多普勒天气雷达波束水平距离的计算方法

从球坐标系出发,利用三角形余弦定理和大气折射理论,推导了不作任何近似的、包含地球曲率和大气折射影响的多普勒天气雷达波束水平距离D_m的计算公式,并与斜距投影D_r、地表平面近似的计算公式(不考虑地球曲率和大气折射,记为D_d)和地表球面近似的计算公式(不考虑大气折射,记为D_s)进行了对比分析。结果发现,在标准大气状态下,D_m与D_r在高仰角相差2.5 km以上(D_r大),最高距离差达3.5 km(19.5°仰角最大斜距处);与D_d在低仰角相差0.5 km以上(D_d大),与D_r相差在0.5 km以下(Dm大)。并利用2011—2015年南昌站的探空资料,分析了南昌地区各个季节大气折射的变化情况及其与标准大气的区别。结果显示,夏季南昌上空电磁波的传播受大气折射的影响最大,冬季电磁波受大气折射的影响最小。最后,给出了南昌地区各个季节地球曲率K及等效地球半径Rm与标准大气的订正关系。     

概略坐标对GPS PWV解算的影响

利用GAMIT 10.6和2016年第101天至第160天南昌站的GPS观测资料,开展了13组概略坐标变化对GPS PWV解算的影响研究试验(南昌站概略坐标设置以10 m等间距从0~120 m逐渐向西偏移真实坐标)。其结果发现:当概略坐标与实际坐标偏离在60 m以内时,概略坐标的变化对GPSPWV的解算影响不大(长基线的相对误差和均方根残差NRMS分别维持在5.7×10~(-9)和0.24附近);但当概略坐标与真实坐标偏离超过60 m后,概略坐标的变化对GPS PWV的解算有着显著的影响,其中基线相对误差和GPS PWV与探空PWV的标准偏差随概略坐标偏离的增加而快速增大,NRMS和GPS PWV与探空PWV的相关系数也有明显的增加和减小,GPSPWV的成功解算日数则随概略坐标偏离的增加而快速减小(当偏离≥120 m时南昌无GPS PWV生成);概略坐标变化对基线相对误差、GPS PWV精度以及GPS PWV能否被成功解算的影响仅限于本站,某站概略坐标的偏离不会对其他站GPS PWV解算造成明显的影响。     

江西持续性强降雨的气候特征及其大尺度环流背景

利用常规气象站每6 h一次的降水资料和National Centers for Environmental Prediction (NCEP) Final operational analysis (FNL)资料,运用局地经向环流诊断方程对2010年6月17—20日江西的罕见持续性暴雨的两阶段降雨过程作了定量诊断分析,结果表明：潜热加热是造成两阶段暴雨最为重要的原因,且在第二阶段激发的上升运动明显强于第一阶段;经向温度平流、经向西风动量平流和边界条件对两阶段暴雨过程都有一定的正贡献;平均温度垂直输送和纬向西风动量平流在第一阶段为负贡献,在第二阶段转为正贡献。结合对应天气形势分析发现：500 hPa青藏高原东南侧浅槽的生成、东移、加深,与减弱东南移的切断低涡合并形成东北西南走向的深厚低压槽（暴雨区位于槽前）是第二阶段潜热加热激发的上升运动较第一阶段强的主要原因;高空西风急流出口区（入口）反气旋切变侧的辐合下沉（辐散抽吸）是平均西风动量纬向平流在第一（二）阶段中为（负）正贡献的主要原因;平均温度由低层向高层（高层向低层）输送是造成平均温度垂直输送在第一（二）阶段中为负（正）贡献的主要原因;中低层暖平流激发的上升运动是平均温度平流在两阶段降雨过程中起正贡献的主要原因。

     

基于江西省雷达回波拼图的TREC方法应用及效果检验

基于江西省及周边16部新一代多普勒天气雷达拼图资料,利用交叉相关跟踪法(TREC)计算江西地区雷达回波的移动矢量(TREC风),并对求解的TREC风进行异常值更正和空洞补齐等质量控制,最后利用后向外推法对江西地区2017年6月29日09:54的雷达回波进行2 h内的外推。结果表明,TREC方法能较好地获得江西地区未来2 h内的雷达回波位置和空间结构,且在0—1 h的外推回波非常接近实况。通过对2018年6月1—9日201个天气过程0—2 h外推的TS评分统计表明,基于该方法外推的2 h内的雷达回波精度都较高(TS评分0.3),但TS评分随外推时间的增长而快速降低,当外推时间为30 min时TS评分高达0.61,外推时间增至60 min时TS评分降至0.48,外推时间延长至120 min时TS评分进一步减至0.31。