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降雪回波的双偏振雷达云相态垂直特征分析

科学技术与工程 2019年第35期19卷 46-53页

作者：雍佳魏鸣南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

双偏振多普勒天气雷达为探测降雪回波提供了丰富信息,其中距离高度显示RHI(range height indicator)垂直特征有助于识别降水云体相态分布的精细结构。以2018年1月3~5日南京信息工程大学C波段双偏振雷达RHI扫描的暴雪回波为例,结合探空... 详细信息

双偏振多普勒天气雷达为探测降雪回波提供了丰富信息,其中距离高度显示RHI(range height indicator)垂直特征有助于识别降水云体相态分布的精细结构。以2018年1月3~5日南京信息工程大学C波段双偏振雷达RHI扫描的暴雪回波为例,结合探空资料进行物理量诊断,研究暴雪回波偏振参量和非偏振参量的相态分布垂直特征及其与大气风温湿结构的关系。结果表明:暴雪回波中,雷达高带或淞附效应存在于6 km高度附近,温度在-12^-15℃,含有湿雪和冰晶粒子;2 km高度附近的差分反射率因子强回波带为增温增湿的层云,层云之上的热力不稳定易促进对流抬升,揭示了冬季降雪具有高架对流的特点。研究结果有益于深入认识降雪在垂直方向上的精细结构及云微物理机制,提高降雪的预测能力。

关键词：暴雪垂直特征双偏振雷达相态分布云微物理机制

花期低温寡照对番茄开花坐果特性及果实品质的影响

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中国农业气象 2017年第7期38卷 456-465页

作者：朱丽云杨再强李军王琴南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 上海市气候中心上海200030

以"金粉5号"番茄为试材,在人工气候箱内设置4个低温寡照处理,即14/4℃(日最高/最低温度)′400μmol·m^(-2)·s^(-1)(光合有效辐射PAR),14/4℃′200μmol·m^(-2)·s^(-1),12/2℃′400μmol·m^(-2)·s^(-1),12/2℃′200μmol·m^(-2)·s^(-1),每个处理持续时间均分别为2、4、6、8、10d,以适宜生长条件25/18℃′800μmol·m^(-2)·s^(-1)为对照(CK),观察番茄开花、坐果特性,并测定果实产量及品质等指标。结果表明:(1)低温寡照胁迫使番茄现蕾和开花速度明显减慢,且胁迫程度越强增长速度越慢,12/2℃′200μmol·m^(-2)·s^(-1)处理不同天数后单株花蕾增长数均为0,开花数也最少,处理6d后才有新开花朵,为每株0.33朵。(2)番茄坐果数随处理时间呈"S"型变化,低温寡照处理4d以上番茄植株的坐果期明显延迟,其中12/2℃′400μmol·m^(-2)·s^(-1)处理10d的坐果时间最晚,较CK延迟了10.5d。(3)低温寡照胁迫下,番茄畸形果发生率随胁迫程度的加深而增加,单株产量与处理天数呈负相关关系,其中不同低温寡照处理2d对番茄产量无明显影响,而处理8d以上的番茄减产率则达到70%以上。(4)同一温度相同处理天数下,果实的维生素C、可溶性固形物含量和糖酸比随PAR的减弱而减小,而在相同PAR和相同处理天数下,维生素C、可溶性固形物含量和糖酸比随处理温度的降低而降低;有机酸含量则呈相反趋势。

关键词：低温寡照开花坐果特性产量畸形果果实品质

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大数据融合的城市暴雨内涝灾害应急管理述评

科学通报 2017年第9期62卷 920-927页

作者：吴先华肖杨李廉水王国杰南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学经济管理学院南京210044 南京信息工程大学地理与遥感学院南京210044

日益频发的城市暴雨内涝灾害已成为快速城镇化建设中急需应对的严峻挑战;但当前与暴雨内涝相关的气象数据、灾情数据和社会经济数据等尚未能有效融合,不能快速有效地生成内涝灾害应急决策方案,这成为灾害应急管理的障碍.本文从城市暴雨... 详细信息

日益频发的城市暴雨内涝灾害已成为快速城镇化建设中急需应对的严峻挑战;但当前与暴雨内涝相关的气象数据、灾情数据和社会经济数据等尚未能有效融合,不能快速有效地生成内涝灾害应急决策方案,这成为灾害应急管理的障碍.本文从城市暴雨内涝灾害大数据融合的几个方面入手,分别评述了大数据的本体技术、数据融合方法、数据降维与灾害识别、灾害的社会经济损失评估,以及应急决策的生成与评估方法等相关理论与实践进展,并对未来研究进行了展望.最后指出,在大数据融合背景下开展城市暴雨内涝灾害的应急管理研究,具有丰富的理论和实践价值.

关键词：大数据融合城市暴雨内涝灾害应急管理

基于Sobel算子的双基地MIMO雷达阵列诊断方法

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中国电子科学研究院学报 2019年第10期14卷 1048-1053页

作者：陈金立卓齐刚窦思钰翟介新董雨晴南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

现有阵列诊断方法大多利用波导探头采集天线阵列的远场或近场数据来诊断出失效阵元的位置,然而波导探头的使用会增加硬件成本并干扰待测场。针对上述问题,提出一种基于Sobel算子的双基地MIMO雷达阵列诊断方法。双基地MIMO雷达虚拟阵列... 详细信息

现有阵列诊断方法大多利用波导探头采集天线阵列的远场或近场数据来诊断出失效阵元的位置,然而波导探头的使用会增加硬件成本并干扰待测场。针对上述问题,提出一种基于Sobel算子的双基地MIMO雷达阵列诊断方法。双基地MIMO雷达虚拟阵列输出数据矩阵经取模处理后可等效于灰度图像数据矩阵,由于正常阵元的输出信号含有目标信息和噪声信息,而失效阵元的输出信号仅含噪声信息,因此正常阵元所对应的图像边缘强度高于失效阵元,利用Sobel算子计算各接收阵元对应的图像边缘强度,然后根据图像边缘强度差异来诊断出失效接收阵元的位置。本文提出的阵列诊断方法无需使用波导探头且阵列诊断成功率高。

关键词：双基地MIMO雷达失效阵元 Sobel算子阵列诊断

水分减少与增温处理对冬小麦生物量和土壤呼吸的影响

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环境科学 2016年第1期37卷 280-287页

作者：吴杨周陈健胡正华谢燕陈书涛张雪松申双和陈曦南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 江苏省农业气象重点实验室南京210044

通过田间控制试验,设置对照(CK)、水分减少30%(W)、增温2℃(T)、水分减少30%+增温2℃(TW)这4种不同处理,利用静态箱-气相色谱法测定土壤呼吸,研究水分减少与增温处理对冬小麦生物量和土壤呼吸的影响.结果表明,在拔节-孕穗期,T和TW显著... 详细信息

通过田间控制试验,设置对照(CK)、水分减少30%(W)、增温2℃(T)、水分减少30%+增温2℃(TW)这4种不同处理,利用静态箱-气相色谱法测定土壤呼吸,研究水分减少与增温处理对冬小麦生物量和土壤呼吸的影响.结果表明,在拔节-孕穗期,T和TW显著增加了冬小麦地上生物量,增幅分别为46.0%(P=0.002)和19.8%(P=0.032);T和TW也显著增加了收获的地上生物量,增幅分别为19.8%(P=0.050)和34.6%(P=0.028);而W对地上生物量无显著影响;W、T和TW处理都没有显著改变地下生物量.相比于CK,T和W对土壤呼吸平均速率没有显著影响(P>0.05);TW使土壤呼吸平均速率降低了22.4%(P=0.049).T降低了土壤呼吸温度敏感性系数((Q_(10)).本研究表明水分与增温的复合处理对农田生态系统产生了与单—因子处理不同的生态效应.

关键词：水分减少增温冬小麦生物量土壤呼吸

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淹涝胁迫对水稻干物质分配及产量的影响

河南农业大学学报 2019年第5期53卷 689-693,711页

作者：成添胡继超林子静南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

为定量模拟和评估水稻遭受淹涝后灾害损失,通过开展水稻淹涝胁迫盆栽试验,研究了不同生育时期、不同淹涝深度和持续时间对水稻植株干物质分配及产量的影响。结果表明:1)籼稻和粳稻植株在遭受淹涝胁迫后,各器官的干物质分配系数均会发生... 详细信息

为定量模拟和评估水稻遭受淹涝后灾害损失,通过开展水稻淹涝胁迫盆栽试验,研究了不同生育时期、不同淹涝深度和持续时间对水稻植株干物质分配及产量的影响。结果表明:1)籼稻和粳稻植株在遭受淹涝胁迫后,各器官的干物质分配系数均会发生变化,叶片的干物质分配系数最大,其次是茎,而根部的分配系数减小,穗部的干物质分配系数减少最多,这种增减趋势随淹涝胁迫程度的增加而愈加显著。2)不同淹涝胁迫处理下水稻均减产。全淹胁迫致使水稻减产大于半淹,淹涝时间越长减产越严重,不同生育时期减产程度是开花期>拔节期>灌浆期>分蘖期。此外,籼稻比粳稻有更强的抗涝能力。本研究建立的不同生育时期各器官的干物质分配系数与相对淹涝深度和淹涝时间有较好的定量关系,相关系数高于0.6,且通过显著性检验,方程能够描述水稻植株生长和产量随淹涝胁迫深度和时间增加后的变化。

关键词：淹涝胁迫水稻干物质分配产量

EnSRF雷达资料同化在一次飑线过程中的应用研究

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大气科学 2016年第6期40卷 1127-1142页

作者：高士博闵锦忠黄丹莲南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044

本文利用包含复杂冰相微物理过程的WRF(Weather Research and Forecasting)模式,针对2007年4月23日发生在我国华南地区的一次典型飑线天气过程,分别进行了确定性预报和集合预报试验,发现确定性预报能大致捕捉到飑线系统的发生发展过程,... 详细信息

本文利用包含复杂冰相微物理过程的WRF(Weather Research and Forecasting)模式,针对2007年4月23日发生在我国华南地区的一次典型飑线天气过程,分别进行了确定性预报和集合预报试验,发现确定性预报能大致捕捉到飑线系统的发生发展过程,但对飑线后部的层云区模拟效果较差。集合预报能够有效地减少模式的不确定性,大部分集合成员对飑线的模拟效果优于确定性预报。进一步将集合预报得到的40个成员作为背景场,采用En SRF(Ensemble Square Root Filter)同化多普勒天气雷达资料,并将分析得到的集合作为初始场进行集合预报,通过与未同化雷达资料的集合对比,考察了En SRF同化多部雷达资料对飑线系统的影响。结果表明:En SRF雷达资料同化增加了模式初始场的中小尺度信息,大部分集合成员的分析场能够较准确地再现飑线的热力场、动力场和微物理场的细致特征,并且模拟出飑线后部的层云结构。通过对En SRF分析的集合进行模拟发现,大部分集合成员较未同化雷达资料时模拟效果有明显改善。同化后的集合预报ETS(Equitable Threat Score)评分最高,其次是未同化的集合预报,确定性预报的最低。

关键词：集合均方根滤波资料同化确定性预报集合预报飑线

利用空间相关性进行天气雷达波束阻挡数据的识别和订正

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气象科学 2019年第4期39卷 532-539页

作者：黄兴友马雷杨敏印佳楠刘燕斐南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

波束阻挡影响了天气雷达数据的质量,使雷达的导出产品存在误差。根据雷达观测数据的空间相关性,提出了不依赖于高精度数字高程模型的波束阻挡识别和订正算法,可以方便地用于天气雷达反射率因子的阻挡订正。对于部分阻挡或小范围完全阻... 详细信息

波束阻挡影响了天气雷达数据的质量,使雷达的导出产品存在误差。根据雷达观测数据的空间相关性,提出了不依赖于高精度数字高程模型的波束阻挡识别和订正算法,可以方便地用于天气雷达反射率因子的阻挡订正。对于部分阻挡或小范围完全阻挡造成的回波数据不准确情况,先进行阻挡识别,再进行线性插值处理,实现对阻挡数据的订正。论文建立了阻挡识别算法和阻挡订正算法,并利用雷达数据进行了对比验证。结果表明:利用本文的算法,可以有效地对阻挡数据进行订正,提高了雷达数据质量。

关键词：空间相关性阻挡识别订正阈值优化

短期保护性耕作措施对大豆-冬小麦轮作系统温室气体排放的影响

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环境科学 2016年第4期37卷 1499-1506页

作者：谢燕陈曦胡正华陈书涛张寒凌慧申双和南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室南京210044

通过田间试验,在大豆和冬小麦生长季,进行常规翻耕(conventional tillage,T)、免耕(no-tillage with no straw cover,NT)、常规翻耕+秸秆(conventional tillage with straw cover,TS)、免耕+秸秆(no-till with straw cover,NTS)4种耕作措施处理,采用静态箱-气相色谱法测定土壤-作物系统CO_2和N_2O排放通量.结果表明:在大豆生长季,与T相比,NTS在开花-结荚期显著增加了CO_2累积排放量(P=0.045),增幅达27.9%;NT在鼓粒-成熟期显著降低了CO_2累积排放量(P=0.043),降幅达28.9%.与T相比,NT在鼓粒-成熟期的N_2O累积排放量降低了28.3%(P=0.042).在冬小麦生长季,与T相比,TS、NT在拔节-孕穗期使CO_2累积排放量降低了24.3%(P=0.032)和36.0%(P=0.041),在成熟期降低了26.8%(P=0.027)和33.1%(P=0.038).在返青期,NT、NTS、TS的N_2O累积排放量与T比较均没有明显差异,NTS比NT的N_2O累积排放量降低了42.0%(P=0.035).可见,保护性耕作措施对土壤-作物系统CO2排放的影响较大,对N2O排放的影响不明显.

关键词：保护性耕作土壤-作物系统温室气体 CO2 N2O