冰晶粒子分布之间的关系.结果表明,虽然两种方案采用的电荷密度变化率以及每次碰撞平均转移的电荷量均相同,但不同方案中决定粒子间电荷转移的因子不同对电荷的分布存在较大的影响.加入云水饱和度的S91方案,非感应转移电荷的极性多为正极性,电荷结构先呈单极性后转变为三极性,并有进一步转变为偶极性的趋势.但这两种方案模拟得到的霰与冰晶粒子电荷分布的重合区的范围、大小均不同,这也是造成两种方案电荷结构和转移电荷分布不同的主要原因.     

云底高度的地基毫米波云雷达观测及其对比

对2014年11月20日—12月31日中国气象局大气探测综合试验基地Ka波段毫米波云雷达、Vaisala CL51激光云高仪、L波段高空探测系统观测的云底高度进行对比分析。结果表明:在低能见度条件下,毫米波云雷达对云的探测能力明显优于激光云高仪,随着能见度的增加,两设备云探测能力差距在减小;毫米波云雷达与激光云高仪同时观测到有云时,二者观测的云底高度相关系数为0.92;毫米波云雷达与探空观测云底、云顶高度的相关系数分别为0.93和0.78;云雷达观测的云底高度均略低于激光云高仪和探空,云雷达观测的云顶高度略高于探空。     

梯度引导下的分块曲面LiDAR数据滤波方法

根据点云密度确定分块曲面滤波区块的大小,通过构建梯度引导图,引导进行分块曲面滤波,并利用得到的初始结果对滤波进行进一步细化。将最后滤波结果的总错误率与ISPRS提供的测试方法进行比对,在3个测区内总错误率均低于ISPRS提供的方法。实验结果表明,该方法不受建筑物大小的影响,在保证较好滤波结果的基础上,提高了算法的自适应性和滤波的自动化程度。