北京一次积层混合云系结构和水分收支的数值模拟分析

本文利用中国气象科学研究院(CAMS)中尺度云分辨模式对2007年10月的一次积层混合云降水过程进行了数值模拟。利用模拟结果结合实测资料, 研究了积层混合云系的宏微观结构和降水特征, 并分析了云系的水分收支及降水效率。结果表明:积层混合云是导致此次北京降水的主要云型;积层混合云降水分布不均匀, 云系中微物理量的水平和垂直分布都不均匀, 具有混合相云的云物理结构。冷云降水过程占主导地位, 雪的融化对雨水的形成贡献最大。北京区域降水过程的主要水汽源地为黄海海面及蒙古国, 两支气流在陕西北部汇合后的西南气流将水汽输送到华北地区, 北京区域以外, 水汽和水凝物主要从西边界和南边界输送到域内。北京区域降水主要时段内, 水物质通量在水平方向上为净流入。对北京区域水汽、水凝物和总水物质的水分收支各项的估算表明, 水物质基本达到平衡。北京区域从2007年10月5日20时至6日14时, 总水成物降水效率、凝结率、凝华率及总水凝物降水效率分别为5.6%、4.77%、4.19%、44.9%。     

风廓线雷达垂直径向速度应用初探

利用北京风廓线雷达五波束探测中的垂直波束资料,进行了垂直速度在预报中的应用研究。通过对垂直速度的分级显示,配合地面气象记录,对不同的天气个例进行分析,结果表明:平稳晴空的天气风廓线雷达所测量的垂直速度很小,基本上在±1m·s~(-1)范围内;而有降水时,风廓线雷达所测得边界层的垂直速度基本上都是朝向地面的,不同相态降水粒子的垂直下落速度有明显的差别。分析表明风廓线雷达垂直速度的探测对研究晴空大气的垂直运动、判断降水粒子相态和降水预报有应用价值。     

人工影响天气后下游地面湿度响应分析探讨

2008年8月8日下午到夜间,针对北京地区西北部、西部和西南部强对流天气进行了人工影响天气作业。为了解大规模进行人工影响天气作业后下游地区地面湿度的变化情况,文章结合空中天气形势,利用北京城区和郊区215个自动站及非自动站资料进行降水分布研究,重点利用其有湿度记录的108个站资料,对大规模人工影响后的地面湿度变化结合同期降水资料进行分析,以期为今后大规模的人工影响天气提供实验依据。结果表明,2008年8月8日夜间北京地区引导气流为西南东北向,天气系统基本沿西南—东北向移动,18：00—00：00的6小时累计降水量,呈东北西南向带状分布,北京城区处在降水量比较少的＂豁口＂处,＂鸟巢＂无降水。人工影响天气部门在北京地区西南部进行大规人工模影响强对流天气作业。作业后,在大规模人工影响作业区下风方带状范围内,地面水汽压随时间具有明显的突变（地面水汽压突然减小,持续时间大致在25分钟左右）,且这种突变从由西南向东北减弱,突变开始的时间逐渐推后。在带状中心轴线附近这种突变比较明显,远离中心轴线这种突变减弱,开始突变的时间也推后;而在带状范围外,则没有这种现象。究其原因,主要由于大规模发射火箭弹进行作业,一是火箭弹尾喷的播撒作用,二是尾喷激起的强大扰动作用,有利于大的雨滴降落,或迅速长大后降落,形成下沉气流,下沉气流将高层的干冷空气带到低层引起地面水汽压减小;此下沉气流沿着引导气流向下游传播,在传播过程中逐渐衰减。进一步分析2008年8月8日20时500 hPa风,根据此高度风速大小估算大规模作业区距离分析地面水汽压发生较大变化测站的时间,发现测站地面水汽压的发生较大变化时间与由上游空气柱移来的时间比较一致。     

陇中黄土高原地表能量不平衡特征及其影响机制研究

利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2008年夏季的观测资料,分析了陇中黄土高原地表能量不平衡特征及其影响机制,计算了地表和5 cm深处土壤热通量板之间的热储存,并对地表能量不平衡特征重新进行了计算和评价。当把土壤热储存作为地表能量收支的一部分考虑后,不平衡差额绝对值平均降低了23 W.m-2,能量不闭合度平均减小了0.104,利用最小二乘法(OLS)进行线性回归得到的平均不闭合度减小了0.085。从白天和晚上的能量不闭合度频率分布也能够看出,土壤热储存对地表能量收支平衡有很大改善。但即使考虑了土壤热储存项,地表能量不闭合仍然很明显。除了土壤热储存,边界层大气不同形式的输送能力作为对地气能量通量交换过程中的重要因素,对能量不平衡也会产生深远影响。结果显示,地表能量不闭合度分别与垂直速度w、水平风速u和对流速度尺度w*有较密切的关系。涡动相关法通量计算中常通过坐标旋转强迫垂直速度变为零,然而非零的垂直速度和垂直平流是真实存在的,忽略垂直平流热量输送是产生地表能量不平衡的重要原因。     

物联网在人工影响天气装备弹药管理中的应用

本研究以物联网技术为基础,利用条码、二维码和射频电子标签标识、射频扫码技术、声光电自动感应技术、GPS/GIS技术进行信息采集,建立人工影响天气装备弹药物联网管理系统,实现人工影响天气装备弹药从生产、验收、转运、仓储到发射作业的全程监控。在北京、陕西、贵州、河南4个地区进行试点开发研究,根据有源/无源射频识别(RFID)、二维码/条形码、火箭弹/高炮炮弹以及信息采集技术分别开展不同技术模式的应用试验,将弹药信息按照统一格式汇集至国家级物联网系统,有效提高了全国人工影响天气装备弹药信息采集的准确性和时效性,并结合有效传感器、无线通信技术,解决了大范围内的作业数据自动化采集及地面作业信息实时监控,提高人工影响天气作业安全管理的科技水平和业务信息化现代化程度,对全国开展人工影响天气装备物联网建设工作具有较强的参考价值。     

新舟60高性能增雨飞机机载任务系统集成设计

西北区域人工影响天气能力建设项目设计建设的新舟60增雨飞机是集催化作业、云宏微观探测以及实时通信与综合集成显示功能于一体的国家高性能人工增雨飞机。该飞机系统建设中充分汲取了前期东北区域国家增雨飞机研制成果与经验,并在系统供电管理、催化作业能力、探测系统集成、卫星通信功能、设备系统和操作台布局等方面进行了针对性设计改进,通过便捷操作实现对任务系统供电与各分系统的集中控制、综合显示、数据存储共享,并且机载探测、催化、通信各分系统均采用双重或多重备份设计,既保证了机载任务系统先进性设计,同时保证任务系统运行稳定可靠和各项功能的完整实现。     

辽宁岫岩中沟地区不整合关联型铀矿地质特征及成因探讨

辽宁岫岩中沟地区位于华北克拉通北缘东段,辽吉古元古代裂谷带的南段,处于营口－凤城－长甸铀矿构造成矿亚带内.中沟地区古生界挫草沟组与古元古界里尔峪组间古风化壳发育,铀矿化分布于古生界与古元古界不整合接触面附近,与切割不整合面的断裂构造关系密切.矿化与黏土化、硅化等低温热液蚀变关系密切.古风化壳及其附近岩石含U较高,特征元素组合相关性较好,发现有高品位的铀及多金属矿体存在.其主要成矿期有：不整合面发育期、主要造陆期及断块运动期.在初步总结分析中沟地区铀矿地质特征的基础上,认为中沟地区具有形成不整合关联型铀及多金属矿良好的成矿条件和找矿前景.     

2008北京残奧会闭幕日飞机消云作业分析

利用新一代多普勒天气雷达资料,对北京2008年9月17日残奥会闭幕日北京上游地区较弱对流云团作业进行了初步分析。结果表明,用飞机播撒吸湿性高浓度粒子群催化剂可消弱雷达回波强度和范围,有效抑制对流云团的发展。飞机消云拦截作业对保陣残奥会闭幕式的顺利进行起到了 一定作用。     

北京地区人工增雨效果和防雹经济效益评估

基于近年来北京地区开展的人工增雨、防雹作业情况,利用农业气象灾情统计资料和经典的区域历史回归统计方法,对2004 2010年北京地区人工增雨效果和防雹经济效益进行了客观定量地评估。结果表明:(1)在5 9月的评估期,随着作业样本数逐年累加,人工增雨平均相对增雨率逐渐趋于稳定,并维持在20%左右;在所选目标区,连续7年的人工增雨作业累计增加降水量约417.8 mm,增雨效果显著。(2)年平均人工防雹经济效益约2.48亿元,多年平均防雹投入产出比为1∶16。人工防雹效益最高、最低年份分别在2009年和2005年,对应投入产出比分别为1∶27和1∶6。