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Morphological Characteristics of Precipitation Areas over the Tibetan Plateau Measured by TRMM PR

Advances in Atmospheric Sciences 2021年第4期38卷 677-689页

作者： Yilun CHEN aoqi zhang Yunfei FU Shumin CHEN Weibiao LI Guangdong Province Key Laboratory for Climate Change and Natural Disaster Studies School of Atmospheric SciencesSun Yat-sen UniversityZhuhai 519000China School of Earth and Space Sciences University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai) Zhuhai 519000China

The multidimensional morphological characteristics(including scale, horizontal shape and 3 D morphology) of precipitation areas over the Tibetan Plateau in summer were studied using 15 years(1998–2012) of observational data from the precipitation radar onboard the Tropical Rainfall Measuring Mission satellite. As the scale of the precipitation area increased from 20 to 150 km, the near-surface rain rate(RRav) of the precipitation area increased by up to 78%(from ~1.12 to ~2 mm h~(-1)). Linear precipitation areas had the lowest median RRav(~1 mm h~(-1) over the eastern Tibetan Plateau),whereas square-shaped precipitation areas had the highest median RRav(~1.58 mm h~(-1) over the eastern Tibetan Plateau).The 3D morphology was defined as the ratio of the average vertical scale to the average horizontal scale, where a large value corresponds to thin and tall, and a small value corresponds to plump and short. Thin-and-tall precipitation areas and plump-and-short precipitation areas had a greater median RRav, whereas the precipitation areas with a moderate 3D morphology had the lowest median RRav. The vertical structure of the precipitation-area reflectivity was sensitive to both size and 3D morphology, but was not sensitive to the horizontal shape. The relationship between RRav and the morphological characteristics was most significant over the southern slopes of the Tanggula Mountains and the Tibetan Plateau east of 100°E. The morphological characteristics of precipitation areas are therefore closely related to the intensity of precipitation and could potentially be used to forecast precipitation and verify numerical models.

关键词： precipitation areas morphological characteristics Tibetan Plateau TRMM PR

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Satellite Observations of Reflectivity Maxima above the Freezing Level Induced by Terrain

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Advances in Atmospheric Sciences 2021年第4期38卷 627-640页

作者： aoqi zhang Weibiao LI Shumin CHEN Yilun CHEN Yunfei FU Guangdong Province Key Laboratory for Climate Change and Natural Disaster Studies School of Atmospheric SciencesSun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275China Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai) Zhuhai 519082China School of Earth and Space Sciences University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China

Previous studies have recognized reflectivity maxima above the freezing level(RMAF) within stratiform precipitation over mountain slopes, however, quantitative studies are limited due to the lack of adequate identification criteria. Here, we establish an identification method for RMAF precipitation and apply it to the Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM) Precipitation Radar(PR) observations. Using the TRMM 2A25 product from 1998 to 2013, we show that the RMAF structure in reflectivity profiles can be effectively identified. RMAF exists not only in stratiform precipitation but also in convective precipitation. RMAF frequency is positively correlated with elevation, which is thought to be caused by enhanced updrafts in the middle layers of stratiform precipitation, or in the low to middle layers of convective precipitation over mountains. The average RMAF heights in stratiform and convective precipitation were 1.35 and 2.01 km above the freezing level, respectively, which is lower than previous results. In addition, our results indicate that the RMAF structure increased the echo top height and enhanced precipitation processes above the RMAF height, but it suppressed the downward propagation of ice particles and the near-surface rain rate. Future studies of orographic precipitation should take into account the impact of the RMAF structure and its relevant dynamic triggers.

关键词： orographic precipitation reflectivity maxima above the freezing level precipitation structure TRMM PR

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Fundamental Characteristics of Tropical Rain Cell Structures as Measured by TRMM PR

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Journal of Meteorological Research 2020年第6期34卷 1129-1150页

作者： Yunfei FU Yilun CHEN Xiangdong zhang Yu WANG Rui LI Qi LIU Lei ZHONG Qiong zhang aoqi zhang School of Earth and Space Sciences University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China International Arctic Research Center and Department of Atmospheric Sciences University of Alaska FairbanksFairbanksAK 99775USA Department of Physical Geography and Bolin Center for Climate Research Stockholm UniversityStockholm 10691Sweden

Rain cells are the most elementary unit of precipitation system in *** this study,fundamental geometric and physical characteristics of rain cells over tropical land and ocean areas are investigated by using 15-yr measurements of the Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM)Precipitation Radar(PR).The rain cells are identified with a minimum bounding rectangle(MBR)*** results indicate that about 50%of rain cells occur at length of about 20 km and width of 15 *** proportion of rain cells with length>200 km and width>100 km is less than1%.There is a a log-linear relationship between the mean length and width of rain ***,for the same horizontal geometric parameters,rain cells tend to be square horizontally and lanky vertically over land,while vertically squatty over *** rainfall intensity of rain cells varies from 0.4 to 10 mm h-1 over land to 0.4–8 mm h-1 over *** results indicate that the occurrence frequency of rain cells decreases as the areal fraction of convective precipitation in rain cells increases,while such frequency remains almost invariant when the areal fraction of stratiform precipitation varies from 10%to 80%.The relationship between physical and geometric parameters of rain cells shows that the mean rain rate of rain cells is more frequently associated with the increase of their area,with the increasing rate over land greater than that over *** results also illustrate that heavy convective rain rate prefers to occur in larger rain cells over land while heavy stratiform rain rate tends to appear in larger rain cells over *** the same size of rain cells,the areal fraction and the contribution of convective precipitation are about10%–15%higher over land than over ocean.

关键词： rain cell occurrence frequency geometric parameters physical parameters Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM)Precipitation Radar(PR)

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Northward Shift in Landfall Locations of Tropical Cyclones over the Western North Pacific during the Last Four Decades

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Advances in Atmospheric Sciences 2022年第2期39卷 304-319页

作者： Ting CHEN Shumin CHEN Mingsen ZHOU Chaoyong TU aoqi zhang Yilun CHEN Weibiao LI School of Atmospheric Sciences Sun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275China Southern Laboratory of Ocean Science and Engineering Zhuhai 519082China Guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology China Meteorological AdministrationGuangzhou 510062China

This study analyzes landfall locations of tropical cyclones(TCs)over the western North Pacific during 1979–*** demonstrate that the landfall locations of TCs over this region have shifted northward during the last four decades,primarily due to the shift of landfalling TC tracks,with the decreasing/increasing proportion of westward/northward TC *** particular,the northward shift of the landfalling TCs was not related to their formation locations,which have not markedly changed,whereas"no-landed"TCs have significantly shifted *** movement was significantly and positively correlated to the zonal component of the steering flow,while the correlation between TC movement and the meridional component of the steering flow was relatively *** westward steering flow in the tropical central Pacific that occurred around the formation and early development of the westward TCs was significantly weakened,which was unfavorable for their westward movement,thereby,causing the higher proportions of northward moving *** weakened westward flow was related to the northward shift of the subtropical high ridge,which was caused by significant weakening of the southern part of the subtropical *** vertical wind shear,sea surface temperature,and convective available potential energy also showed that the northern region of the western North Pacific became more favorable for TC development,whereas the upper divergence,low-layer relative vorticity,and accumulated water vapor content were not obviously related to the northward shift of TCs.

关键词： tropical cyclone track landfall location northward shift steering flow background environment

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GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析

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大气科学 2018年第1期42卷 33-51页

作者：张奡祺傅云飞中国科学技术大学地球和学院科学学院合肥230026

全球测雨卫星(GPM)携带首部Ka和Ku波段测雨雷达于2014年2月发射升空,继热带测雨卫星(TRMM)的单频测雨雷达探测后,实现双频测雨雷达(DPR)探测。本文基于DPR不同波段及不同方式探测反演给出的四种降水产品[Ka波段高精度探测(Ka HS)、Ku波... 详细信息

全球测雨卫星(GPM)携带首部Ka和Ku波段测雨雷达于2014年2月发射升空,继热带测雨卫星(TRMM)的单频测雨雷达探测后,实现双频测雨雷达(DPR)探测。本文基于DPR不同波段及不同方式探测反演给出的四种降水产品[Ka波段高精度探测(Ka HS)、Ku波段探测(Ku PR)、Ka匹配方式探测(Ka MS)和Ka及Ku双频联合探测反演产品(DPR_MS)],对2014年的四个降水个例的降水结构特征进行了分析,并就DPR探测波段、扫描方式及反演算法所引起的降水产品中降水结构特征差异进行了比较与讨论。结果表明,所选四个个例分别位于中国东部、西北太平洋区域、风暴轴区域以及美国本土,四者发生背景及降水特征差异显著,但表现出了较为一致的产品差异特征。Ka HS的回波顶高度最高,比Ku PR高约0.1 km,其对弱降水(小于0.5 mm h^(-1))的观测性能好,但对10 mm h^(-1)以上的强降水存在严重低估。Ku PR继承了TRMM测雨雷达(PR)对强降水的观测性能,但受频率限制对0.5 mm h^(-1)以下的弱降水观测能力有限。Ka MS的整体降水强度分布与Ka HS类似,但受高回波阈值限制,Ka MS漏掉了大量弱降水样本,对强弱降水的观测性能均有限,且其平均回波顶高度比Ku PR可低约1 km,常将融化层误判为回波顶高度,故不适宜单独使用。DPR_MS的降水反演算法具有独立性,对强降水和弱降水的反演能力都较强,而其回波顶高度主要继承于Ku PR的回波顶高度。此外,DPR_MS双频反演的粒子谱最为合理,揭示了西北太平洋区域台风个例两侧眼壁粒子谱的不均匀性。

关键词： GPM卫星双波段探测降水结构粒子谱分布

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风云三号卫星微波和光谱信号的匹配及其反演应用

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科学通报 2016年第26期61卷 2939-2951页

作者：陈逸伦张奡祺傅云飞张鹏卢乃锰何清中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室合肥230031 国家卫星气象中心北京100081 中国气象局沙漠气象研究所乌鲁木齐830002

风云三号(FY-3)气象卫星作为我国第二代极轨气象卫星,已在轨运行了7年有余,它上面搭载了微波成像仪(MWRI)和可见光红外扫描辐射计(VIRR)等多台仪器,可有效地对全球大气、海洋和陆面进行遥感观测.MWRI的多通道对云和降水等具有很好的探... 详细信息

风云三号(FY-3)气象卫星作为我国第二代极轨气象卫星,已在轨运行了7年有余,它上面搭载了微波成像仪(MWRI)和可见光红外扫描辐射计(VIRR)等多台仪器,可有效地对全球大气、海洋和陆面进行遥感观测.MWRI的多通道对云和降水等具有很好的探测能力,其空间分辨率随通道的频率而变化,低频通道空间分辨率低;VIRR各通道则具有很高的空间分辨率,可获取目标物的表面信息.本文依据多信息匹配及融合概念及原理,在VIRR像元上获得MWRI各通道亮温,其目的是在VIRR像元上获得光谱信号相应的微波信号,同时也获得了MWRI的高计算分辨率.为实现上述两种资料的信息匹配,分别采用了距离反比权重法(inverse distance weighted,IDW)和就近取值法(nearest neighbor interpolation,NNI),首先通过两种方法的自检验分析比较其结果的优劣,然后确定误差较小的IDW方法作为两仪器探测信号的匹配方法;计算结果表明,该方法在获得高MWRI计算分辨率的同时,产生的低频通道误差小于1 K、高频通道误差小于3 K,未对原始信号产生不可接受的歪曲.作为该匹配数据的应用,本文利用匹配数据中的微波低频通道对云具有一定穿透性的特点,反演了青藏高原地表温度,通过比较该温度与热红外通道亮温识别晴空区和云区,然后利用该数据中的光谱信号识别雪和云相态.由于综合了FY-3微波与光谱信息,从而提高了云和雪的识别能力.

关键词：风云三号微波光谱匹配融合云和雪识别

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基于多尺度特征和注意力机制的肝脏组织病理图像语义分割网络

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模式识别与人工智能 2021年第4期34卷 375-384页

作者：张墺琦亢宇鑫武卓越崔磊卜起荣西北大学信息科学与技术学院西安710127

针对肝脏组织病理图像分割中存在的正常组织和异常组织过渡区域较难分割和空洞较多的问题,设计基于多尺度特征和注意力机制的肝脏组织病理图像语义分割网络.在编码器中提取融合多尺度特征,改善正常组织和异常组织过渡区域的分割效果.同... 详细信息

针对肝脏组织病理图像分割中存在的正常组织和异常组织过渡区域较难分割和空洞较多的问题,设计基于多尺度特征和注意力机制的肝脏组织病理图像语义分割网络.在编码器中提取融合多尺度特征,改善正常组织和异常组织过渡区域的分割效果.同时利用注意力机制对空间维度和通道维度进行相关性建模,获得每个像素类内响应和通道间的依赖关系,缓解肝脏组织病理图像空洞较多对网络学习带来的影响.实验表明文中网络可较快速准确分割肝脏组织病理图像损伤区域.

关键词：肝脏组织病理图像语义分割注意力机制多尺度特征提取融合

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台风登陆前华南地区降水日变化特征分析

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热带海洋学报 2022年第2期41卷 26-37页

作者：李卓黎伟标张奡褀中山大学大气科学学院广东珠海519080 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080

文章采用1998—2017年间日本气象厅(Japan Meteorological Agency, JMA)台风最佳路径、热带测雨卫星(tropical rainfall measuring mission, TRMM)逐3小时降水及日本55年再分析(Japanese 55-year reanalysis, JRA-55)逐6小时数据,针对起源于西北太平洋、移动路径位于台湾岛以南且台风最外围第一波螺旋雨带经过华南地区的台风,将符合上述条件的台风筛选出来后,由卫星云图和TRMM降水资料判断出台风第一波螺旋雨带到达华南地区的日期,并分析雨带到达之前台风对该地区日降水的影响,以此探索台风登陆前外围环境场对华南地区降水日变化的影响规律及机理。结果表明,在台风临近华南地区期间,一方面台风外围气流会向该地区输送水汽促进该地区降水,另一方面华南地区在台风外围辐散场下沉气流的影响下降水受到抑制。当前者作用大于后者时,华南地区降水增强,此情形下华南地区大气不稳定极值时间多发生于午后,午后降水明显,对应的台风多发生于7、8月份,西太平洋副热带高压偏东,有利于台风北移,台风第一波雨带到达华南地区时台风中心距华南沿海较近;反之,华南地区降水减小,大气层结较稳定,夜间至清晨出现因辐射冷却导致的层云降水峰值,对应的台风多出现于9、10月份,西太平洋副热带高压西伸,不利于台风向北发展,台风第一波雨带到达华南地区时台风中心距华南沿海较远。文章结果有望提高对台风登陆前的外围环流场影响沿海地区云和降水过程的规律性认知。

关键词：华南台风降水日变化台风登陆前外围环境场

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不同填料沥青胶浆对心墙沥青混凝土性能影响研究

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粉煤灰综合利用 2021年第1期35卷 124-128页

作者：张傲齐广州市第三市政工程有限公司广东广州510000

为研究不同填料沥青胶浆对心墙沥青混凝土性能的影响,对水泥、大理岩石粉、花岗岩石粉3种不同填料配制的沥青胶浆进行了微观结构分析,并对3种不同填料配制的心墙沥青混凝土进行了渗透、水稳定性、拉伸、压缩、小梁弯曲等物理力学性能试... 详细信息

为研究不同填料沥青胶浆对心墙沥青混凝土性能的影响,对水泥、大理岩石粉、花岗岩石粉3种不同填料配制的沥青胶浆进行了微观结构分析,并对3种不同填料配制的心墙沥青混凝土进行了渗透、水稳定性、拉伸、压缩、小梁弯曲等物理力学性能试验研究。结果表明:水泥填料与沥青有更好的裹附效果,沥青胶浆的空间结构更密实。除渗透性能外,水泥填料配制的沥青混凝土各项性能最优,其拉伸性能较花岗岩石粉配制的沥青混凝土提高约31%,花岗岩石粉配制的沥青混凝土水稳定性能不满足规范要求。

关键词：不同填料:沥青胶浆心墙沥青混凝土物理力学性能水稳定性

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市政工程质量安全管理问题及对策分析

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江西建材 2021年第7期 287-288页

作者：张傲齐广州市第三市政工程有限公司广东广州510095

文中分析了市政工程建设质量安全管理中容易出现的问题,并提出了相关建议。

关键词：市政工程建设质量安全管理

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