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Variability of Raindrop Size Distribution during a Regional Freezing Rain Event in the Jianghan Plain of Central China

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Advances in Atmospheric Sciences 2023年第4期40卷 725-742,I0015-I0018页

作者： Jingjing LÜ Yue ZHOU zhikang fu Chunsong LU Qin HUANG Jing SUN Yue ZHAO Shengjie NIU Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044China Hubei Key Laboratory for Heavy Rain Monitoring and Warning Research Institute of Heavy RainChina Meteorological AdministrationWuhan 430205China Department of Physics University of AucklandAuckland 1010New Zealand

The characteristics of the raindrop size distribution(DSD)during regional freezing rain(FR)events that occur throughout the phase change(from liquid to solid)are poorly understood due to limited observations.We investigate the evolution of microphysical parameters and the key formation mechanisms of regional FR using the DSDs from five disdrometer sites in January 2018 in the Jianghan Plain(JHP)of Central China.FR is identified via the size and velocity distribution measured from a disdrometer,the discrete Fréchet distancemethod,surface temperature,human observations,and sounding data.With the persistence of precipitation,the emergence of graupel or snowflakes significantly reduces the proportion of FR.The enhancement of this regional FR event is mainly dominated by the increase in the number concentration of raindrops but weakly affected by the diameters.To improve the accuracy of quantitative precipitation estimation for the FR event,a modified second-degree polynomial relation between the shapeμand slopeΛof gamma DSDs is derived,and a new Z-R(radar reflectivity to rain rate)relationship is developed.The mean values of mass-weighted mean diameters(D_(m))and generalized intercepts(lgN_(w))in FR are close to the stratiform results in the northern region of China.Both the melting of tiny-rimed graupels and large-dry snowflakes are a response to the formation of this regional FR process in the JHP,dominated by the joint influence of the physical mechanism of warm rain,vapor deposition,and aggregation/riming coupled with the effect of weak convective motion in some periods.

关键词： freezing rain raindrop size distribution hydrometeor type classification microphysical characteristics lgNw-Dm distribution Jianghan Plain

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基于GNSS水汽和地面假相当位温观测的短时强降水阈值预报方法研究

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气象 2024年第5期50卷 603-615页

作者：余洋万蓉付志康向怡衡中国气象局武汉暴雨研究所、中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205

基于2019年和2020年6—7月GNSS水汽监测网大气可降水量(PWV)资料和并址气象站的地面雨量、温、压、湿等同步观测数据,利用临界成功指数(CSI)和命中率(POD)两个检验指标,探索建立了基于PWV、6小时水汽增量(PWV*)及假相当位温距平(θ_(se... 详细信息

基于2019年和2020年6—7月GNSS水汽监测网大气可降水量(PWV)资料和并址气象站的地面雨量、温、压、湿等同步观测数据,利用临界成功指数(CSI)和命中率(POD)两个检验指标,探索建立了基于PWV、6小时水汽增量(PWV*)及假相当位温距平(θ_(se)*)的短时强降水阈值预报方法,并利用2021年6—7月降水样本对该预报方法进行检验,结果显示CSI和POD分别为0.167和0.593,其评分高于目前常规业务方法对短时强降水的客观预报评分,其中约48%的短时强降水发生在预警之后的24小时内,约78%发生于48小时内。研究区域内78.6%的短时强降水样本发生在连续15小时PWV*的累积值(∑PWV*)≥75 mm且连续24小时θ_(se)*累积值(∑θ_(se)*)≥30 K的条件下;PWV高值区叠加∑PWV*和∑θ_(se)*的大值区对梅雨期短时强降水以及暴雨发生区域有较好的指示性。

关键词：短时强降水 GNSS 大气可降水量假相当位温客观预报

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代数重构算法在GNSS水汽层析解算中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2016年第8期41卷 1113-1117,1124页

作者：于胜杰万蓉付志康湖北省地理国情监测中心湖北武汉430071 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湖北武汉430205

全球导航卫星系统(GNSS)水汽层析反演技术是目前获取对流层水汽三维分布的重要方法。考虑到代数重构算法在迭代反演中具有节省计算机内存且计算稳定度高的优点,对代数重构算法在GNSS水汽层析中的应用进行了研究。研究结果表明,受水汽在... 详细信息

全球导航卫星系统(GNSS)水汽层析反演技术是目前获取对流层水汽三维分布的重要方法。考虑到代数重构算法在迭代反演中具有节省计算机内存且计算稳定度高的优点,对代数重构算法在GNSS水汽层析中的应用进行了研究。研究结果表明,受水汽在对流层中的分布情况的影响,传统的加法代数重构算法在实际的层析解算中,会出现较大的重构误差,而乘法代数重构算法和调整了松弛参数向量的加法代数重构算法则大大提高了层析解算的精度;代数重构算法较附加约束条件的层析解算方法更易受到观测值误差的影响,但采用乘法代数重构算法可以获得优于加法代数重构算法的结果。

关键词：全球导航卫星系统(GNSS) 代数重构算法水汽层析

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南京地区夏季雷暴的雷达雷电特征分析

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气象科学 2010年第6期30卷 841-845页

作者：付志康徐芬顾松山南京信息工程大学南京210044 江苏省气象科学研究所南京210008 中国气象局武汉暴雨研究所武汉430074

通过对2009年发生在南京的6次雷暴过程的雷达回波强度、VWP产品、垂直速度等雷达产品和探空资料等常规气象产品以及闪电资料的对比分析,发现VWP产品对雷暴过程中大气的湿度条件有较好的指示作用,ND区的初始破坏时间往往早于雷暴中闪电... 详细信息

通过对2009年发生在南京的6次雷暴过程的雷达回波强度、VWP产品、垂直速度等雷达产品和探空资料等常规气象产品以及闪电资料的对比分析,发现VWP产品对雷暴过程中大气的湿度条件有较好的指示作用,ND区的初始破坏时间往往早于雷暴中闪电的发生时间。闪电主要发生在雷达最大回波顶高度突破9 km之后,并且最大回波顶高度较闪电峰值有约12 min的提前量。雷达平均垂直速度图中出现强上升中心后的短时间内闪电将会突然增大。

关键词：雷暴闪电 VWP产品垂直速度

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多源探测资料在一次非线状MCS分析中的综合应用

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气象 2013年第5期39卷 556-566页

作者：崔春光王晓芳付志康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

用多种加密观测资料和NCEP日再分析资料分析了2010年7月14日强降水期间咸宁地区一次非线状MCS活动造成短时强降水的发生发展机制。结果表明,14日13—18时非线状MCS回波结构组织性差,强对流单体散乱地分布在大片层状回波中,准静止地维持... 详细信息

用多种加密观测资料和NCEP日再分析资料分析了2010年7月14日强降水期间咸宁地区一次非线状MCS活动造成短时强降水的发生发展机制。结果表明,14日13—18时非线状MCS回波结构组织性差,强对流单体散乱地分布在大片层状回波中,准静止地维持在湖北咸宁地区大约5 h,造成了短时强降水。该MCS发生在梅雨锋锋面附近的地面涡旋环流中,高空冷空气侵入和锋前抬升运动是对流的主要触发机制,切变线南侧不稳定的暖湿气流在长江中游地区辐合集中、局地的地面气流辐合和边界层有利的风切变是该非线状MCS发展维持在咸宁地区的有利条件。高时空分辨率探测资料对MCS演变过程有较好的分析能力。

关键词：加密观测资料梅雨锋中尺度对流系统发展机制

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甘孜州对接四川省“一干多支、五区协同”战略研究

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中国西部 2018年第5期 100-104页

作者：付志康中共甘孜州委党校

中共四川省委十一届三次全会提出“一干多支、五区协同”发展战略，进一步明晰了四川不同区域的主体功能定位，明确将川西北定位为生态示范区。甘孜州是川西北生态示范区的重要组成部分，贯彻落实省委十一届三次全会精神，找准找实主体... 详细信息

中共四川省委十一届三次全会提出“一干多支、五区协同”发展战略，进一步明晰了四川不同区域的主体功能定位，明确将川西北定位为生态示范区。甘孜州是川西北生态示范区的重要组成部分，贯彻落实省委十一届三次全会精神，找准找实主体功能区定位，主动融入“一干多支、五区协同”发展战略，确立甘孜州主攻方向，对甘孜州全面推动高质量发展具有重要现实意义。

关键词：一干多支五区协同甘孜州对接主攻方向

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LAPS同化GPS/PWV资料在暴雨预报中的应用研究

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气象 2014年第1期40卷 76-85页

作者：张晶顾松山楚志刚付志康南京信息工程大学大气物理学院南京210044 中国气象局大气物理与大气环境重点开放实验室南京210044 上海中心气象台上海200030 中国气象局武汉暴雨研究所武汉430074

利用LAPS(Local Analysis and Prediction System)系统同化GPS(Global Positioning System)/PWV(Precipitable Water Vapor)资料,分析GPS/PWV资料对LAPS输出场的影响,并结合WRF模式,将LAPS输出场作为其初始场进行降水预报,进一步考察GPS/PWV资料对降水预报的作用。选取2009年6月28日湖北地区的一次强降水过程,设计三种方案进行试验。结果表明:同化GPS/PWV资料后对LAPS湿度场有显著的改善,而对高度场及风场的作用则不明显;GPS/PWV资料对区域平均可降水量的影响比雷达资料大一个量级;与此同时,利用多种评分方法对6 h累计降水做了检验,分析结果表明同化GPS/PWV资料能够有效地改进WRF模式的初始场,增加丰富的中小尺度信息,并对随后的确定性预报产生正影响。

关键词： LAPS系统 GPS PWV资料同化 WFR数值预报

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抑制dmPAG区谷氨酸能神经元可减轻创伤后应激障碍小鼠的过度防御反应

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南方医科大学学报 2024年第3期44卷 420-427页

作者：李言响郭永馨曹福羊郭舒婷薛丁豪周志康郝新宇仝黎傅强解放军总医院第一医学中心麻醉科北京100853 解放军陆军第七十一集团军医院麻醉科江苏徐州221004 解放军总医院第六医学中心麻醉科北京100048

目的探索背内侧中脑导水管周围灰质(dmPAG)谷氨酸能神经元对创伤后应激障碍(PTSD)小鼠过度防御行为的调控作用。方法84只雄性C57BL/6J小鼠随机分为12组(7只/组)。研究PTSD后过度防御反应时,分为CON组和PTSD组;研究激活dmPAG区谷氨酸能... 详细信息

目的探索背内侧中脑导水管周围灰质(dmPAG)谷氨酸能神经元对创伤后应激障碍(PTSD)小鼠过度防御行为的调控作用。方法84只雄性C57BL/6J小鼠随机分为12组(7只/组)。研究PTSD后过度防御反应时,分为CON组和PTSD组;研究激活dmPAG区谷氨酸能神经元对PTSD后过度防御反应的影响,分为CON NS组,CON mCherry组,PTSD mCherry组和PTSD hM3Dq组;研究抑制dmPAG区谷氨酸能神经元对PTSD后过度防御反应的影响,分为CON NS组,CON mCherry组,PTSD mCherry组和PTSD hM4Di组。构建单效长时程应激模型(SPS)模拟PTSD状态,通过视觉本能恐惧实验、触须刺激实验、条件恐惧实验测试小鼠的防御行为,免疫荧光染色观察dmPAG区谷氨酸能神经元活性变化。结果与CON组相比,PTSD组回巢潜伏期缩短(P<0.001),巢内停留时间百分比增加(P<0.01),防御评分增加(P<0.001),僵直时间百分比增加(P<0.01)。免疫荧光染色结果可见PTSD小鼠防御行为过程中,dmPAG区c-fos阳性的谷氨酸能神经元占比明显增加(P<0.001)。与PTSD mCherry组相比,激活dmPAG区谷氨酸能神经元后,PTSD hM3Dq组回巢潜伏期、巢内停留时间百分比无差异,防御评分升高(P<0.05),僵直时间百分数增加(P<0.01)。与PTSD mCherry组相比,抑制dmPAG区谷氨酸能神经元后,PTSD hM4Di组回巢潜伏期延长(P<0.05),巢内停留时间百分比降低(P<0.05),防御评分降低(P<0.01),僵直时间百分比降低(P<0.01)。结论抑制dmPAG区谷氨酸能神经元活性可以明显减轻PTSD的过度防御行为。

关键词： dmPAG 创伤后应激障碍谷氨酸能神经元防御行为中脑微环路

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2021年5月武汉两次对流性大风天气的多普勒雷达观测分析

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暴雨灾害 2022年第2期41卷 119-129页

作者：王珏肖艳姣冷亮付志康管振宇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430205 武汉中心气象台武汉430074

对流性大风是强风暴最常产生的天气现象,致灾严重,预报难度大。2021年5月10日和14日,湖北武汉先后发生了雷暴大风和龙卷天气过程(以下简称“5.10”大风和“5.14”龙卷)。本文利用常规探空和武汉多普勒天气雷达资料,对这2次过程的环境条... 详细信息

对流性大风是强风暴最常产生的天气现象,致灾严重,预报难度大。2021年5月10日和14日,湖北武汉先后发生了雷暴大风和龙卷天气过程(以下简称“5.10”大风和“5.14”龙卷)。本文利用常规探空和武汉多普勒天气雷达资料,对这2次过程的环境条件、多普勒雷达回波特征和雷达衍生参量进行了对比分析,结果表明:(1)两次过程都发生在具有高不稳定能量、强垂直风切变和低抬升凝结高度的环境中,地面都有多支气流形成的辐合区,但下沉对流有效位能、能量螺旋度、强天气指数等强对流物理参量值有显著差异;(2)两次对流性大风的产生机制和雷达回波特征不同,“5.10”大风主要由中层干冷空气和降水粒子相变发动强下沉气流产生雷暴大风,并在地面形成冷性雷暴高压。由多个对流单体合并的对流带产生的强下沉气流在径向速度场上表现为低层大风核,而对流带前侧相对孤立的单体产生的强下沉气流表现为低层径向辐散特征;“5.14”龙卷由超级单体产生,具有钩状回波、强中气旋和龙卷涡旋特征等特征;(3)两次过程发生前垂直风速差和风暴相对螺旋度的变化差异显著,表明了两次过程环境气流的变化不同,这样的变化是否适用两种天气的识别还需要对大量个例进行统计分析。

关键词：对流性大风环境参量雷达观测特征

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基于S波段新一代天气雷达观测的下击暴流临近预报方法

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气象 2021年第8期47卷 919-931页

作者：肖艳姣王珏王志斌冷亮付志康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430205

下击暴流是对流风暴最常发生的天气现象,预报其初始爆发是强对流风暴预报中最具挑战性的内容之一。提出一种综合使用雷达和探空观测资料的下击暴流临近预报算法。在对雷达基数据进行地物杂波抑制和径向速度退模糊以及对探空资料进行处... 详细信息

下击暴流是对流风暴最常发生的天气现象,预报其初始爆发是强对流风暴预报中最具挑战性的内容之一。提出一种综合使用雷达和探空观测资料的下击暴流临近预报算法。在对雷达基数据进行地物杂波抑制和径向速度退模糊以及对探空资料进行处理得到0℃、-20℃和最小相当位温高度的基础上,该算法首先进行风暴单体识别追踪和冰雹指数的计算;然后进行中层径向辐合特征和中气旋识别,并使之与识别的风暴单体相关联;最后提取诸多风暴单体的雷达特征量,经批量下击暴流和非下击暴流个例统计分析后挑选出下击暴流的雷达先兆因子9个作为模糊逻辑法的输入,建立下击暴流临近预报方程。使用2015年6月1日发生在湖北监利导致“东方之星”客轮倾覆的下击暴流个例对该算法进行了测试,结果表明从20:41—21:21共有8个体扫时次预报了引起沉船事件的那个风暴单体将会产生下击暴流,首次预报时间比客轮侧翻时间21:28早47 min。使用2019年6—8月发生在湖北省的所有雷暴大风个例对下击暴流临近预报算法进行了效果评估,结果表明该算法预报下击暴流的击中率为86.4%,平均预报时效为39 min。按回波形态分类评估,则飑线类、线状对流类(飑线除外)和非线状对流类风暴的下击暴流临近预报击中率分别为93.2%、90.5%和75.6%。该算法模块已集成到中国气象局武汉暴雨研究所研发的分类强对流天气自动识别预警系统中,并于2019年开始投入业务运行。

关键词：下击暴流临近预报算法天气雷达

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