ZDR柱识别方法在海南地区的应用

基于双偏振天气雷达的相关研究大部分集中在雷达如何识别粒子相态、精细化探测云系垂直结构方面,专门针对差分反射率因子ZDR柱的识别研究相对较少。通过对海南地区对流云系特征进行分析研究,提出一套基于双偏振雷达探测数据（2020—2021年）的ZDR柱识别方法,结合多源资料对发生在海南地区的2次对流天气过程展开分析,〖JP2〗验证ZDR柱识别效果。结果表明：①ZDR柱通常在对流云系前中期较为深厚,最大可达0 ℃层以上3～5 km,〖JP〗在空间分布上ZDR柱与雷达径向速度的辐合有密切关系,其正负径向速度对的差值与ZDR柱的强弱变化规律呈正相关,并且深厚的ZDR柱较大概率出现在对流云系运动方向的前缘位置,与对流云团雷达反射率因子较大区域（≥50 dBz）有明显的对应关系;②ZDR柱最大深度的变化趋势同雷达回波顶高和垂直累计液态水含量有弱相关性,雷达回波顶高和垂直累计液态水含量的变化通常滞后于ZDR柱深度的变化（约12～15 min）。该方法具备识别海南岛地区ZDR柱现象的能力,可以在分析强对流天气过程、人工影响天气指挥和短临灾害天气预警等方面发挥应用效益。     

海南岛一次强飑线系统演变的双偏振特征分析

2020年4月22日发生在海南岛的一次长生命史飑线系统导致海南岛中北部地区遭受大风、强降雨等气象灾害影响。结合常规气象资料及双偏振雷达等探测数据对该次飑线天气系统的演变发展过程进行分析,结果表明：该次飑线天气过程发生在副热带高压带西北边缘地区,地面受准静止锋控制,冷空气强度偏弱,主要受西南暖湿气流影响,配合地面辐合线及合适的热力条件提供较好的环境触发因素。在飑线成形至后续发展演变过程中,雷达反射率因子始终保持较强盛状态（大片云体超过55 dBZ）;在飑线初始阶段（16:20— 16:43）,云系内部的差分反射率因子（Z_DR）出现大片区域超过5 dB（垂直方向伸展至8~9 km）;在飑线影响过程中海口站和文昌站上空的Z_DR均在降水前期达到最大值,随后伴随降水的逐渐增大而进入减弱阶段,差分传播相移率（K_DP）基本与降水强度的变化呈现同升同降趋势。此外,地闪频数在降水前期15~20 min内有明显跃升趋势,并且较Z_DR提前6~12 min左右达到最大值,比K_DP提前24~48分钟左右达到最大值。     

2017年11月大气环流和天气分析

2017年11月大气环流特征如下,北半球极涡呈偶极型分布;北半球中高纬度环流呈4波型分布,东亚大槽偏强,西太平洋副热带高压偏西偏强,南支槽平均位置位于90°E附近。11月全国平均降水量15.9 mm,较常年同期（18.8 mm）偏少15.3%,江南、华南雨日数多,全国共有58站次出现暴雨,12站日降水量超过月极大值。全国平均气温3.6℃,较常年同期（2.9℃）偏高0.7℃,全国有55站次日最高气温超过当月历史最高值,有7站日最低气温突破秋季历史最低值。月内,我国出现4次冷空气过程,3次较强降水过程,1次雾 霾天气过程。     

基于标准差分析法的X波段双偏振天气雷达资料质量评估

2015年9月,北京市气象局在北京地区架设4部X波段双线偏振天气雷达并开展了观测试验。本文利用其中3部雷达在2016年6月30日的观测数据,用标准差分布统计方法,对雷达的观测参量进行初步质量评估。结果表明:(1)3部雷达反射率标准差符合理论值的数据占总观测数据的73.5%~77.9%,反射率的数据波动基本符合理论分布;(2)3部雷达差分反射率标准差符合理论值的数据占总观测数据的68.4%~81.4%,其中房山雷达数据波动较大;(3)3部雷达互相关系数标准差符合理论值的数据占总观测数据的45.7%~63.5%,其中房山雷达数据波动最大,其他2部雷达都有同程度的数据波动;(4)3部雷达差分传播相位标准差符合理论值的数据占总观测数据的73.5%~83.9%,其中房山雷达数据波动相对较大,与雷达其他观测参量相比,差分传播相位的波动较小。     

北京S波段天气雷达夜间晴空回波产生原因

S波段天气雷达在夜间往往能探测到大量晴空回波。根据生物随风迁飞迁徙的定向运动特征,结合L波段无线电探空数据与2018年3—10月北京S波段天气雷达数据,分析晴空回波在不同时段、不同风向下的变化,讨论晴空回波产生原因。通过天气雷达数据发现,晴空回波的反射率因子在6—8月初明显小于5月与9月,呈回波强度低谷,同时在5月与9月晴空回波高度可达2 km以上。通过与100 m,750 m和1.5 km高度的探空风向数据对比,反射率因子平均值未展现生物定向迁飞活动所导致的强度变化特征,反射率因子分布不随风向发生明显的季节性变化。与探空数据对比发现,温度垂直递减率与水平风切变大小的变化趋势与组合反射率因子变化趋势一致,认为北京地区晴空回波主要由大气边界层湍流造成。     

云对地基微波辐射计反演湿度廓线的影响

利用中国气象局大气探测试验基地的L波段探空数据和微波辐射计观测数据,采用MonoRTM辐射传输模型作为正演亮温模型,BP (back propagation) 神经网络作为反演工具,在由亮温反演大气湿度廓线的过程中,添加与样本匹配的云底高度和云厚度信息,建立新的反演模型,使新反演模型得到的反演湿度廓线和未添加云信息的反演湿度廓线分别与探空数据进行对比,获取两种反演方法各高度层的均方根误差,分析云信息对反演大气湿度廓线的影响。对比结果表明:未添加云信息时,测试样本的反演湿度廓线与探空廓线的相关系数平均值为0.685,而添加云信息后,相关系数平均值为0.805。相比未添加云信息的反演廓线,添加云信息之后多数高度层的均方根误差均有不同程度减小,而在有云以上高度层表现尤为明显。     

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。     

2021年12月大气环流和天气分析

2021年12月大气环流的主要特征是:北半球极涡呈偶极型分布,东亚大槽偏西偏强,西太平洋副热带高压接近常年同期.12月,全国平均降水量为8.7 mm,比常年同期(10.5 mm)偏少17.1％;全国平均气温为-2.3℃,比常年同期(-3.2℃)偏高0.9℃.月内出现了3次冷空气过程和1次大范围持续性雾-霾天气过程,此外...     

2023年1月大气环流和天气分析北大核心CSCD

2023年1月大气环流的主要特征是:北半球极涡呈偶极型分布,东北亚低涡偏强。东亚大槽偏东,南支槽偏弱。1月全国平均降水量为8.8 mm,较常年同期(14.3 mm)偏少38%;全国平均气温为-4.4℃,较常年同期(-4.8℃)偏高0.4℃。月内气温冷暖起伏较大,中下旬出现3次冷空气过程,气温由上旬异常偏暖逆转为下旬普遍偏冷的格局,黑龙江出现极寒天气,漠河最低气温达-53℃,刷新我国最低气温纪录。13—16日出现年度首次大范围寒潮天气,具有降温剧烈、风力大、雨雪范围广等特点,新疆、陕西、山西、河南等地出现大雪或暴雪,北方地区出现首次沙尘天气过程。此外,上旬大气扩散和湿清除条件较为不利,出现持续性雾-霾天气。     

阵列天气雷达设计与初步实现

阵列天气雷达是分布式、高度协同的相控阵天气雷达。阵列天气雷达至少包括3个相控阵收发子阵（简称收发子阵）,通过增加收发子阵而扩大探测区域。每3个相邻的收发子阵一组协同扫描,保证3个相邻收发子阵在同一个空间点的数据时差小于2 s,从而保证径向速度合成正确的流场。采用相控阵多波束扫描技术,4个发射波束和64个接收波束覆盖0°~90°仰角,机械扫描覆盖360°方位,整个体扫时间为12 s,为多普勒天气雷达整个体扫时间的1/30。阵列天气雷达通过金属球进行了强度、波束宽度、方位、仰角的定标。阵列天气雷达在长沙机场布设试验,成功获取了精细的风场和回波强度数据,可为更精细、更完整揭示小尺度天气系统变化规律提供新工具。