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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

东亚与南亚雨季对流和层云降水云内的温湿结构特征分析

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大气科学 2016年第3期40卷 563-580页

作者：夏静雯傅云飞中国科学技术大学地球与空间科学学院合肥230026 宁波市鄞州区气象局宁波315194

为认知降水云内的大气温湿结构特点,本文利用1998至2012年热带测雨卫星的测雨雷达(TRMM PR)和全球探空数据集(IGRA)的探测结果,融合计算获得了一套大气温湿廓线和降水廓线的准时空同步资料,并利用该融合资料研究了雨季东亚和南亚降水云... 详细信息

为认知降水云内的大气温湿结构特点,本文利用1998至2012年热带测雨卫星的测雨雷达(TRMM PR)和全球探空数据集(IGRA)的探测结果,融合计算获得了一套大气温湿廓线和降水廓线的准时空同步资料,并利用该融合资料研究了雨季东亚和南亚降水云内的温湿结构和不稳定能量特点。个例研究结果表明深厚对流降水表现出整层大气湿润、高空风速小的特点,层云降水则表现出850 h Pa以下大气湿润、水汽随高度升高显著减少、高空风速大的特点。统计结果表明东亚季风区降水强度更大,对流和层云降水的回波顶高度分别可达17 km和12km;南亚季风区降水强度较弱,回波顶高度比东亚约低1 km;统计结果还表明南亚季风区对流活动受季风推进的影响显著。两个季风区降水云团内的温度结构差异主要出现在近地面,南亚的近地面温度比东亚约高4°C,南亚对流降水云内的大气较东亚更干燥;整个雨季南亚降水的对流有效位能(CAPE)要大于东亚。本研究结果为模式模拟降水云温湿结构提供了观测依据。

关键词：星载测雨雷达资料探空资料融合降水廓线温湿廓线

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夏季青藏高原深厚及浅薄降水云气候特征分析

高原气象 2015年第5期34卷 1191-1203页

作者：潘晓傅云飞中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

利用1998-2007年热带测雨卫星TRMM搭载的测雨雷达PR和可见光/红外扫描仪VIRS的融合资料,研究了夏季青藏高原深厚降水(深厚强对流和深厚弱对流)及浅薄降水的水平分布、垂直结构及红外信号特征,并对其日变化特点和降水的经向移动特征进行... 详细信息

利用1998-2007年热带测雨卫星TRMM搭载的测雨雷达PR和可见光/红外扫描仪VIRS的融合资料,研究了夏季青藏高原深厚降水(深厚强对流和深厚弱对流)及浅薄降水的水平分布、垂直结构及红外信号特征,并对其日变化特点和降水的经向移动特征进行了分析。结果表明,夏季高原降水主要以深厚弱对流降水为主(67.8%),浅薄降水次之(26.4%),深厚强对流降水出现最少(5.8%)。不同云顶红外辐射温度的平均降水廓线表明,深厚降水从雨顶高度至近地面高度均经历先增大后减小的过程,而浅薄降水只有增大过程。深厚强对流和深厚弱对流的降水频次峰值均出现在16:00(地方时,下同),降水强度峰值分别出现在18:00和13:00,其中深厚强对流降水强度在00:00还出现次峰值。浅薄降水的降水频次及强度峰值均出现在20:00,呈现夜雨特点。深厚降水和浅薄降水的云顶红外辐射温度日变化特征相似,最低值均出现在19:00。深厚强对流和深厚弱对流降水具有明显的东移特征,其中深厚弱对流降水的东移特征更为明显,而浅薄降水无明显的经向传播特征。

关键词：青藏高原降水云红外辐射温度气候特征日变化

利用星载测雨雷达探测结果对夏季中国南方对流和层云降水气候特征的分析

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大气科学 2010年第4期34卷 802-814页

作者：刘鹏傅云飞中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

本文利用热带测雨卫星(TRMM)上搭载的测雨雷达(PR)十年的探测结果,对夏季中国南方对流降水和层云降水的气候特征进行了分析。研究结果表明:夏季中国南方层云降水频次较对流降水频次高出两倍以上,而对流降水强度至少是层云降水强度的4倍... 详细信息

本文利用热带测雨卫星(TRMM)上搭载的测雨雷达(PR)十年的探测结果,对夏季中国南方对流降水和层云降水的气候特征进行了分析。研究结果表明:夏季中国南方层云降水频次较对流降水频次高出两倍以上,而对流降水强度至少是层云降水强度的4倍;就整个中国南方而言,这两种类型的降水对总降水量贡献相当。日变化分析表明夏季中国南方大部分地区的对流降水主要出现在午后,层云降水出现时间并不集中,但这两类降水的频次日变化均显示了明显的地域性特征;对降水廓线日变化的分析结果表明,对流降水和层云降水廓线的日变化主要表现在"雨顶"高度的日变化,即对流降水云的厚度有明显的日变化变化特征,不同地区的降水廓线存在明显的差异。降水率剖面分析结果显示了对流降水的"雨顶"高度日变化较层云降水剧烈,降水率的日变化则相反,且层云降水率的地域性特征更强。

关键词：对流降水层云降水降水频次条件降水强度降水廓线

微波成像仪通道对降水云参数响应的数值模拟研究

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气象学报 2010年第3期68卷 315-324页

作者：王雨傅云飞中国科学技术大学地球与空间科学学院卫星遥感和气候环境实验室合肥230026 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029

由于降水云类型和结构等的差异,将导致微波信号出现不同的响应,因此基于星载微波仪器观测结果对降水云参数进行反演仍是目前国际上的难题之一。为了解层云和对流云等两类降水云的TMI微波信号特点,本文以相应的结构模型为基础,利用微波... 详细信息

由于降水云类型和结构等的差异,将导致微波信号出现不同的响应,因此基于星载微波仪器观测结果对降水云参数进行反演仍是目前国际上的难题之一。为了解层云和对流云等两类降水云的TMI微波信号特点,本文以相应的结构模型为基础,利用微波辐射传输模式MWRT分别模拟了不同下垫面和降水云参数条件下的TMI各通道微波亮温,并分析了各种组合通道信号,包括反映发射信息的极化差D(洋面)及反映散射信息的高频极化校正亮温PCT85(洋面)和高低频率垂直极化差VFD(陆面)的变化情况,以此从理论上探讨可能的降水反演方法。研究结果表明:在洋面,D和PCT85均随降水率的升高而减小,其中D_(10)和PCT85都能很好地反映降水率的变化,但分别受地表状况和云体性质(冻结层高度和霰粒大小)的影响较大;D_(19)和D_(37)虽然对下垫面状况和冻结层高度都不甚敏感,但随降水率的增加,存在极化丧失现象,因此不适合反演降水。在陆面,较高频取85 GHz的VFD与降水率有很好的对应关系,随降水率的增长而增大,其中VFD37-85受地表状况影响最小,但受云体性质影响较大;37 GHz对液态水变化敏感,其发射效应易混淆散射信号,故较高频取37 GHz的VFD10-37和VFD19-37不适合研究降水与微波信号之间的关系;层云与对流云存在有无霰粒的差异,会对微波散射性质造成影响,导致PCT85和VED对层云降水率的响应要高于对流云。

关键词： TMI 层云对流云降水 MWRT

GPCP和TRMMPR热带月平均降水的差异分析

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气象学报 2005年第2期63卷 146-160页

作者：李锐傅云飞中国科学技术大学地球与空间科学学院合肥230026

文中利用GPCP(Global Precipitation Climatology Project)和TRMM(Tropical Rainfall Measuring Missio) PR(Precipitation Radar)资料,分析了1998～2002年热带地区月平均降水的差异及其主要原因.结果表明,GPCP和TRMM PR资料能一致地反映热带降水的主要分布特征,但降水的强度和范围存在着差异;两种资料的差异与雨强有密切关系;平均而言,洋面上的降水差异(0.5 mm/d)大于陆地上的差异(0.1 mm/d).微波发射信号(SSM/I E)的反演结果对洋面降水的高估和地面雨量计的缺乏,是造成两种资料间差异的主要原因.分析结果还表明,洋面上GPCP降水相对于PR降水的最大概率差异随雨强增大呈线性增大;陆地上这种差异则呈非线性关系.文中最后还利用最大概率函数对1979～1997年GPCP气候平均降水的误差进行了分析.

关键词：平均降水 TRMM 差异分析 PR 2002年非线性关系 1997年热带地区分布特征热带降水发射信号分析结果最大概率概率函数洋面雨量计原因雨强地上增大反演气候

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季尺度副热带高压中心内降水分析

气象学报 2008年第6期66卷 982-992页

作者：冯沙傅云飞中国科学技术大学卫星遥感与气候环境实验室合肥230026

利用10年NCEP/NCAR逐日再分析资料和GPCP-1DD降水资料,依据频次分析,研究了季节尺度副热带高压(副高)中心内降水分布的特点。研究结果表明:副高中心内四季均存在降水,其中夏季副高中心降水频次为40%—80%,而其他季节副高中心降水频次不... 详细信息

利用10年NCEP/NCAR逐日再分析资料和GPCP-1DD降水资料,依据频次分析,研究了季节尺度副热带高压(副高)中心内降水分布的特点。研究结果表明:副高中心内四季均存在降水,其中夏季副高中心降水频次为40%—80%,而其他季节副高中心降水频次不超过50%;季平均副高中心降水率冬季约1—2mm/d、夏季不超过4mm/d,它对局地总降水的贡献变化在30%—90%,其中,夏季的贡献基本为50%—90%,其他季节的多数区域贡献一般不超过40%。统计表明,夏季副高中心上升运动频次变化范围为25%—75%,其他季节上升运动频次在25%以下。研究结果还发现夏季西太平洋副高中心频次约30%出现在中国东部大陆,相应的降水频次及上升运动频次分别为25%和15%,从而形成夏季中国东部一种独特的降水天气形势,即500hPa副高控制下的降水。另外,文中还指出副高中心内降水有一半以上出现在500hPa存在上升运动的情况下,而半数以下的降水出现时,500hPa存在下沉运动,前者降水可能为深厚性质,而后者则可能表明为浅薄降水。

关键词：副高降水上升运动频次

Design of a Novel Semi-Automatic Coconut Tree Climbing Device

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World Journal of Engineering and Technology 2018年第3期6卷 8-14页

作者： Yongfeng Liu Jie Gong Yanyun Lin Fan Zhang Hui Huang Wen Xia Yijun Liu yunfei fu College of Mechanical Engineering Liaoning Technical University Fuxin China Agricultural Product Processing Research Institute at Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences Chinese Agricul-tural Ministry Key Laboratory of Tropical Crop Products Processing Zhanjiang China

The aim of this study is to present a novel semi-automatic coconut tree climbing device and validate its strength based on actual working conditions. Firstly, the structural composition and operational principal of this device is introduced. After that, the finite element model of this device is established with CATIA. Finally, the strength analysis is executed by means of CATIA. In this study, the equivalent stress, principal stress, and displacement contours are obtained. The simulation results show that the maximum stress of this device is below 355 MPa, which is the value of the yield strength. Therefore, this device is capable of satisfying practical application requirements.

关键词： Agricultural Mechanization Coconut Tree Climbing Device Finite Element Method Static Strength Analysis

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隧道二次衬砌脱空缺陷治理方法研究

工程技术研究 2023年第24期8卷 213-216页

作者：付云飞孙福昱中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430040

文章介绍了治理隧道二次衬砌脱空缺陷的注浆处理工艺,并依托地质雷达检测对比了注浆前后的效果。实践证明,选用注水泥净浆的方法治理缺陷具备工艺简单、成本低、操作难度小等优势,而注微膨胀砂浆的方法具有易一次注满、修补效果好的优... 详细信息

文章介绍了治理隧道二次衬砌脱空缺陷的注浆处理工艺,并依托地质雷达检测对比了注浆前后的效果。实践证明,选用注水泥净浆的方法治理缺陷具备工艺简单、成本低、操作难度小等优势,而注微膨胀砂浆的方法具有易一次注满、修补效果好的优势。两种方法各有优劣,项目应根据隧道脱空缺陷的实际情况合理选择注浆方式,经济、快速地治理缺陷。

关键词：注浆处理二次衬砌脱空缺陷地质雷达