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Macro-and Micro-physical Characteristics of Different Parts of Mixed Convective-stratiform Clouds and Differences in Their Responses to Seeding

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Advances in Atmospheric Sciences 2022年第12期39卷 2040-2055页

作者： Dejun LI Chuanfeng ZHAO Peiren LI Cao Liu Dianli GONG Siyao LIU zhengteng yuan Yingying CHEN Hubei Meteorological Service Center Wuhan 430205China College of Global Change and Earth System Science Beijing Normal UniversityBeijing 100875China Weather Modification Office of Shanxi Province Taiyuan 030032China Wuhan Central Meteorological Observatory Wuhan 430074China Weather Modification Office of Shandong Province Jinan 250031China

This study investigates the cloud macro-and micro-physical characteristics in the convective and stratiform regions and their different responses to the seeding for mixed convective-stratiform clouds that occurred in Shandong province on 21 May 2018,based on the observations from the aircraft,the Suomi National Polar-Orbiting Partnership(NPP)satellite,and the high-resolution Himawari-8(H8)*** aircraft observations show that convection was deeper and radar echoes were significantly enhanced with higher tops in response to seeding in the convective *** is linked with the conversion of supercooled liquid droplets to ice crystals with released latent heat,resulting in strengthened updrafts,enhanced radar echoes,higher cloud tops,and more and larger precipitation *** contrast,in the stratiform cloud region,after the Silver Iodide(AgI)seeding,the radar echoes become significantly weaker at heights close to the seeding layer,with the echo tops lowered by 1.4–1.7 *** addition,a hollow structure appears at the height of 6.2–7.8 km with a depth of about 1.6 km and a diameter of about 5.5 km,and features such as icing seeding tracks *** suggest that the transformation between droplets and ice particles was accelerated by the seeding in the stratiform *** NPP and H8 satellites also show that convective activity was stronger in the convective region after seeding;while in the stratiform region,a cloud seeding track with a width of 1–3 km appears 10 km downstream of the seeding layer 15 minutes after the AgI seeding,which moves along the wind direction as width increases.

关键词： airborne Ka-band Precipitation Radar(KPR) mixed convective-stratiform clouds convective region stratiform region cloud seeding cloud microphysical properties

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海南省农业抗旱火箭增雨作业效果评估技术研究

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中国农学通报 2015年第23期31卷 215-223页

作者：崔丹袁正腾海南省气象科学研究所/南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 湖北省气象服务中心武汉430074

为对海南旱季空中云水资源进行有效利用和开发,增大地面降雨量,缓解旱情,通过科学的效果检验验证和分析研究,找出针对海南典型云系的统计检验和物理检验最佳结合的非随机化效果检验方法。通过相似离度判别法用软件自动选取对比云进行效... 详细信息

为对海南旱季空中云水资源进行有效利用和开发,增大地面降雨量,缓解旱情,通过科学的效果检验验证和分析研究,找出针对海南典型云系的统计检验和物理检验最佳结合的非随机化效果检验方法。通过相似离度判别法用软件自动选取对比云进行效果评估,具体分析了海南省西部农业抗旱火箭增雨作业每个点对流单体的催化效果,对于无对流单体的区域采用非随机化区域对比分析方法评估。二者结果对比发现,在回波顶高方面,对流单体的催化统计效果更好,在液态水含量增大方面,区域对比的催化统计效果显著。其雷达回波各参量之差曲线图,可以通过斜率的变化来清楚的判定目标云的增长趋势,也可判定对比云的消亡时间。从整体而言,虽然二者的分析方法和分析对象不同,但其可以互相补充,互相论证,极大的提高了海南本地化增雨效果的准确性。

关键词：农业抗旱统计方案软件分析

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武汉市一次重霾天气AQI演变及气象因子特征分析

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环境科学与技术 2015年第12期38卷 183-187,316页

作者：熊洁陈楠操文祥李德俊袁正腾陈英英江鸿湖北省气象服务中心湖北武汉430205 湖北省环境监测中心站湖北武汉430072 武汉市气象局湖北武汉430040

利用空气质量指数AQI数据,分析了武汉市2013年10月30日到11月3日AQI指数的演变特征,并结合自动站雨量、相对湿度、高空探测气温、风速数据探讨了与霾天气相关的气象因子特征。结果表明,武汉市各站点的AQI指数变化趋势大致相同,数值上稍... 详细信息

利用空气质量指数AQI数据,分析了武汉市2013年10月30日到11月3日AQI指数的演变特征,并结合自动站雨量、相对湿度、高空探测气温、风速数据探讨了与霾天气相关的气象因子特征。结果表明,武汉市各站点的AQI指数变化趋势大致相同,数值上稍有差异,日际变化非常明显;逆温层和低风速是制约污染物扩散的两大因素,30日武汉上空逆温层的减弱,对于污染物的扩散是非常有利的;降水对于AQI指数有一定的影响,在有利污染物扩散的大气条件下,可考虑增加降水带动气溶胶粒子的湿沉降改善空气质量。

关键词：空气质量指数AQI 小时雨量相对湿度风速

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用三通道合成彩色图像进行云的分类解释判读

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应用气象学报 2011年第6期22卷 691-697页

作者：陈英英唐仁茂周毓荃袁正腾向玉春李德俊湖北省人工影响天气办公室武汉430074 中国气象科学研究院北京100081

为更好地利用FY-3A气象卫星上中分辨率光谱成像仪(MERSI)资料高空间分辨率及多光谱的优势,细致分析云系在宏、微观方面的多重特征,首先利用平面平行辐射传输模式(SBDART)证明了MERSI的0.65,1.6μm和11.25μm通道能够分别反映云光学厚度... 详细信息

为更好地利用FY-3A气象卫星上中分辨率光谱成像仪(MERSI)资料高空间分辨率及多光谱的优势,细致分析云系在宏、微观方面的多重特征,首先利用平面平行辐射传输模式(SBDART)证明了MERSI的0.65,1.6μm和11.25μm通道能够分别反映云光学厚度、云粒子大小、云顶高度的信息,然后采用三通道合成彩色图像的方法,对FY-3A气象卫星云图进行云的分类解释判读。该技术可直观区分有云区、无云区,显示海陆分界,并且使不同云类在云图上体现为不同颜色。同时,FY-3A气象卫星高达1000 m甚至250 m的空间分辨率也使云的细致结构更为清晰,两项优势的叠加,大大提升了云的分类解释判读的准确程度和精细化水平。文中还尝试寻找典型云系的三通道特征值,以期为模糊C均值聚类(FCM)方法中聚类中心的选定提供经验值参考。

关键词： FY-3A气象卫星三通道云的分类解释判读

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依据雷达回波自动选取对比云进行人工增雨效果检验的方法

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气象 2010年第4期36卷 96-100页

作者：唐仁茂袁正腾向玉春叶建元刘剑高进湖北省人工影响天气办公室武汉430074

针对对流云人工增雨作业效果的物理检验,提出了一种根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法。以多普勒雷达的数据产品为基础,在作业时存在的所有对流单体中,通过比较它们与目标云的生成时间和空间位置,并应用相似离度法判... 详细信息

针对对流云人工增雨作业效果的物理检验,提出了一种根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法。以多普勒雷达的数据产品为基础,在作业时存在的所有对流单体中,通过比较它们与目标云的生成时间和空间位置,并应用相似离度法判别从其初始生成到作业时的回波参量及其变化特征的相似程度,自动找出对比云,最后给出在整个生命期内目标云的回波参量随时间的变化情况,以及目标云和对比云回波参量在同一时刻和同一发展时期的比较结果。依据该方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件。试验证明:该方法实用性较强,能够快速识别出对比云,在一定程度上消除人为判别的误差,提高对流云人工增雨作业效果分析的科学性。

关键词：人工增雨催化效果多普勒雷达相似离度自动选取对比云

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鄂西北两次强降雪的滴谱特征和积雪深度预估方法

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气象 2014年第5期40卷 612-618页

作者：李德俊熊守权柳草万霞袁正腾王慧娟湖北省暴雨监测预警研究中心中国气象局武汉暴雨研究所武汉430074 湖北省气象服务中心武汉430074 武汉中心气象台武汉430074

利用丹江口站Thies Clima激光雨滴谱仪(TCLPM)和地面人工加密观测资料对2010年12月14—15日和2012年1月20—22日两次强降雪天气滴谱演变特征及预估积雪深度方法进行了分析探讨,结果表明:(1)激光雨滴谱仪能自动识别降水相态,结合地面人... 详细信息

利用丹江口站Thies Clima激光雨滴谱仪(TCLPM)和地面人工加密观测资料对2010年12月14—15日和2012年1月20—22日两次强降雪天气滴谱演变特征及预估积雪深度方法进行了分析探讨,结果表明:(1)激光雨滴谱仪能自动识别降水相态,结合地面人工加密观测结果,气温高于0.7℃,降水相态为雨,低于0.7℃为雨夹雪,低于-0.5℃为纯雪,同时发现地面温度低于0.5℃,地面开始有积雪,且这两次过程地面风速比较低有利于地面积雪;(2)激光雨滴谱仪还可以很好地监测强降雪天气滴谱特征演变规律,回波强度(Z)、平均直径(D_m)、降雪粒子水含量(W)、数浓度(N)随降雪强度增强而增大,且两次过程中D_m、Z、N、W均与地面积雪速率(VSD)均有不同程度的正相关性,W与VSD相关性更好,分别达到了0.844和0.926;(3)选取降雪粒子水含量W与地面积雪速率进行一阶拟合,得出地面积雪速率预估方程,通过纯雪阶段地面积雪速率预估值(VSDF)和地面积雪深度预估值(SDF)与利用雨滴谱仪实测资料反演的VSD、SD两者进行比较,发现它们两者非常接近,说明通过这种方法可以较好地预估地面积雪速率和积雪深度,其结果可以再现地面积雪跃增的主要时段。

关键词： Thies Clima激光雨滴谱(TCLPM) 强降雪天气积雪速率积雪速率预估

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基于LAPS资料的一次冰雹过程数值催化模拟研究

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气象科学 2014年第1期34卷 104-111页

作者：王慧娟袁正腾许建玉李德俊陈英英湖北省气象服务中心武汉430074 中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430074

基于3维冰雹云模式,采用局地分析预报系统高时空分辨率分析场作为初始场,对鄂西北地区2009年4月15日发生的一次降雹天气过程进行数值模拟,分析了强对流发展过程的流场、雷达回波、水成物粒子演变特征以及催化机制.研究表明：基于高时空... 详细信息

基于3维冰雹云模式,采用局地分析预报系统高时空分辨率分析场作为初始场,对鄂西北地区2009年4月15日发生的一次降雹天气过程进行数值模拟,分析了强对流发展过程的流场、雷达回波、水成物粒子演变特征以及催化机制.研究表明：基于高时空分辨率资料的3维冰雹云模式,能够较好地模拟冰雹云的形成发展演变及人工催化后微物理过程响应.模式输出的雷达回波强度及回波顶高与雷达实测资料相近,最大反射率因子分别为70 dBz、65 dBz,强回波中心基本上位于6～7 km处.冰雹云发展过程中呈现典型的低层辐合、高层辐散特征,消亡过程流场相反;冰雹胚胎形成主要源于冻滴自动转化,碰并云水和雨水促进冰雹增长;不同时间、不同剂量的催化对于防雹效果差异显著,催化时间越早,催化剂量越大,效果越好.

关键词：冰雹冰雹云模式数值催化模拟

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多种探测资料在人工增雨作业效果物理检验中的应用

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气象 2009年第8期35卷 70-75,I0004页

作者：唐仁茂向玉春叶建元袁正腾陈英英刘剑湖北省人工影响天气办公室武汉430074

针对2007年湖北省在鄂东地区组织的4次外场试验作业,应用对流云人工增雨雷达效果分析软件选择对比云的方法,对催化目标云和对比云的多普勒天气雷达参数的变化特征进行了对比分析,并应用X波段双偏振雷达资料、FY2C卫星资料、闪电定位仪... 详细信息

针对2007年湖北省在鄂东地区组织的4次外场试验作业,应用对流云人工增雨雷达效果分析软件选择对比云的方法,对催化目标云和对比云的多普勒天气雷达参数的变化特征进行了对比分析,并应用X波段双偏振雷达资料、FY2C卫星资料、闪电定位仪、加密雨量站等资料,对催化效果进行了初步分析。结果显示,催化后,目标云发生了比较明显的变化,回波强度、强回波面积、回波顶高、液态含水量、强回波高度等催化后均增大,约半小时内都能达到最强;而对比云增大率比目标云小,或者没有增大,目标云生命期比对比云长。双偏振因子线性退极化比极小值变小,极小值区域面积变大;较大零延迟相关系数的面积也有所增大。FY2C卫星反演云参数不能有效地检验强对流云的催化效果,而对于层状云,云顶高度上升,云顶温度降低,过冷层厚度增大,有效粒子半径维持大粒子水平,云顶黑体亮温下降。闪电频数在催化后也有所增多,主要发生在催化后约半小时内。强回波中心对应的分钟雨强在催化后半小时内达到最高,降雨主要集中在从约第10分钟开始的20分钟内,与对比云相比,目标云降水时间长,降水强度大。

关键词：人工增雨多普勒天气雷达闪电定位自动雨量站

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湖北省高速公路道路结冰预警模型

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气象 2019年第11期45卷 1589-1599页

作者：舒斯熊守权陈英英何明琼袁正腾鲁静崔杨唐俊湖北省气象服务中心武汉430205 湖北省孝昌县气象局孝昌432900

利用2013年以来建立的湖北省高速公路沿线的87个交通气象观测站每10分钟一次的气温及路面温度等实况资料,对各个高速路段的路面结冰频率随气温的变化规律进行了分析,发现均满足Logistic回归模型,但不同高速路段结冰对应的环境气温有差... 详细信息

利用2013年以来建立的湖北省高速公路沿线的87个交通气象观测站每10分钟一次的气温及路面温度等实况资料,对各个高速路段的路面结冰频率随气温的变化规律进行了分析,发现均满足Logistic回归模型,但不同高速路段结冰对应的环境气温有差异。通过研究各个高速路段道路结冰的气温条件概率,计算得到湖北高速各个路段拐点气温,再结合路段降水情况,可以对湖北省高速公路结冰进行预警,从而为高速公路是否开展消冰措施、何时开展消冰措施提供建议。

关键词：路面温度 Logistic回归模型拐点气温分布图结冰预警

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对流云人工增雨雷达效果分析软件的应用

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气候与环境研究 2012年第6期17卷 871-883页

作者：唐仁茂李德俊袁正腾陈英英王慧娟向玉春湖北省人工影响天气办公室武汉430074 湖北省气象服务中心武汉430074 湖北省气象局武汉430074

根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件。在此基础上,对2008年湖北省12次对流云增雨试验进行了效果检验:发现其中10个个例催化效果良好,具体表现为增雨作业催化后,目标云的物理参... 详细信息

根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件。在此基础上,对2008年湖北省12次对流云增雨试验进行了效果检验:发现其中10个个例催化效果良好,具体表现为增雨作业催化后,目标云的物理参数发生了比较明显的变化,回波强度、回波顶高、液态含水量、强回波面积等均增大,约半小时内达到峰值,而相应的对比云回波参量增长幅度比目标云小,或者没有继续发展,大部分对比云的生命史比目标云短。最后,通过综合分析,提出基层作业站点适宜开展人工增雨的催化指标,在实际应用中取得了良好的效果。

关键词：对流云人工增雨效果分析催化指标

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