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2023年7月2—3日南充地区大暴雨过程分析

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第8期 0036-0039页

作者：龙俊天廖文超李川川东北强天气研究南充市重点实验室四川南充 637000 南充市气象局强天气监测预报预警技术研究创新团队四川南充 637000 四川省南充市气象局四川南充 637000

本文利用常规天气观测资料、ERA5的0.25°×0.25°再分析资料、新一代多普勒天气雷达对2023年7月2-3日发生在南充地区的一次大暴雨天气过程进行了诊断分析。研究表明:1.本次大暴雨过程发生在高能高湿的情况下,由高空槽和低涡切变,以及... 详细信息

本文利用常规天气观测资料、ERA5的0.25°×0.25°再分析资料、新一代多普勒天气雷达对2023年7月2-3日发生在南充地区的一次大暴雨天气过程进行了诊断分析。研究表明:1.本次大暴雨过程发生在高能高湿的情况下,由高空槽和低涡切变,以及水汽和能量的不断输送共同影响造成。2.此次高降水效率的主要原因是深厚的暖云降水、低空急流为强降水区域提供了充足的水汽和能量。3.此次降水持续时间较长的主要原因是副热带高压稳定少动,对低值系统东移起到一定的的阻挡作用。4.雷达图上有带状回波沿着风暴承载层平均风(西南风)向东北方向移动,移动速度矢量基本平行于其主轴,呈现明显的列车效应。

关键词：大暴雨诊断分析降水效率降水持续时间

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川南一次准正压类强对流天气的综合分析

西华师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 181-189页

作者：陈文龙竹利林璐凉山州气象局四川西昌615000 川东北强天气研究南充市重点实验室四川南充637000 泸州市气象局四川泸州646099

就四川而言,相较于斜压大气中的强对流天气,准正压大气中的强对流天气出现概率低,突发性更强,监测和预报难度更大。本文基于气象站观测资料、雷达组合反射率拼图、气象卫星的TBB资料以及NCEP和ERA5再分析资料,运用天气学、卫星气象学和... 详细信息

就四川而言,相较于斜压大气中的强对流天气,准正压大气中的强对流天气出现概率低,突发性更强,监测和预报难度更大。本文基于气象站观测资料、雷达组合反射率拼图、气象卫星的TBB资料以及NCEP和ERA5再分析资料,运用天气学、卫星气象学和雷达气象学方法,对2022年8月5日四川南部地区发生的准正压类强对流天气进行了综合分析。结果表明:本次强对流天气以雷暴大风和短时强降雨为主,持续时间约2 h,其间气象要素变化剧烈;主要影响系统为高层的南亚高压、中低层的季风低压倒槽和地面热低压;高CAPE值、“上干下湿”的湿度层结、弱垂直风切变、低层辐合、高层辐散和深厚的上升运动是强对流天气出现的有利环境条件;低压倒槽前的云带在川南演变为对流云团,多中心带状雷暴群的NE段在川南演变为团状雷暴群,雷暴大风和短时强降雨与冷云中心、高TBB梯度、高反射率梯度、反射率大小及其维持时间存在较好的对应关系。

关键词：准正压大气倒槽对流不稳定能量雷暴群强反射率

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一次导致大风的暖区飑线后侧入流分析

干旱气象 2024年第1期42卷 84-94页

作者：桑明慧竹利沈晓玲张春艳左骏浙江省绍兴气象防灾减灾中心浙江绍兴312000 浙江省绍兴市气象台浙江绍兴312000 川东北强天气研究南充市重点实验室四川南充637000

长生命史飑线极易造成大范围灾害性大风天气,研究其结构及其维持机制对灾害性大风天气预报有重要参考意义。利用浙江地面加密观测和雷达资料、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/Na... 详细信息

长生命史飑线极易造成大范围灾害性大风天气,研究其结构及其维持机制对灾害性大风天气预报有重要参考意义。利用浙江地面加密观测和雷达资料、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)FNL(Final Operational Global Analysis)再分析资料及高分辨率模式模拟结果对2018年3月4日江南地区出现的一次造成大风的暖区飑线后侧入流进行分析,探讨飑线维持机制。结果表明,飑线发生在南支槽前高低空一致西南气流的暖区环境中,环境具有0~6 km中等到强垂直切变、高对流有效位能、中层和近地面有明显干区的特征;3 h负变压异常指数对此次过程具有一定的指示作用。飑线表现为“TS”结构,但层云区相对较窄;反射率因子核位于中层径向辐合下方下沉气流中。模式模拟结果表明,后侧入流及下沉气流在系统内部、后部分别强迫出逆时针和顺时针垂直环流,构成了飑线最主要结构特征;后侧入流紧靠系统后缘而位于对流层中层,促使上升气流由倾斜转为垂直;此后后侧入流远离系统,与低层出流合并持续抬升暖湿空气,后侧入流与前侧入流的协同作用有利于飑线维持更长时间。

关键词：后侧入流垂直风切变水平涡度飑线

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南充市高坪区早熟蓝莓气象条件分析

农业工程 2024年第3期14卷 56-60页

作者：张力钟启琴蒋杰峰程莉龙俊天何崧川东北强天气研究南充市重点实验室四川南充637000 南充市高坪区气象局四川南充637100 隆昌市气象局四川隆昌642150 南充市气象局四川南充637000

利用南充市高坪区气象资料和蓝莓生产资料,统计分析气象条件及气象灾害对高坪区青居蓝莓基地早熟蓝莓生长的影响,初步确定了早熟蓝莓气象服务指标。结果表明,高坪区发展早熟蓝莓具有较明显的气候优势,冬暖春早、花期无低温冷害,适宜早... 详细信息

利用南充市高坪区气象资料和蓝莓生产资料,统计分析气象条件及气象灾害对高坪区青居蓝莓基地早熟蓝莓生长的影响,初步确定了早熟蓝莓气象服务指标。结果表明,高坪区发展早熟蓝莓具有较明显的气候优势,冬暖春早、花期无低温冷害,适宜早熟蓝莓生长发育;气象灾害对高坪区早熟蓝莓影响偏轻,主要气象灾害有连阴雨、干旱、大风等,但强度一般或出现频次低,对蓝莓影响较小。高坪区应在海拔400 m以下地区规模种植早熟蓝莓,同时做好气象服务保障,以提高种植效益。

关键词：蓝莓气象条件气象灾害南充市

Au-TiO_(2)光电极界面声子热输运特性的分子动力学模拟

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物理学报 2024年第10期73卷 116-125页

作者：桑丽霞李志康北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为了研究光电分解水体系中具有热等离激元效应的Au-TiO_(2)电极的界面热输运特性,本文采用非平衡分子动力学方法研究了温度、界面耦合强度以及添加石墨烯层对Au-TiO_(2)界面热导的影响,并通过声子态密度对界面热导的变化进行了分析.研... 详细信息

为了研究光电分解水体系中具有热等离激元效应的Au-TiO_(2)电极的界面热输运特性,本文采用非平衡分子动力学方法研究了温度、界面耦合强度以及添加石墨烯层对Au-TiO_(2)界面热导的影响,并通过声子态密度对界面热导的变化进行了分析.研究结果表明,当体系温度从300 K增加到800 K时,Au-TiO_(2)界面导热系数增加了78.55%,这与更多的低频声子参与界面热输运相关,更多的热量传递到TiO_(2)上可促进界面反应.随着Au与TiO_(2)界面耦合强度的增大,界面热导率可通过TiO_(2)和Au的声子态密度的重叠程度得到优化.添加单层石墨烯可提高Au-TiO_(2)结构的界面热导,其中0—30 THz的低频区声子对导热贡献最大,但添加2层和3层石墨烯,石墨烯层与层之间的相互作用力阻碍了界面传热,且在低频区的声子数量有所降低,不利于热量在Au和TiO_(2)之间进行传递.

关键词： Au-TiO_(2) 界面热导声子态密度分子动力学

基于界面追踪-动网格技术模拟凝固收缩下Fe-C合金宏观偏析

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金属学报 2024年第3期60卷 388-404页

作者：董士虎张红伟吕文朋雷洪王强东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收... 详细信息

Fe-C系合金铸锭因C元素分配系数小、铸锭尺寸较大,易产生C偏析缺陷;同时因合金液-固相密度差异以及铁素体、奥氏体等相密度的差异都易产生并加剧凝固收缩。对凝固收缩的模拟研究表明,气相(渣相)的引入对偏析影响甚微,主要起补充顶端收缩腔的作用,但却导致气-合金界面模拟困难。为了简化模拟的复杂性,本工作基于液-固混相的连续介质模型,将凝固过程中收缩的体积与固相区、糊状区及液相区下降的体积建立关联,从而确定熔体顶端边界;结合动网格技术,开发了一种追踪收缩腔界面的模型,实现了Fe-C合金铸锭凝固收缩和宏观偏析的耦合模拟,预测的收缩腔形状与实验相符。结果表明:Fe-0.3%C合金铸锭凝固过程中,在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩后,预测的铸锭顶部正偏析最大值减少了4.78%。铸锭顶端界面的换热,会减轻铸锭顶端正偏析。耦合热-溶质浮升力及凝固收缩影响,顶端与环境换热系数为h=2.0 W/(m^(2)·K)的铸锭上部溶质分布更符合文献实验测量结果。在热-溶质浮升力影响的基础上,考虑凝固收缩增强了糊状区内溶质浮力影响,致使铸锭凝固前沿主流股旋流方向更快反转,熔钢流速超过仅考虑热-溶质浮升力时的流速,从而加快了铸锭凝固速率。本模型预测的铸锭底端负偏析小于文献实验结果,这是由于本模型仅考虑了液-柱状晶混相,进一步的模型中需加入等轴晶粒沉降的影响。

关键词： Fe-C合金凝固收缩宏观偏析界面追踪动网格

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基于TEROS的自然闪电X射线暴观测研究

地球物理学报 2024年第1期67卷 21-33页

作者：张雄张阳李小强郑毅曹保锋王宇吕伟涛李鹏国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

本文报道了国内首个自然闪电高能辐射(Lightning Energetic Radiation,LER)多点观测结果.基于自主研发的雷暴高能辐射观测系统(Thunderstorm Energetic Radiation Observation System,TEROS),在2021年夏季观测期成功捕获3次自然LER事件,结合闪电定位、低频快电场变化、回击峰值电流等其他资料,对3次事件的高能辐射特征进行研究.分析发现:3次LER事件均于负地闪下行先导的最后阶段被探测到,是典型的X射线暴,且均具有MeV能量的单光子,最大能量超过2.2 MeV;伴随梯级先导出现的X射线暴持续时间为数百μs,伴随不规则直窜先导的X射线暴持续时间为数十μs,主要与先导发展速度有关;相应回击峰值电流最大的1次事件具有最高的单光子能量、最大的单位面积沉积总能量和最多的爆发过程数量,随着接近回击时刻,该事件还表现出与电场变化一致的增强趋势,表明先导头部电场是影响高能辐射产生的重要因素;随到达强度降低,高能辐射信号逐渐由束流模式向单光子模式转变,呈现出与地球伽马射线闪类似的现象学特征,更多乃至所有的爆发过程无法被探测到,高能辐射可能是闪电发展过程中的普遍现象.

关键词：闪电高能辐射自然闪电 X射线暴地球伽马射线闪闪电先导

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基于不同再分析资料南海夏季风爆发的气候特征和年际变率

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大气科学 2024年第4期48卷 1297-1310页

作者：段亚楠刘伯奇中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

南海夏季风爆发标志着东亚夏季风的全面建立,其对我国主汛期雨带分布具有重要指示意义。本文对比了日本气象厅JRA-55、欧洲中期数值预报中心ERA5、中国气象局CRA-40和美国国家环境预测中心NCEP1四套再分析资料中南海夏季风爆发的气候特... 详细信息

南海夏季风爆发标志着东亚夏季风的全面建立,其对我国主汛期雨带分布具有重要指示意义。本文对比了日本气象厅JRA-55、欧洲中期数值预报中心ERA5、中国气象局CRA-40和美国国家环境预测中心NCEP1四套再分析资料中南海夏季风爆发的气候特征和年际变率。结果表明,在四套再分析资料中,南海夏季风爆发期间大气环流和降水场突变的气候特征基本一致,但CRA-40资料的高空暖中心和降水均明显强于JRA-55、ERA5和NCEP1资料。同时,本文分别采用850 hPa纬向西风(U850)盛行、对流层中上部平均经向温度梯度(MTG)反转和南海地区对流建立来定义南海夏季风爆发时间。基于不同的定义指标,四套再分析资料所确定的南海夏季风爆发时间在大多数年份一致,表现为高、低空环流的调整伴随着南海季风对流的建立,环流和降水场完全耦合,且U850定义指标对资料的敏感度高于MTG定义指标。但在个别年份,三种指标所确定的南海夏季风爆发时间差异明显,这时高、低空环流和降水场的耦合关系不明确。当U850、MTG和OLR所定义南海夏季风爆发时间的年际变率一致时,4~5月海温异常场呈现典型的ENSO型分布特征,说明这些年份南海夏季风爆发可能受热带海—气相互作用影响,其中5月孟加拉湾的海温异常可能是ENSO影响南海夏季风爆发时间的关键。而当三种定义方式所得南海夏季风爆发时间的年际变率不一致时,最明显的海温异常信号出现在北太平洋加州沿岸,说明中纬度海—气相互作用对南海夏季风爆发时间也存在潜在调制作用。

关键词：南海夏季风气候特征年际变率资料对比

西藏墨脱复杂地形X波段相控阵偏振天气雷达降水观测和反演方法研究

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高原气象 2024年第1期43卷 99-113页

作者：陈浩然耿飞刘黎平杨华中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

墨脱的降水变化与印度洋、孟加拉湾的水汽向内陆的输送、夏季风及我国东部雨带的推进过程联系紧密。它的独特地形与西南气流的相互作用在当地形成了年均降水超过2000 mm的降水带。但墨脱的复杂地形与有限的电力交通条件造成了降水观测... 详细信息

墨脱的降水变化与印度洋、孟加拉湾的水汽向内陆的输送、夏季风及我国东部雨带的推进过程联系紧密。它的独特地形与西南气流的相互作用在当地形成了年均降水超过2000 mm的降水带。但墨脱的复杂地形与有限的电力交通条件造成了降水观测的困难。2019年,第二次青藏高原综合科学考察研究任务专题项目在墨脱设置了一部X波段双偏振相控阵雷达,实现了对墨脱云降水的连续观测,对当地生态环境和云水资源研究以及高原东南水汽通道特征研究等具有重要的意义。文中使用墨脱X波段双偏振相控阵雷达2020年6-8月的观测数据,使用统计手段筛选降水回波片段,整合后构造得到符合墨脱复杂地形的混合仰角;利用2019年墨脱雨滴谱数据计算雷达参量、拟合得到适合墨脱地区降水特点的X波段天气雷达定量降水估测(QPE)公式。在此基础上选取2020年7-8月三次累积降水量、平均雨强、持续时间各不相同的降水过程,使用线性规划方案计算ΦDP(差分传播相移)、最小二乘拟合计算KDP(差分传播相移率)、“ZPHI”降水廓线算法订正ZH(反射率因子);以ZH和KDP为阈值,使用R(ZH)与R(KDP)分段估测降水,与单独使用R(ZH)和R(KDP)的估测结果进行对比;并基于降水估测结果和雷达参量的水平分布探讨降水分布与地形的关系。本文经过质量控制的ZH、 KDP数据质量有明显改善;使用统计方法构造的混合仰角有效回波面积大于使用SRTM1 v3.0地形数据构造的混合仰角,三次降水的典型时刻参量与过程累积降水量和平均ZH、 ZDR能初步反映降水变化与地形的关系;本文的降水估测公式和分段估测降水方法整体结果表现良好,各评估参数均具有较好的表现;结果表明:(1)墨脱雷达周边地形变化剧烈,根据现有地形数据构造的混合仰角在降水估测中表现不如本文统计筛选雷达观测数据得到的混合仰角数据;(2)本文采用的数据质控方法、定量降水估测公式与分段估测方法(PEM)在降水反演中表现良好,与单一的R(ZH)、 R(KDP)方法相比,得到的结果在CC和RMSE无明显变化的情况下,估测误差明显减小;(3)墨脱降水的发生发展或与西南气流被河谷偏北方山坡抬升有关,较大雨强、较小粒子直径的云位于地势平缓的谷底。

关键词： X波段相控阵偏振雷达线性规划雷达混合仰角定量降水估测