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Raindrop Size Distributions in the Zhengzhou Extreme Rainfall Event on 20 July 2021:Temporal-Spatial Variability and Implications for Radar QPE

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Journal of Meteorological Research 2024年第3期38卷 489-503页

作者： Liman CUI Haoran LI aifang su Yang ZHANG Xiaona LYU Le XI Yuanmeng ZHANG Henan Key Laboratory of Agrometeorological support and Applied Technique China Meteorological AdministrationZhengzhou450003China State Key Laboratory of Severe Weather Chinese Academy of Meteorological SciencesChina Meteorological AdministrationBeijing100081China Henan Meteorological Observatory Zhengzhou450003China

In this study,a regional Parsivel OTT disdrometer network covering urban Zhengzhou and adjacent areas is employed to investigate the temporal-spatial variability of raindrop size distributions(DSDs)in the Zhengzhou extreme rainfall event on 20 July *** rain rates observed by disdrometers and rain gauges from six operational sites are in good agreement,despite significant site-to-site variations of 24-h accumulated rainfall ranging from 198.3 to 624.1 *** Parsivel OTT observations show prominent temporal-spatial variations of DSDs,and the most drastic change was registered at Zhengzhou Station where the record-breaking hourly rainfall of 201.9 mm over 1500-1600 LST(local standard time)was *** hourly rainfall is characterized by fairly high concentrations of large raindrops,and the mass-weighted raindrop diameter generally increases with the rain rate before reaching the equilibrium state of DSDs with the rain rate of about 50 mm h^(−1).Besides,polarimetric radar observations show the highest differential phase shift(K_(dp))and differential reflectivity(Z_(dr))near surface over Zhengzhou Station from 1500 to 1600 *** light of the remarkable temporal-spatial variability of DSDs,a reflectivity-grouped fitting approach is proposed to optimize the reflectivity-rain rate(Z-R)parameterization for radar quantitative precipitation estimation(QPE),and the rain gauge measurements are used for *** results show an increase of mean bias ratio from 0.57 to 0.79 and a decrease of root-mean-square error from 23.69 to 18.36 for the rainfall intensity above 20.0 mm h^(−1),as compared with the fixed Z-R *** study reveals the drastic temporal-spatial variations of rain microphysics during the Zhengzhou extreme rainfall event and warrants the promise of using reflectivity-grouped fitting Z-R relationships for radar QPE of such events.

关键词： extreme rainfall raindrop size distribution radar quantitative precipitation estimation(QPE)

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“8.13”黄淮北部暴雨云团的组织结构和触发机制

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气象 2016年第8期42卷 905-919页

作者：苏爱芳张宁黄勇中国气象局(河南)农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003 安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室合肥230031

利用FY-2E卫星资料、多普勒雷达监测及4Dvar反演资料、区域自动站和常规观测资料、NCEP分析资料,对2010年8月13日黄淮北部暴雨云团的组织结构、发展演变及形成机制进行研究。结果表明:暴雨云团形成发展于低涡切变形势下,低涡切变线、西... 详细信息

利用FY-2E卫星资料、多普勒雷达监测及4Dvar反演资料、区域自动站和常规观测资料、NCEP分析资料,对2010年8月13日黄淮北部暴雨云团的组织结构、发展演变及形成机制进行研究。结果表明:暴雨云团形成发展于低涡切变形势下,低涡切变线、西南急流及边界层扩散南下弱冷空气是主要影响系统;高的对流不稳定能量、强的低层垂直风切变和持续发展的水汽条件是主要环境特征。不同区域云团的形成机制有差别,发展北上的西南急流促使MβCS旺盛发展。随着低涡发展,MβCS发展合并形成圆形MαCS,强暖湿气流强迫、弱冷空气扩散及地面辐合线是圆形MαCS形成发展的重要机制。γ或β中尺度气旋及辐合线在对流初生阶段起动力触发作用,辐合加强及辐合区的向后延伸导致对流云团的自身发展和后向发展;成熟阶段对流单体后部的强出流促使对流单体分裂,气旋式环流外围西南和偏南气流合并造成对流单体合并。MαCS成熟和衰亡期雷达上出现的线状对流系统具有明显强降水特征。

关键词：暴雨云团对流单体合并低涡切变线对流触发组织结构

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河南省近40年地表干湿状况及变干趋势研究

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气象 2005年第11期31卷 24-27页

作者：苏爱芳王纪军南京信息工程大学河南省气象台

使用1961～2000年河南省75个站的月降水量、月平均气温和相对湿度资料,计算了各站历年的湿润度指数,并在对该指数聚类分析的基础上对河南省进行了干湿区划.结果表明:河南全区可分为5个气候区,各区的地表干湿状况具有一定的差异;就平均而... 详细信息

使用1961～2000年河南省75个站的月降水量、月平均气温和相对湿度资料,计算了各站历年的湿润度指数,并在对该指数聚类分析的基础上对河南省进行了干湿区划.结果表明:河南全区可分为5个气候区,各区的地表干湿状况具有一定的差异;就平均而言,全区地表呈缓慢变干的趋势,这种状况可能是由于降水量减少和温度升高造成的.

关键词：湿润度指数地表水分盈亏聚类分析

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典型南涝(旱)北旱(涝)梅雨大气环流特征差异及动力诊断分析

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大气科学 2011年第1期35卷 95-104页

作者：牛若芸苏爱芳马杰吕学东国家气象中心北京100081 河南省气象局郑州450003 四川省气象局成都610071

利用NCEP逐日再分析资料,采用合成分析和动力诊断方法比较研究了典型南涝(旱)北旱(涝)梅雨大气环流特征差异,逐一考察了近20种物理量对其主雨带位置的诊断识别能力。结果表明:典型南涝(旱)北旱(涝)梅雨极涡偏强(弱),亚欧中高纬槽脊振幅... 详细信息

利用NCEP逐日再分析资料,采用合成分析和动力诊断方法比较研究了典型南涝(旱)北旱(涝)梅雨大气环流特征差异,逐一考察了近20种物理量对其主雨带位置的诊断识别能力。结果表明:典型南涝(旱)北旱(涝)梅雨极涡偏强(弱),亚欧中高纬槽脊振幅较大(小),中纬度110°E～150°E地区位势高度明显偏低(高),冷空气势力偏强(弱);相应南亚高压主体东段偏南(北);副高主体明显偏东(西),西伸脊线偏南(北);印度季风槽强度偏弱(强);高、低空急流在江淮流域形成的高空辐散和低空辐合均偏弱(强);江淮流域水汽输送偏弱(强),主要源于西南季风气流(西南季风和副高南侧东风气流);低空急流轴左侧经向风强梯度辐合区、500hPa垂直上升运动中心、925hPa和300hPa总变形高值带、低层水汽通量经向强梯度辐合区、中层Q矢量辐合中心与主雨带位置吻合良好。

关键词：典型南涝(旱)北旱(涝) 梅雨大气环流特征差异动力诊断

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下垫面对郑州城市强降水的影响:城市化及地形影响的数值模拟研究

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大气科学学报 2019年第3期42卷 434-446页

作者：苏爱芳施东雷葛旭阳中国气象局农业气象保障与应用技术重点实验室河南郑州450003 河南省气象台河南郑州450003 南京信息工程大学江苏南京210044

利用WRF-ARW中尺度区域数值模式耦合单层城市冠层模式(slab-UCM),采用ERA-interim 0.5°×0.5°再分析资料作为初始场和边界条件,对2016年6月5日郑州地区发生的一次强对流天气进行模拟,并通过改变下垫面的土地利用类型与地形高度数据设... 详细信息

利用WRF-ARW中尺度区域数值模式耦合单层城市冠层模式(slab-UCM),采用ERA-interim 0.5°×0.5°再分析资料作为初始场和边界条件,对2016年6月5日郑州地区发生的一次强对流天气进行模拟,并通过改变下垫面的土地利用类型与地形高度数据设置敏感性试验,探究了城市化及郑州西北部山脉地形对对流性强降水过程的影响。结果表明:1)此次强降水过程主要受高层的低槽系统影响,前期的对流不稳定层结为对流触发提供了有利的热力条件;2)城市热岛效应能够改变下垫面的热力状况,有利于在城市地区激发更强的上升运动,使降水向城区集中;3)郑州西北侧山脉激发的重力波能够使郑州地区对流增强;4)山脉能够阻挡低层干空气向郑州地区输送,因此山脉高度的削减造成郑州地区低层相对湿度减小,使雨滴蒸发冷却增强,进而导致与降水相联系的冷池的增强,雨带移速加快,进一步导致累积降水的减少。

关键词：数值模拟强对流城市热岛地形作用

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2014年一次飑线的发展维持原因分析

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气象 2017年第11期43卷 1383-1392页

作者：张宁苏爱芳史一丛中国气象局(河南)农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003

应用常规观测资料、区域自动站数据及多普勒雷达监测产品,对2014年7月29日豫北飑线的形成机制、结构特征及发展维持原因进行研究。结果表明:此次飑线过程发生在"槽前型"大尺度环流背景下。对流发生前,冷空气侵入高空槽前与低层发展的暖... 详细信息

应用常规观测资料、区域自动站数据及多普勒雷达监测产品,对2014年7月29日豫北飑线的形成机制、结构特征及发展维持原因进行研究。结果表明:此次飑线过程发生在"槽前型"大尺度环流背景下。对流发生前,冷空气侵入高空槽前与低层发展的暖湿气流在对流潜势区叠加建立了不稳定层结。根据飑线的演变特征将其生命史分为组织发展阶段和再生阶段。在其组织发展阶段,东移高空槽和发展的地形辐合线是其主要驱动和组织触发机制。系统前沿阵风锋、主风暴及后部层云区形成的前侧入流与后侧出流共存、低层辐合与高层辐散共存的垂直环流,与水平方向上环境入流与系统出流共存并错开的环流体现了成熟期飑线高度的自组织结构特征,并形成了风暴发展的正反馈机制,正反馈机制的建立使其得以长期维持。另外,飑线与其他风暴发生对流合并也是其组织结构迅速增强的重要原因。在其再生阶段,豫东地区适宜的热力条件及中等以上强度垂直风切变条件对飑线的组织发展极为有利。飑线与北上的弓形回波发生对流合并使近地面形成中尺度雷暴高压,变压风与环境气流在中尺度湿区附近建立的辐合抬升运动为飑线再生提供了重要的触发机制。

关键词：飑线环境条件组织结构触发机制

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上海市农村中学女体育师资队伍现状抽样调查

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体育科研 1999年第4期20卷 34-37页

作者：孙爱芳金山区山阳中学上海200508

本文就上海市农村中学女体育师资队伍现状抽样调查,分析了上海市农村中学女体育师资队伍在年龄结构、学历结构。职称结构等方面存在的问题,认为:(1)加强农村中学女体育师资队伍的建设已迫在眉睫。(2)农村中学女体育教师学术观念淡薄、... 详细信息

本文就上海市农村中学女体育师资队伍现状抽样调查,分析了上海市农村中学女体育师资队伍在年龄结构、学历结构。职称结构等方面存在的问题,认为:(1)加强农村中学女体育师资队伍的建设已迫在眉睫。(2)农村中学女体育教师学术观念淡薄、缺少学科带头人,科研能力差等问题严重制约农村中学体育的发展。

关键词：女体育教师农村中学体育师资队伍年龄结构学历结构职称结构

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中西医结合对糖尿病周围神经病变患者血清Hcy和Cys-C水平的影响

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中医学报 2015年第9期30卷 1264-1266页

作者：苏爱芳中国人民解放军第91中心医院河南焦作454100

目的:观察中西医结合治疗糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy,DPN)的疗效以及对血清同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)和胱抑素C(Cystatin C,Cys-C)水平的影响。方法:86例DPN患者按数字表法随机分为对照组和治疗组均43例... 详细信息

目的:观察中西医结合治疗糖尿病周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy,DPN)的疗效以及对血清同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)和胱抑素C(Cystatin C,Cys-C)水平的影响。方法:86例DPN患者按数字表法随机分为对照组和治疗组均43例。两组均参照《糖尿病中医诊疗标准》给予基础治疗;对照组采取硫辛酸注射液500 mg静脉滴注治疗,1次·d-1;治疗组在对照组治疗基础上采取芍药甘草汤合四物汤加减治疗,每天1剂。所有患者均连续治疗4周。比较两组中医临床症状评分和两组感觉神经传导速度(sensory nerve conduction velocity,SNCV)、运动神经传导速度(motor nerve conduction velocity,MNCV);两组温度觉采用Tip Thcrm温度浅感觉仪法测定,触觉采用尼龙丝(Semmes-weinstein)单丝法测定;腱反射检测采用多伦多临床神经病变评分;检测两组血清Hcy和Cys-C水平。结果:治疗组治疗后中医临床症状各项目评分均显著低于对照组(P<0.01);治疗组有效率为90.70%,优于对照组的69.77%,两组比较,差异有统计学意义(P<0.05);治疗组治疗后患者正中神经SNCV和MNCV传导速度显著高于对照组(P<0.01);治疗组治疗后患者血清Hcy和Cys-C水平均明显低于对照组(P<0.01)。结论:芍药甘草汤合四物汤加减治疗DPN阴虚血瘀证可明显改善患者临床症状和神经传导速度,提高临床治疗效果,降低血清Hcy和Cys-C水平。

关键词：糖尿病周围神经病变芍药甘草汤四物汤阴虚血瘀证同型半胱氨酸胱抑素 C 感觉神经传导速度运动神经传导速度

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豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析

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气象 2022年第5期48卷 556-570页

作者：苏爱芳席乐吕晓娜崔丽曼张宁中国气象局(河南)农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003

利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺... 详细信息

利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺度天气形势下,在日本海高压西伸及台风烟花(2106号)、查帕卡(2107号)西北行背景下,黄淮低涡外围加强北上的东南急流/偏南急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、能量条件,对流层中低层暖湿平流强迫、叠加地形影响的强动力辐合抬升作用及低空弱冷空气扩散南下是形成强降水的重要条件,而大气“强-弱-强-弱”的对流不稳定层结特征转化说明强降水过程中存在着两种互补的物理机制。不同阶段极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)对流系统的形态结构和发展演变特征不同,但从雷达回波的垂直分布来看,系统均具有“低质心”特征,质心强度≥55 dBz且≥50 dBz强回波垂直伸展至5~8 km、持续时间1 h以上。强降水对流系统在太行山前30 km左右范围内的后向发展特征明显,一方面与地面西行偏东风/东北风在太行山绕流作用下形成的地形辐合线不断南伸有关,另一方面也与强降水冷池效应促使山前偏北风进一步发展南下有关。

关键词：极端暴雨极端短时强降水对流系统低空急流地形冷池豫北

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黄淮西部地貌过渡区深对流云的时空特征及其天气意义

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气象学报 2013年第3期71卷 383-396页

作者：苏爱芳银燕吕晓娜郑永光南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 中国气象局(河南)农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003 国家气象中心北京100081

中国黄淮西部地貌过渡带(30°38°N,109°-118°E,山区和平原过渡带)地形复杂,每年夏季强对流天气频繁发生。为了深入了解该地区的对流发展和分布特征,用1996 2010年5-8月静止卫星多通道资料及河南省地面观测的对流天气(雷暴、冰雹、短... 详细信息

中国黄淮西部地貌过渡带(30°38°N,109°-118°E,山区和平原过渡带)地形复杂,每年夏季强对流天气频繁发生。为了深入了解该地区的对流发展和分布特征,用1996 2010年5-8月静止卫星多通道资料及河南省地面观测的对流天气(雷暴、冰雹、短时强降水)资料,对该地区深对流活动的时空分布及天气意义进行了统计和对比研究。结果显示:黄淮西部地貌过渡带及其附近深对流活动的时空分布不仅与气候带关系密切,而且,明显受地形和天气系统影响。淮河流域是深对流活动高发区,豫北和豫西山区是深对流活动次高发区。豫北和豫西山区的深对流主要产生雷暴和冰雹,而淮河流域、南阳盆地等地势较低地区的深对流活动则较多地与雷暴和短时强降水有关。深对流活动随夏季风北进和副热带高压的北抬而具有显著的月际、日际变化及明显的阶段性特征。不同月份的深对流活动日变化特征显著不同,表现出两种性质的对流活动,一种为持续时间较短的热对流,一种为大尺度天气系统控制的持续性对流。豫北深对流活动日变化主要为单峰型,且具有自西北向东南方向传播的特征;豫南深对流活动日变化表现为双峰结构。

关键词：地貌过渡带深对流云强对流天气时空分布特征

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