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紫外多波长激光雷达的臭氧浓度反演及分析

中国激光 2024年第14期51卷 235-246页

作者：沈吉曹念文卢兴来陈昊王晗张东明王志诚汪章维浙江省大气探测技术保障中心浙江杭州310000 南京信息工程大学大气物理学院气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

在双波长差分吸收算法基础上,396 nm探测数据在气溶胶波长指数为1.0与消光-后向散射比为50且均出现50%偏差的情况下,会导致287/299 nm波长对信号反演的对流层臭氧质量浓度分别出现30.11±2.12μg/m~3与21.15±1.77μg/m~3的差异值。为... 详细信息

在双波长差分吸收算法基础上,396 nm探测数据在气溶胶波长指数为1.0与消光-后向散射比为50且均出现50%偏差的情况下,会导致287/299 nm波长对信号反演的对流层臭氧质量浓度分别出现30.11±2.12μg/m~3与21.15±1.77μg/m~3的差异值。为反演得到较精确的臭氧质量浓度,利用全球自动观测网(AERONET)数据插值获得396 nm气溶胶的消光-后向散射比数据,将此数据结合紫外多波长激光雷达的396 nm通道数据来反演气溶胶光学参数,并根据不同气溶胶波长指数反演276/287、276/299、287/299 nm 3个波长对信号的臭氧质量浓度,通过查找最小臭氧质量浓度差值以获取较精确的气溶胶波长指数,所求的臭氧质量浓度是与气溶胶波长指数对应的两个臭氧质量浓度的平均值。以所求的气溶胶波长指数作为真值参照,发现当气溶胶波长指数假设值为1.0时会导致臭氧质量浓度的均方根误差为15.67μg/m~3。该结果表明4波长紫外激光雷达联合AERONET数据可反演得到气溶胶区域内较精确的臭氧质量浓度。

关键词：激光雷达臭氧气溶胶差分吸收全球自动观测网

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地面风传感器加热装置设计及试验研究

科学技术与工程 2024年第1期24卷 104-112页

作者：沈玉亮邰俊杰陈箐箐周先锋安徽省大气探测技术保障中心合肥230031 金寨县气象局六安237300 安徽省气象信息中心合肥230031

在冬季雨雪、冻雨、雨凇和雾凇等天气现象发生时,自动气象站风传感器转动部件容易发生冻结,造成风向风速观测数据缺测。为解决风传感器冻结的问题,设计一种基于分级加热技术的风传感器加热装置,采用多级加热元件组合控制的方式,实现自... 详细信息

在冬季雨雪、冻雨、雨凇和雾凇等天气现象发生时,自动气象站风传感器转动部件容易发生冻结,造成风向风速观测数据缺测。为解决风传感器冻结的问题,设计一种基于分级加热技术的风传感器加热装置,采用多级加热元件组合控制的方式,实现自适应启动不同级别的加热模式。通过试验对风传感器加热装置性能进行测试,以及对风向风速观测数据进行处理分析,评估风传感器加热装置在气象观测业务中应用的可行性。结果表明,带有加热装置的风传感器起到了很好的防冻结作用,运行更加稳定;带有加热装置的风向风速数据完整性优于未带有加热装置的风传感器,两者风速具有较强的相关性,相关系数均在95%以上;两者风向一致性显著,均在80%以上,10 min风向一致性优于2 min风向一致性。可见,风传感器加热装置可有效减少风传感器冻结发生的次数,及时消除结冰层,降低观测人员设备维护工作量,提高风传感器运行的稳定性和数据的连续性,为风传感器加热装置应用于气象观测业务提供决策支撑。

关键词：自动气象站风传感器冻结加热装置设备维护

高光谱辐射反演气溶胶光学厚度及质量控制技术研究

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气象水文海洋仪器 2024年第1期41卷 9-12,16页

作者：王明亮计博严邵长亮丹东市气象局丹东118000 江西省大气探测技术中心南昌330096 中国气象局气象探测中心北京100081

为揭示高光谱辐射反演气溶胶光学厚度并研究其质量控制技术,文章基于安徽合肥2021-06-05 T 08:00/2021-06-05 T 16:00晴天数据,采用实际缺测检查、理论范围检查、统计控制等质量控制方法开展了研究。结果表明:研究期间数据无缺测;在理... 详细信息

为揭示高光谱辐射反演气溶胶光学厚度并研究其质量控制技术,文章基于安徽合肥2021-06-05 T 08:00/2021-06-05 T 16:00晴天数据,采用实际缺测检查、理论范围检查、统计控制等质量控制方法开展了研究。结果表明:研究期间数据无缺测;在理论范围检查剔除的数量极少,并且剔除数据具有时间一致性;统计控制可以有效地将直接辐照度波动值剔除,使反演产品更为准确合理;质量控制后6个波段气溶胶光学厚度均呈现先上升到正午时刻达到最大值后再下降的相同趋势,并且气溶胶光学厚度随波长增大而减小。

关键词：理论范围检查统计控制质量控制气溶胶光学厚度

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江西自动气象站运行效能分析

气象水文海洋仪器 2024年第1期41卷 41-44页

作者：付佳丽胡皓江西省大气探测技术中心南昌330096 共青城市气象局九江332020

文章基于综合气象观测业务运行信息化平台中江西省93套国家级新型自动气象站2021年4月—2022年3月观测数据,提出了新型自动气象站运行效能评估方法,统计分析了数据到报率和设备稳定运行率等量化指标,并对故障类型及原因进行分类统计研... 详细信息

文章基于综合气象观测业务运行信息化平台中江西省93套国家级新型自动气象站2021年4月—2022年3月观测数据,提出了新型自动气象站运行效能评估方法,统计分析了数据到报率和设备稳定运行率等量化指标,并对故障类型及原因进行分类统计研究。结果表明:全省国家级自动气象站运行效能维持在较高水平,观测要素不全对运行效能影响最大。对设备故障类型及原因的分析为提高设备故障修复时效、提升自动气象站运行效能提供了一定的支撑。

关键词：综合气象观测业务运行信息化平台 DZZ型新型自动气象站运行效能影响因素自动站故障

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气压传感器实验室检定方法及常见故障

计量与测试技术 2024年第6期51卷 43-45,48页

作者：陈澜山西省大气探测技术保障中心

PTB210气压传感器具有体积小、精度高的优点,是自动气象站常用的仪器之一。根据相关要求,需将其每年送检一次。由于一些常见故障会严重影响检定效率,因此,山西省气象计量站每年会对109个国家站的气压传感器进行检定。为满足气象观测业... 详细信息

PTB210气压传感器具有体积小、精度高的优点,是自动气象站常用的仪器之一。根据相关要求,需将其每年送检一次。由于一些常见故障会严重影响检定效率,因此,山西省气象计量站每年会对109个国家站的气压传感器进行检定。为满足气象观测业务现代化发展的需求,本文针对现有的自动气象站气压传感器,提出了计量检定方法,并通过对常见故障进行分析总结,提出排查办法。

关键词： PTB210 气压传感器检定方法常见故障

风速传感器风洞校准的阻塞影响及修正方法研究

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电子测量与仪器学报 2024年第1期38卷 34-42页

作者：邱实孙嫣陈曦边泽强白贏策任燕山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 山东省气象工程技术中心济南250031 中国气象局气象探测中心北京100081

为研究阻塞现象的形成原理及其对风速校准结果的影响,建立高阻塞比和低阻塞比工况对应的气象风速校准流场仿真模型,分析不同阻塞比工况对圆柱形结构和长方体结构风洞试验段流场影响。现有理论模型和比较法使用单一的修正系数修正所有校... 详细信息

为研究阻塞现象的形成原理及其对风速校准结果的影响,建立高阻塞比和低阻塞比工况对应的气象风速校准流场仿真模型,分析不同阻塞比工况对圆柱形结构和长方体结构风洞试验段流场影响。现有理论模型和比较法使用单一的修正系数修正所有校准点风速示值,导致低风速校准点风速传感器示值修正存在偏差,针对该问题提出一种各校准点独立计算阻塞修正系数的分段修正方法。结合EC9-1型、EL15-1A型和ZQZ-TF型等常用气象风速传感器校准数据,分析分段修正法与既有理论模型和比较法对传感器测量特性的影响。实验结果表明,3种阻塞修正方法都可改善风速传感器示值误差和频率方程等测量特性,使传感器示值、频率方程的斜率和截距更接近标准风洞的校准数据,分段修正法对传感器偏离程度的改善效果最为显著,经分段修正法修正后的传感器偏离程度最接近标准风洞测得值。

关键词：风速传感器阻塞修正系数风洞校准 CFD

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X波段天气雷达电磁干扰回波的质控方法

气象水文海洋仪器 2024年第4期41卷 1-4页

作者：周先锋徐嘉何越张广元安徽省大气探测技术保障中心合肥230031 陕西省大气探测保障中心西安710014

为了订正X波段天气雷达干扰回波,文章收集并选出X波段天气雷达的异常数据,分析发现电磁干扰回波主要以点状的螺旋带、条幅状麻点和直线两种形式出现。传统电磁干扰滤波采用的单窗口阈值法,在消除干扰回波的同时会因误判而滤除真实气象... 详细信息

为了订正X波段天气雷达干扰回波,文章收集并选出X波段天气雷达的异常数据,分析发现电磁干扰回波主要以点状的螺旋带、条幅状麻点和直线两种形式出现。传统电磁干扰滤波采用的单窗口阈值法,在消除干扰回波的同时会因误判而滤除真实气象回波边缘。文章采用构造特征参量并判断各方位径向阈值后赋予标记值,对不同标记值径向实行相应质控方法,最后运用多方位矩形窗口判断孤立点回波,从多角度检查单距离库和周围回波的相对关系,有效减少对气象回波边缘的误判。批量处理非气象回波数据后发现,增加了特征参量的识别算法对径向干扰回波的识别效果较好。

关键词： X波段雷达电磁干扰特征量

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雨量传感器工作状态实时监测系统设计

计算机测量与控制 2024年

作者：郑俊锦刘超丘祖京李睿杨森福建省大气探测技术保障中心上海市气象信息与技术支持中心

为监测双翻斗式雨量传感器的工作状态并及时发现故障，设计了一套无需改动传感器机械结构和自动气象站采集器接口电路的雨量传感器工作状态实时监测系统；利用降雨检测模块来识别有效降雨，通过漏斗堵塞检测、翻斗动作检测和干簧管状态... 详细信息

为监测双翻斗式雨量传感器的工作状态并及时发现故障，设计了一套无需改动传感器机械结构和自动气象站采集器接口电路的雨量传感器工作状态实时监测系统；利用降雨检测模块来识别有效降雨，通过漏斗堵塞检测、翻斗动作检测和干簧管状态检测等模块监测传感器内部关键部件的工作状态，同时集成入侵监测和声光告警模块以驱离动物等潜在入侵者，并通过通信模块实现数据的远程传输；试验结果表明，系统对于模拟故障现象均能准确地识别出来，主要故障检测的平均响应时间在290 s以内，并能记录故障类型及其发生时间，有效地提高了雨量数据的可靠性；系统积累的相关数据也有助于雨量传感器及其维护流程的持续优化。

关键词：雨量传感器故障检测数据质量控制

近50年西藏那曲西南部湖泊变化特征及其对气候变化的响应

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气候变化研究进展 2024年第5期20卷 534-543页

作者：德吉玉珍拉巴巴桑旺堆白玛玉措旦增益嘎平措旺丹德吉央宗西藏自治区气候中心西藏高原大气环境科学研究所西藏自治区大气探测技术与装备保障中心林周县气象局

为了探讨气候变化对西藏那曲西南部湖泊变化的影响，基于1976—2022年Landsat系列遥感影像数据，采用最大似然法和目视解译的方法提取湖泊面积，结合水位、水量以及流域内气象数据，分析湖泊变化特征及其与气候因子之间的关系。结果表明... 详细信息

为了探讨气候变化对西藏那曲西南部湖泊变化的影响，基于1976—2022年Landsat系列遥感影像数据，采用最大似然法和目视解译的方法提取湖泊面积，结合水位、水量以及流域内气象数据，分析湖泊变化特征及其与气候因子之间的关系。结果表明，1976—2022年研究区湖泊总面积呈极显著扩张趋势，扩张率为6.96 km2/a（P<0.001）,2022年与1976年比较，面积增加234.29km2。其中2000—2010年扩张最大，为144.44 km2，占总扩张量的64.46%;2010—2020年扩张最小，为7.98km2，只占总扩张量的3.56%；湖泊水位、水量变化与面积变化趋势基本相同。研究区湖泊面积与气温、最大冻土深度呈显著的相关（P<0.01），气温升高使得多年冻土融化、冰川消融，造成湖泊持续扩张。降水对湖泊面积扩张的影响是阶段性的。

关键词：气候变化湖泊变化遥感那曲