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青海东北部一次典型冰雹过程的观测分析

干旱区研究 2024年第2期41卷 200-210页

作者：王启花林春英刘潇张莉燕赵占秀张博越龚静青海省气象灾害防御技术中心青海西宁810001 山西省人工增雨防雷技术中心山西太原030032 海北州气象局青海海晏812200

青海东北部是青海省主要的农作物生产区、也是冰雹高发区和灾害影响的高风险区,冰雹预报预警和人工防雹作业是降低冰雹灾害的重要手段,掌握冰雹发生时各监测资料的变化特征是提高冰雹预报能力、尽早开展人工防雹作业的前提。2021年6月2... 详细信息

青海东北部是青海省主要的农作物生产区、也是冰雹高发区和灾害影响的高风险区,冰雹预报预警和人工防雹作业是降低冰雹灾害的重要手段,掌握冰雹发生时各监测资料的变化特征是提高冰雹预报能力、尽早开展人工防雹作业的前提。2021年6月29日青海东北部出现了一次大范围的冰雹天气过程,利用多普勒天气雷达、雨滴谱资料,结合高空和地面常规气象资料,对此次冰雹天气过程进行了分析。结果表明:青海东北部地区高空有冷平流输送,地面增温明显,导致层结不稳定,是产生此次冰雹的天气背景。平安地区降雹阶段平均雨滴谱和速度谱均呈多峰分布,人工观测的平安冰雹最大直径和雨滴谱仪观测的相差不大,说明雨滴谱仪能很好的观测到冰雹粒子,并且能确定最大冰雹出现的时间。雹云发展大致经历了发生、跃增、降雹和消亡等阶段,降雹前低层雷达反射率因子出现明显的“V”字型入流缺口;雹云成熟阶段具有明显的有界弱回波区结构,中低层有明显的偏南气流入流,且此时径向速度图上雹云有明显的“0线”,“0线”垂直向上,穿过悬垂回波和有界弱回波区域上部,指向冰雹云顶。此次冰雹个例的分析,对青海东北部冰雹预报具有重要的指导意义,冰雹发生前各要素变化特征是后期科学指导防雹作业点适时、适量开展人工防雹作业的重要判据。

关键词：冰雹雨滴谱特征回波特征观测分析青海东北部

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一种新型地基云图云量识别方法

海峡科学 2024年第3期 38-43页

作者：任堃陈赛蔡云萍黄尧鑫厦门市气象灾害防御技术中心福建厦门361012

云观测是气象研究工作中很重要的一部分,在云量识别方面,该文首先针对地基鱼眼云图中提取出的灰度直方曲线图进行研究分析。然后,结合阈值分割理论和图像分块的思想,提出了一种以全局阈值和分块图像局部迭代阈值相结合的云图图像分割方... 详细信息

云观测是气象研究工作中很重要的一部分,在云量识别方面,该文首先针对地基鱼眼云图中提取出的灰度直方曲线图进行研究分析。然后,结合阈值分割理论和图像分块的思想,提出了一种以全局阈值和分块图像局部迭代阈值相结合的云图图像分割方法,对图像分块后,通过迭代法确定各个子块的阈值并识别,再将它们重新拼接成一幅完整图像。该方法分割后的图像中,云的边缘细节信息得以有效保留,有助于进一步提升云量检测的精度。

关键词：地基云图图像分割迭代阈值法

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低纬高原雷电活动孕灾环境敏感性分析

云南大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 74-81页

作者：殷娴胡颖周清倩庄嘉肖藜芸云南省气象灾害防御技术中心云南昆明650034

为了研究地闪频次与孕灾环境敏感性因子的相关性,将2007—2016年云南省范围内发生过地闪的区域划分为1 km×1 km格点单元,统计每个地闪格点的地闪密度、最高海拔、最大坡度和海拔标准差(地形起伏度).运用概率统计理论分析地闪格点海拔... 详细信息

为了研究地闪频次与孕灾环境敏感性因子的相关性,将2007—2016年云南省范围内发生过地闪的区域划分为1 km×1 km格点单元,统计每个地闪格点的地闪密度、最高海拔、最大坡度和海拔标准差(地形起伏度).运用概率统计理论分析地闪格点海拔、坡度、海拔标准差的概率分布.同时,应用相关回归方法分析地闪密度与地闪格点海拔、坡度、海拔标准差正态概率密度函数的相关性,建立多元回归方程,并对方程进行验证.研究结果表明,地闪格点对应的海拔序列、坡度序列、地形起伏度序列服从正态分布;地闪密度与地闪格点海拔、坡度、海拔标准差的正态概率密度函数存在显著线性关系,其线性回归拟合结果可表征地闪孕灾环境敏感性.

关键词：地闪格点孕灾环境敏感性低纬高原雷电活动正态分布

云南省雷电流幅值时空变化特征及累积概率分布

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灾害学 2024年第4期39卷 24-32页

作者：刘平英吴永斌姚雯李思周璐瑶云南省气象灾害防御技术中心云南昆明650034 中国气象局雷电重点开放实验室北京100081

该文基于2017—2022年云南省VLF/LF闪电定位系统监测资料,分析雷电流幅值时空变化规律和累积概率分布特征。结果表明:全省正回击电流幅值空间分布差异较负回击更加显著,高值区分布在滇西北、滇东南的红河州、滇西南的普洱市和西双版纳... 详细信息

该文基于2017—2022年云南省VLF/LF闪电定位系统监测资料,分析雷电流幅值时空变化规律和累积概率分布特征。结果表明:全省正回击电流幅值空间分布差异较负回击更加显著,高值区分布在滇西北、滇东南的红河州、滇西南的普洱市和西双版纳州。在回击密度较高的滇中及以东地区,雷电流幅值却相对较小。全省正、负回击的平均电流幅值分别为42.6 kA、27.3 kA,正回击电流幅值跨度更广,负回击电流幅值更集中。正回击中出现大幅值电流的概率较高,正、负回击中电流幅值大于60 kA的累积概率分别为27.6%和4.4%。具有强电流幅值的地闪活动主要出现在8—10月的夜间及上午,弱雷电流幅值主要发生在春季。利用IEEE推荐公式和Levenberg-Marquardt算法,通过迭代拟合得到适用于云南省不同地区的雷电流幅值累积概率公式,拟合值与实测值的相对误差较小,可为雷电灾害防御设计及输电线路耐雷评估分析等提供技术支持和参考。

关键词：雷电流幅值累积概率最小二乘法中值电流非线性拟合

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青岛市短时强降水及其大尺度环流背景特征分析

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海洋湖沼通报(中英文) 2024年

作者：孙颖邓运超赵程程青岛市气象灾害防御工程技术研究中心青岛市城阳区气象局莱西市气象局

本文以青岛短时强降水为例，利用青岛地区2006—2017年7个国家基本站和144个加密自动观测站逐时降水观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料（FNL）分析了青岛短时强降水时空特征，重点分析了产生短时强降水的不同大尺度环流场要素特征。研... 详细信息

本文以青岛短时强降水为例，利用青岛地区2006—2017年7个国家基本站和144个加密自动观测站逐时降水观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料（FNL）分析了青岛短时强降水时空特征，重点分析了产生短时强降水的不同大尺度环流场要素特征。研究结果表明：1）青岛平均每年出现3次短时强降水，其中7—8月份出现次数最多。短时强降水出现频次空间分布与地形有很大关系，大值区位于山地迎风坡，胶州湾沿岸是小值区。2）产生短时强降水的主要影响系统有西来槽、西风小槽、东北冷涡、低压倒槽、台风及其与中小尺度系统相互作用。不同大尺度天气系统产生的强降水范围有不同特征：局地和小范围短时强降水主要是西来槽和低压倒槽造成的；区域和大范围的短时强降水则以低压倒槽产生的较多，且是多系统综合影响为主，其中“北槽南涡”的天气形势更容易造成大范围的短时强降水。3）各类影响系统为短时强降水提供了不同的大尺度背景及作用：暖性低压倒槽使地面增湿减压，叠加高空冷平流增强了大气不稳定性；东北冷涡情形下，中高纬强盛冷空气与南来的暖湿空气交汇，有强的不稳定能量堆积；台风携带了大量水汽，有强的气流辐合和垂直上升气流。

关键词：短时强降水大尺度环流背景青岛

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基于独立引雷系统的跨步电压仿真分析

电力系统装备 2024年第8期 5-7页

作者：陈琳曹正达朱亚飞厦门市气象灾害防御技术中心福建厦门360012

独立引雷系统广泛应用于多种场合,特别是作为户外场所的雷电防护装置,其将雷电引入自身并泄放至大地,从而保护建筑物、人员或设备免受直接雷击。在独立的引雷系统周边设置相应的防跨步电压措施是十分必要的,但相应的措施能达到怎样的防... 详细信息

独立引雷系统广泛应用于多种场合,特别是作为户外场所的雷电防护装置,其将雷电引入自身并泄放至大地,从而保护建筑物、人员或设备免受直接雷击。在独立的引雷系统周边设置相应的防跨步电压措施是十分必要的,但相应的措施能达到怎样的防护效果,目前还有待进一步研究。文章对雷电流入地模型进行了分析,考虑土壤电阻率、雷电流分流系数等影响,得出独立引雷系统雷电流入地点附近跨步电压模型。通过此模型,能够直观有效地分析跨步电压,对指导跨步电压的防护措施有重要价值。

关键词：独立引雷系统跨步电压仿真分析土壤电阻率

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西藏气候季节早晚和长短等级划分指标

干旱区研究 2024年

作者：史继清罗骕翾张伟华周刊社胡洁张东东甘臣龙西藏自治区气候中心日喀则国家气候观象台西藏自治区气象灾害防御技术中心墨竹工卡县气象局

为了更好地了解全球气候变化背景下，高海拔地区季节变化对生态和环境的响应机制，研究西藏季节早晚和长短等级划分指标变得尤为重要。根据1981—2023年西藏地区38个气象站点气温日资料，选择四季划分气温阈值6 ℃、17 ℃、17 ℃、6℃... 详细信息

为了更好地了解全球气候变化背景下，高海拔地区季节变化对生态和环境的响应机制，研究西藏季节早晚和长短等级划分指标变得尤为重要。根据1981—2023年西藏地区38个气象站点气温日资料，选择四季划分气温阈值6 ℃、17 ℃、17 ℃、6℃，探讨气候季节早晚和长短等级划分指标及其演变规律。结果表明：（1）38站春、夏、秋、冬四季开始日期平均出现在4月21日、6月17日、7月17日、10月17日，时间长度平均为56 d、29 d、92 d、188 d。（2）当年气候季节起止时间、时间长度整体上呈现“冬季标准差最小、夏季标准差最大”的特征。（3）气候季节起止时间、时间长度早晚等级呈现“正常等级天数＞略偏早晚/偏早晚等级天数＞显著早晚/异常早晚等级天数”的特点，A指标更符合早晚和长短等级划分指标的阈值。（4）西藏地区春夏季的开始日期有提前的趋势，秋冬季则有推迟的趋势。（5）春季开始日期、冬季结束日期、夏季时间长度以正常等级为主，夏秋冬季开始日期、春秋季结束日期以早等级为主，春秋季时间长度以短等级为主，冬季时间长度以长等级为主，夏季结束日期以晚等级为主。研究结果可为气候资源管理、生态环境保护、人类生产生活等提供参考。

关键词：气候季节早晚和长短等级标准差演变规律西藏

基于Tangle网络的群智感知隐私保护激励方法

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科学技术与工程 2024年第3期24卷 1138-1145页

作者：牟星宇陈晖徐昕江晓玲李云峰张鑫晶吉林省气象信息网络中心长春130062 吉林省气象灾害防御技术中心长春130062

针对现有群智感知激励方法难以满足分布式环境下用户的隐私需求,该文提出一种基于Tangle网络的群智感知隐私保护激励方法TNIP(tangle network incentive policy)。首先,基于隐私保护思想,感知网络采用Tangle网络框架,分布式记录方式保... 详细信息

针对现有群智感知激励方法难以满足分布式环境下用户的隐私需求,该文提出一种基于Tangle网络的群智感知隐私保护激励方法TNIP(tangle network incentive policy)。首先,基于隐私保护思想,感知网络采用Tangle网络框架,分布式记录方式保障网络安全性;其次,为防止恶意竞争和区块链带来的PoW(proof of work)门槛等问题,设计了PoW控制算法,降低参与门槛和恶意竞争;接着,借助基于ECDSA(elliptic curve digital signature algorithm)的数字签名方法增强了感知数据保护,使数据更安全;然后,利用量化评估模型对隐私泄露风险进行量化评估,再通过可信的里程碑交易控制网络风险,增强感知网络隐私性;最后,利用真实数据集,通过仿真试验对该文提出的TNIP方法的激励效果和隐私保护方法进行对比分析,试验结果表明,TNIP方法在三类任务的平均参与率较CSII(cross-space multi-interaction-based-dynamic incentive scheme)方法和TCS(tangle-net crowd sensing)方法分别提高了8.79%和5.93%。

关键词：隐私保护群智感知激励方法数字签名

冷涡背景下积层混合云降水的雨滴谱垂直分布及演变

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气象 2024年第8期50卷 1012-1023页

作者：孙钦宏马洪波张景红谭月吉林省气象灾害防御技术中心长春130062 中国气象局-吉林省人民政府人工影响天气联合开放实验室长春130062 中国气象局吉林云物理野外科学试验基地长春130062 吉林省气象台长春130062

利用2021年8月24—25日吉林靖宇微雨雷达反演的垂直探测资料,结合雨滴谱仪、雨量计等地面资料,分析了长白山麓一次混合云降水过程的雨滴谱垂直分布及微物理特征参量演变特征。结果表明:雨量计、雨滴谱仪探测地面雨量与微雨雷达反演的15... 详细信息

利用2021年8月24—25日吉林靖宇微雨雷达反演的垂直探测资料,结合雨滴谱仪、雨量计等地面资料,分析了长白山麓一次混合云降水过程的雨滴谱垂直分布及微物理特征参量演变特征。结果表明:雨量计、雨滴谱仪探测地面雨量与微雨雷达反演的150 m高度雨量变化趋势基本一致,但观测值与反演值存在一定偏差。Gamma函数对地面雨滴谱拟合优度达到0.99,拟合效果优于微雨雷达,对微雨雷达反演的大雨滴数浓度拟合值明显偏小。不同直径(D)雨滴对不同高度微物理参量贡献不同,小雨滴(D≤1.0 mm)对雨强、反射率因子、液态水含量、总数浓度贡献率一般随着高度降低而降低,中雨滴(1.0 mm3.0 mm)对参量贡献率基本随着高度降低而升高。不同降水阶段的雨滴蒸发、碰并作用不同,降水前期气温高且湿度低,雨滴下落过程中蒸发作用较强,而降水集中期相对湿度接近饱和,雨滴碰并增长作用明显。

关键词：长白山雨滴谱微雨雷达垂直特征微物理参量