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海南岛一次强飑线系统演变的双偏振特征分析

热带气象学报 2023年第5期39卷 742-750页

作者：邢峰华黄彦彬李光伟敖杰李思腾海南省气象科学研究所海南海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203 北京市城市气象研究院北京100089

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... 详细信息

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(ZDR)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ZDR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(KDP)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ZDR提前6~12 min左右达到最大值,比KDP提前24~48分钟左右达到最大值。

关键词：飑线系统海南岛上升气流双偏振雷达

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海南岛30年空中云水资源时空特征分析

热带生物学报 2022年第4期13卷 331-338页

作者：李光伟邢峰华敖杰毛志远海南省气象科学研究所海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203

为了解海南岛空中云水资源的时空分布特征和变化趋势,利用ERA-I再分析资料分析了1981—2010年海南岛夏半季、冬半季、年平均大气可降水量(PW)、总云量(TCC)、低云量及高云量的时空分布特征。结果表明:海南岛区域PW存在明显的时空差异,... 详细信息

为了解海南岛空中云水资源的时空分布特征和变化趋势,利用ERA-I再分析资料分析了1981—2010年海南岛夏半季、冬半季、年平均大气可降水量(PW)、总云量(TCC)、低云量及高云量的时空分布特征。结果表明:海南岛区域PW存在明显的时空差异,具有南湿北干、海洋大于陆地、夏半季大于冬半季的特点,海南岛年平均PW低值中心位于五指山地区,南海海域为相对的高湿区;海南岛西部及华南沿海是华南地区年平均总云量低值区,华南地区高值中心位于四川盆地东部,南海南部是次高值区域,海南岛夏半季和冬半季总云量最大值分别为63.20%和54.26%;海南岛夏半季以高云为主,高云量大于44%,冬半季以低云为主,低云量最大值为41.88%,高云量则普遍小于17%;海南岛PW年变化为明显单峰结构,8月为峰值。30年海南岛PW和总云量年平均距平存在较明显的年代际变化。

关键词：大气可降水量云量 ERA-I 水汽海南岛

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海南岛中部山区暖云人工增雨催化试验物理效果分析

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干旱气象 2023年第1期41卷 114-122页

作者：邢峰华黄菲婷李光伟黄巧明海南省气象科学研究所海南海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203

利用雷达、降水及探空资料对2015—2020年海南岛昌江霸王岭及五指山毛阳试验点的暖云吸湿性焰条催化试验在不同月份及天气系统影响下的增雨效果进行评估并通过选取典型个例研究催化过程的物理响应特征。结果表明:南海低压槽和华南沿海... 详细信息

利用雷达、降水及探空资料对2015—2020年海南岛昌江霸王岭及五指山毛阳试验点的暖云吸湿性焰条催化试验在不同月份及天气系统影响下的增雨效果进行评估并通过选取典型个例研究催化过程的物理响应特征。结果表明:南海低压槽和华南沿海槽影响下的催化试验整体增雨正效果较明显,平均绝对增雨量均超过未催化组2.00 mm。7、8、9月暖云催化试验均能展现出不同程度的增雨正效果,其中8月催化试验平均绝对增雨量最高,达4.71 mm。海南岛2个试验点总催化样本平均绝对增雨量0.73 mm,平均相对增雨率13.52%,平均增水量39.73万m^(3)。由典型个例的物理检验中发现,催化后0.5 h是一个关键时刻,即催化云和对比云的几乎所有物理检验指标约在催化后0.5 h后拉开差距。

关键词：海南岛山区暖云催化试验人工增雨物理效果

一次典型南海季风槽云系的双偏振雷达特征分析

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海南大学学报（自然科学版） 2022年第4期40卷 354-363页

作者：邢峰华黄彦彬李光伟敖杰海南省气象科学研究所海南海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203

鉴于过往对于南海季风槽降水云系的研究多以数值模拟或气象卫星数据为主,而以双偏振雷达对其展开详细分析的研究却相对较少,因此为了加强海南省西沙永兴岛双偏振雷达在南海季风槽降水云系中的应用效果研究,笔者以2021年10月17日发生在... 详细信息

鉴于过往对于南海季风槽降水云系的研究多以数值模拟或气象卫星数据为主,而以双偏振雷达对其展开详细分析的研究却相对较少,因此为了加强海南省西沙永兴岛双偏振雷达在南海季风槽降水云系中的应用效果研究,笔者以2021年10月17日发生在海南省西沙永兴岛附近的一次典型南海季风槽所引起的热带扰动降水云系为基础,同时结合S波段双偏振天气雷达、地面自动站降水观测等资料对其展开了深入的分析与研究,结果表明:该次热带扰动云系主要受南海季风槽影响,南海海域高空风场存在明显辐合,叠加高空偏东急流带来了丰富水汽、副热带高压带明显西伸等多重因素在过境永兴岛期间发生持续性降水;该次热带扰动云系过程可分为3个阶段,在其第2和第3发展阶段对流属性占据主导地位,10:00~11:00期间混合云系垂直积分液态水含量及雷达回波顶高出现小幅跃升,且云系内部小部分区域在高空5 km以上高度出现弱的“Z_(DR)柱”现象;在混合云系发展成熟期(11:00~12:00),云系内部超过50 dBZ的区域主要集中在6 km以下的中低层,云系的差分反射率(Z_(DR))超过1 dB的区域面积显著变大,相关系数(CC)基本维持在0.9~1区间.

关键词：双偏振雷达南海季风槽降水云系特征分析

海口地区GPS反演大气可降水量中加权平均温度模型构建及其应用

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干旱气象 2022年第6期40卷 1081-1091页

作者：李光伟黄光瑞邢峰华敖杰海南省气象科学研究所海南海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203

地基GPS反演大气可降水量(precipitable water,PW)中,加权平均温度(Tm)是一个非常重要的参数。为提高海南岛PW反演的精度和可靠性,基于海口站2008—2010年探空数据计算的Tm,分析Tm时间变化特征及其与地面气象要素的关系,在此基础上利用2... 详细信息

地基GPS反演大气可降水量(precipitable water,PW)中,加权平均温度(Tm)是一个非常重要的参数。为提高海南岛PW反演的精度和可靠性,基于海口站2008—2010年探空数据计算的Tm,分析Tm时间变化特征及其与地面气象要素的关系,在此基础上利用2008—2012年数据建立Tm单因子、多因子回归模型和加入年积日的回归模型,并利用2013—2014年数据对模型进行检验。进一步基于2012年5—10月数据对基于Tm单因子和多因子模型的GPS反演PW进行检验。结果表明:本地化单因子、两因子Tm模型均方根误差分别为2.000和1.978 K,与Bevis公式、常数法相比,本地模型误差较小,与探空资料计算的Tm有良好的一致性。与Bevis模型相比,基于本地单因子和多因子Tm模型的GPS反演PW与探空资料计算的PW相关性更高,偏差更小;与多因子线性模型相比,基于加入年积日的Tm模型的GPS反演PW精度明显提高。本地化Tm模型能更好满足海口地区地基GPS反演PW。

关键词：大气可降水量加权平均温度地基GPS 多元回归海口

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Z_(DR)柱识别方法在海南地区的应用

气象科技 2022年第6期50卷 859-869页

作者：邢峰华黄彦彬李光伟李思腾车云飞毛志远海南省气象科学研究所海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 北京城市气象研究院北京100089 中国气象局人工影响天气中心北京100081

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—2... 详细信息

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,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,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。

关键词： Z_(DR)柱双偏振雷达上升气流对流云系

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基于形态学的暂态电能质量扰动检测

电测与仪表 2015年第17期52卷 68-72页

作者：邢峰华张艳马毅梁桂宁辽宁工业大学电气工程学院辽宁锦州121001 威海市建筑设计院有限公司山东威海264200

针对扰动检测过程中存在的脉冲噪声和白噪声影响暂态电能质量信息准确提取的问题,文章设计了一种基于LMS的多结构复合形态滤波算法,该算法具有在保留信号的有效成分的基础上最大限度地滤除噪声的功能。文章使用电压暂降、电压暂升、电... 详细信息

针对扰动检测过程中存在的脉冲噪声和白噪声影响暂态电能质量信息准确提取的问题,文章设计了一种基于LMS的多结构复合形态滤波算法,该算法具有在保留信号的有效成分的基础上最大限度地滤除噪声的功能。文章使用电压暂降、电压暂升、电压中断等对所提方法进行了仿真实验。仿真结果表明,基于LMS的多结构复合滤波算法得到的信噪比是多结构自适应复合滤波算法的1.01倍左右,是小波变换的1.1倍左右,即该算法能有效地滤除暂态电能质量扰动分析中的随机噪声和脉冲噪声;而且,该算法可较好地保持扰动信号的形状和特征。

关键词：暂态电能质量数学形态学 LMS 滤波

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海南岛热带孤立对流云系特征

干旱气象 2023年第3期41卷 442-449页

作者：邢峰华黄彦彬李春鸾黄菲婷李光伟敖杰海南省气象科学研究所海南海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203 海南省海口市气象局海南海口570203

孤立对流云系是海南岛一种重要的对流云系形态,深入研究其发展演变规律有助于对流云系识别追踪及提升人工影响天气作业效率。基于2015—2020年海南岛S波段双偏振多普勒天气雷达(CINRAD/SA-D)探测资料,对典型孤立对流云系个例的双偏振特... 详细信息

孤立对流云系是海南岛一种重要的对流云系形态,深入研究其发展演变规律有助于对流云系识别追踪及提升人工影响天气作业效率。基于2015—2020年海南岛S波段双偏振多普勒天气雷达(CINRAD/SA-D)探测资料,对典型孤立对流云系个例的双偏振特征以及全岛范围内孤立对流云系的发展演变特征开展综合分析,结果表明:海南岛孤立对流云系典型个例(2020年7月26日)在发展阶段出现明显差分反射率(ZDR)柱和差分相移率(KDP)柱,证明云系内部对流运动较强。2015—2020年3—9月海南岛共计发生475次孤立对流云系个例,占对流云系个例(4017次)的11.82%;西南低压槽、变暖高压脊及南下冷锋3种天气系统较易触发孤立对流云系。3—6月孤立对流云系高发,占比76.84%,明显高于其他月份;3月是孤立对流云系个例发生频次最多的月份,孤立对流云系占对流云系的47.48%。一日之中,14:00—17:00孤立对流云系出现频次最多,占总次数(475次)的72.84%。海南岛孤立对流云系在西南及中部山区高发,占比约88.84%;移向以偏东北及偏东南方向为主,主要受偏西风、偏南风影响;移动速度主要集中在6~20 km·h−1,移动距离主要为6~20 km,超过半数的孤立对流云系移动距离未超过20 km。

关键词：孤立对流云系海南岛统计特征双偏振雷达

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云对地基微波辐射计反演湿度廓线的影响

应用气象学报 2015年第2期26卷 193-202页

作者：车云飞马舒庆杨玲邢峰华李思腾成都信息工程学院成都610225 中国气象局气象探测中心北京100081

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... 详细信息

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。

关键词：微波辐射计云信息反演方法大气湿度廓线