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青岛沿海地区雷暴过程闪电始发位置的微物理参量特征分析

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海洋科学 2024年第2期48卷 58-68页

作者：张源源孙豪王鹏孟繁辉刘钊栾在茂青岛市气象局.青岛市气象灾害防御工程技术研究中心山东青岛266003 中国气象局气象探测中心北京100081 潍坊市气象局山东潍坊261000

本文通过低频磁脉冲闪电探测系统和双偏振雷达联合观测结果,针对2019—2020年青岛沿海地区发生的5次雷电灾害天气,研究了雷暴的闪电始发位置与微物理参数之间的关系,结果如下:(1)闪电主要始发于组合反射率大于45 dBz的强回波区,地闪的... 详细信息

本文通过低频磁脉冲闪电探测系统和双偏振雷达联合观测结果,针对2019—2020年青岛沿海地区发生的5次雷电灾害天气,研究了雷暴的闪电始发位置与微物理参数之间的关系,结果如下:(1)闪电主要始发于组合反射率大于45 dBz的强回波区,地闪的接闪位置距离主雷暴云系可达10~30 km左右。闪电始发区域组合反射率的中位数为55 dBz,液态水含量的中位数为37 kg/m^(2)。(2)闪电始发位置的双偏振雷达水平反射率主要集中于35~45 dBz,差分反射率主要集中在1.5~2.5 dB,相关系数集中于0.97~0.99。大部分雷电始发于0℃等温线和–10℃等温线之间,位于液态水、湿霰和干霰混合相态粒子区。部分雷电过程发生于湿霰区的中上部,这种情况一般差分反射率值很大。(3)在–10~0℃等温层之间存在相关系数大值区且相态粒子为湿霰粒子,说明为过冷水区。过冷水区中极易产生大直径的霰粒,在强上升气流的作用下,大直径霰粒与冰晶碰撞从而极易发生闪电过程。

关键词：三维闪电定位双偏振雷达微物理特征相态识别

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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

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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

京津冀地区倒春寒时空特征及风险概率统计分析

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高原气象 2024年第4期43卷 955-966页

作者：童俊孟旭芹赵亮彭九慧张晓辉陈思雨河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050021 中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室河北雄安新区071800 河北省承德市气象局河北承德067000 河北省气象灾害防御和环境气象中心河北石家庄050021

利用京津冀99个国家气象站1961-2020年3-5月日气温数据,应用MK趋势检验等方法,分析倒春寒发生频次、持续天数和站次比时空分布规律,基于信息扩散理论评估不同等级倒春寒风险概率。结果表明:近30年99个国家气象站共发生2570次倒春寒,轻... 详细信息

利用京津冀99个国家气象站1961-2020年3-5月日气温数据,应用MK趋势检验等方法,分析倒春寒发生频次、持续天数和站次比时空分布规律,基于信息扩散理论评估不同等级倒春寒风险概率。结果表明:近30年99个国家气象站共发生2570次倒春寒,轻度最多,重度最少。发生频次上,轻度和中度由北向南递减,重度自东北向西南递减,4月轻度、中-重度和发生总次数均最多,年际变化呈下降趋势,其中3-5月和5月显著下降。总持续天数上,轻度和重度由东北向西南递减,中度呈南北高、中间低的格局。各站轻度平均持续天数相差不大,中度和重度则差异明显,平均持续天数随着等级的增大而跃增。年均倒春寒持续天数为6.9 d·a^(-1),呈下降趋势,降幅为1.5 d·(10a)^(-1)。88.9%的站点持续天数呈年际下降趋势,35个站显著下降,南部比北部降幅更大。3-5月和5月站次比年际下降趋势显著,4月轻度和中-重度站次比均最高,各月轻度站次比均远高于中-重度。倒春寒风险随着等级升高呈阶梯式降低,轻度2年一遇以下约占34.3%的站点,主要在北京、石家庄、邢台和邯郸等地;中度5~10年一遇和10年一遇以下的站点约占90%,前者集中在京津冀南北两端,后者大多位于京津冀中部。研究区重度倒春寒风险均较低,高达97.0%的站点为25年一遇以下。

关键词：倒春寒信息扩散理论发生频次持续天数站次比风险

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风云系列气象卫星“面面观”

百科知识 2024年第5期 29-35页

作者：刘浩河北省气象灾害防御和环境气象中心

微信已经成为当下国人沟通的重要工具，很多人起床后的第一件事就是登录微信，刷刷朋友圈，看看新闻。目前，微信启动页的背景图是一张名叫“蓝色玛瑙”（又名“蓝色弹珠”）的照片，它是美国国家航空航天局（NASA）在世界范围内公开的...

微信已经成为当下国人沟通的重要工具，很多人起床后的第一件事就是登录微信，刷刷朋友圈，看看新闻。目前，微信启动页的背景图是一张名叫“蓝色玛瑙”（又名“蓝色弹珠”）的照片，它是美国国家航空航天局（NASA）在世界范围内公开的第一张完整的地球照片，其视角位于非洲大陆上空，由1972年阿波罗17号载人飞船的一名航天员拍摄。2016年底，我国第二代静止轨道气象卫星—风云四号A星成功发射，并于次年实现业务运行。为了庆祝风云四号A星取得的巨大突破，2017年9月25日17时—9月28日17时，微信运营商将启动页的背景图更换成了该卫星拍摄的卫星云图。该图拍摄于2017年6月7日，是可见光三个通道合成的东半球圆盘图。对比两幅背景图，可以发现，后者的视角从非洲大陆移动到了中国的上空。

关键词：

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大气河背景下的广西暖区暴雨机理初探

高原气象 2024年第2期43卷 381-397页

作者：覃皓覃月凤吴玉霜王志毅刘乐广西壮族自治区气象台广西南宁530022 广西壮族自治区气象灾害防御技术中心广西南宁530022 中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆市气象台重庆411101

利用多源实况观测资料以及ERA5再分析资料对2010-2022年夏季(6-8月)广西暖区暴雨个例中伴随大气河的特征进行统计分析,并基于波作用通量、水平锋生以及非绝热加热诊断等,从热力、动力角度分析了2022年6月2-4日大气河背景下广西典型暖区... 详细信息

利用多源实况观测资料以及ERA5再分析资料对2010-2022年夏季(6-8月)广西暖区暴雨个例中伴随大气河的特征进行统计分析,并基于波作用通量、水平锋生以及非绝热加热诊断等,从热力、动力角度分析了2022年6月2-4日大气河背景下广西典型暖区暴雨过程。结果表明:(1)绝大多数暖区暴雨个例伴随大气河。当大气河通过广西区域并维持在约1000 kg·m^(-1)·s^(-1)以下时,大气河强度增强有利于暖区暴雨降水强度增强。大多数个例中大气河呈西南-东北向,在经过广西时方向角在15°~65°。(2)典型个例中东西伯利亚阻塞高压和东北冷涡异常活跃,造成副高总体被压制,位置偏南,使得大气河维持在孟加拉湾-南海-华南-北热带太平洋一带,为暖区暴雨发生发展提供充足水汽。副高维持而低涡东移造成的气压梯度增大以及夜间季风气流加速共同作用使得局地大气河增强。(3)大气河夜间增强促进了局地水汽辐合及垂直输送使得湿层不断增厚,大气可降水量增大,有利于降水效率增大。同时,持续的暖湿输送有利于低层不稳定层结的建立和维持,使大气对流不稳定结构贯穿整个降水过程。(4)山脉地形的辐合抬升、侧向摩擦促进了上升运动、垂直涡度发展,一方面有利于山前堆积的暖湿空气被迫抬升而触发对流,另一方面有利于对流系统维持,造成更多水汽凝结致雨。此外,暖湿空气堆积产生持续的锋生强迫也有利于降水维持和增强。(5)大气河影响下的强上升造成大量水汽不断凝结释放潜热,大气受热后又加强了上升运动,在该正反馈机制下对流持续发展增强。

关键词：暖区暴雨大气河对流不稳定潜热

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

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辽宁地区飑线特征和形成条件

气象 2024年第7期50卷 791-803页

作者：蒋超陈传雷张凯班伟龙杨磊曹世腾陈宇辽宁省气象灾害监测预警中心沈阳110166 辽宁省气象服务中心沈阳110166 沈阳市气象局沈阳110180

应用2015—2020年5—9月辽宁地区的雷达组合反射率拼图产品,在制定飑线识别标准的基础上,识别出36次飑线过程,在总结飑线时空分布等特征的基础上,得到了不同组织特征下的辽宁飑线环境特征条件。结果表明,辽宁西北部及赤峰市区至敖汉旗... 详细信息

应用2015—2020年5—9月辽宁地区的雷达组合反射率拼图产品,在制定飑线识别标准的基础上,识别出36次飑线过程,在总结飑线时空分布等特征的基础上,得到了不同组织特征下的辽宁飑线环境特征条件。结果表明,辽宁西北部及赤峰市区至敖汉旗一带是影响辽宁地区飑线形成频率最大的区域,其次为渤海西部到渤海海峡海面,形成频率最小的区域为河北东部的唐山、秦皇岛沿山一线。绝大多数的飑线过程出现在6—8月,5月出现的最少。飑线主要形成于12—21时,而14—17时为出现飑线的集中时段。飑线的长度介于114~273 km,最大反射率为65 dBz,平均生命史为3.2 h,平均移动速度为59.4 km· h^(-1) (16.5 m·s^(-1))。辽宁地区的飑线过程33.3%为断线型,19.4%为后部生成型,36.1%为碎块型,11.1%为层云嵌入型。主要组织形式是层状云尾随型(TS)、平行层状云型(PS)及层状云超前型(LS),LS出现次数较少。55.6%的飑线以反转断线形式消散,8.3%的以收缩线型消散,36.1%的以颠倒破碎面型形式消散。辽宁地区飑线形成环流形势中冷涡前部型最常见,其次为低槽前部型;比较特有的飑线形成环流形势为冷涡后部型,占比为16.7%。每个环流型的对流有效位能和下沉对流有效位能都呈“双1000”的特征,不同的环流型在水汽、层结不稳定、垂直风切变等物理量的特征都各有不同。

关键词：飑线统计分析形成条件

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依托古典名著的研究型气象科普文章创作浅谈

气象知识 2024年第2期 46-49页

作者：刘浩河北省气象灾害防御和环境气象中心

“知识搬运型”科普文章已经越来越难以符合公众的需求,从古典名著中发现有趣的气象知识,写成科普文章则成为一种新的方向。科普作家王奉安的《古代战争中的气象元素》[1],兰博文、张雪梅的《巧夺“天时”方为谋——话说〈三国演义>中... 详细信息

“知识搬运型”科普文章已经越来越难以符合公众的需求,从古典名著中发现有趣的气象知识,写成科普文章则成为一种新的方向。科普作家王奉安的《古代战争中的气象元素》[1],兰博文、张雪梅的《巧夺“天时”方为谋——话说〈三国演义>中的天气预报》[2]和王元红的专著《四大名著话气象》[3]是该方向为数不多的优质气象科普作品。

关键词：三国演义科普文章古典名著气象科普科普作家气象知识四大名著张雪梅