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天津区域鸟类活动的双偏振天气雷达回波分析

气象 2024年第9期50卷 1142-1152页

作者：赵子杭庄庭李建勇李春李宗飞许崇海史静天津气象雷达研究试验中心天津300061 中国气象局气象探测中心北京100081 广东省气象数据中心广东510080 天津市气候中心天津300074 天津市北辰区气象局天津300400 天津市气象信息中心天津300074

利用2022年6月至2023年3月的宝坻S波段双偏振天气雷达资料,对探测到的天津区域空中生物活动进行分析,结果表明:天津区域空中生物活动存在明显的季节变化和日变化。雷达能够探测到的候鸟迁徙回波集中在2月下旬到11月下旬,其中湿地鸟类活... 详细信息

利用2022年6月至2023年3月的宝坻S波段双偏振天气雷达资料,对探测到的天津区域空中生物活动进行分析,结果表明:天津区域空中生物活动存在明显的季节变化和日变化。雷达能够探测到的候鸟迁徙回波集中在2月下旬到11月下旬,其中湿地鸟类活动在夏季比较明显,候鸟迁徙活动在2月、11月特别频繁,鸟类回波出现的时刻与日出日落有明显的关联。其中,秋季鸟类活动特征较为明显,回波在反射率产品上呈现明显的类圆形特征,回波强度能达到35 dBz以上;从径向速度产品上可以看出,鸟类飞行时径向速度约在10~27 m·s^(-1);从相关系数(CC)产品上看,鸟类回波的CC整体数值较低,主要分布在0.1~0.8;从差分反射率(ZDR)产品上看,ZDR分布不均匀,最大可达3~5 dB。相比于单偏振天气雷达,S波段双偏振天气雷达对空中生物回波的识别有显著优势。

关键词： S波段双偏振天气雷达鸟类回波回波强度相关系数差分反射率

基于风廓线雷达对沈阳地区持续性重污染天气的分析应用

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第1期 0201-0207页

作者：班伟龙沈阳市气象局辽宁沈阳110168

基于风廓线雷达资料、大气污染数据及气象数据对沈阳地区2014至2019年污染日变化特征及三次不同类型持续性重污染天气过程进行研究,结果表明:①2014年和2015年沈阳市区多次出现日平均AQI爆表的重污染天气过程,从2016年开始重污染天气过... 详细信息

基于风廓线雷达资料、大气污染数据及气象数据对沈阳地区2014至2019年污染日变化特征及三次不同类型持续性重污染天气过程进行研究,结果表明:①2014年和2015年沈阳市区多次出现日平均AQI爆表的重污染天气过程,从2016年开始重污染天气过程呈现逐年减少趋势。②当沈阳地区水平风场风速较小且风向多变,垂直速度较小,以弱上升和弱下沉气流或下沉气流为主时,沈阳地区往往处于静稳型天气控制,不利于污染物向上扩散。③当出现偏北风和较为明显的上升运动时,一般带来的冷空气和强烈的上升运动对污染物的清除效果显著,但需关注污染物的远距离输送和弱降水吸湿增长的作用。④大气折射率结构常数大值区在垂直方向上的最大高度下降,污染物扩散的范围也相应降低,反之亦然。

关键词：风廓线雷达持续性重污染水平风场垂直速度大气折射率结构常数

寒地大豆气候生产潜力特征及其对气候变化的响应

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1615-1624页

作者：李秀芬吴双赵放朱海霞宫丽娟姜丽霞王萍赵慧颖黑龙江省气象科学研究所哈尔滨150030 中国气象局东北地区生态气象创新开放实验室哈尔滨150030 黑龙江省生态气象中心哈尔滨150030 哈尔滨市气象局哈尔滨150000

全面掌握黑龙江省大豆气候生产潜力演变及其对气候变化的响应特征,可为进一步挖掘高寒地区大豆生产潜力、实现大豆稳产高产提供参考和依据。基于黑龙江省80个气象站1961—2020年的气象资料,采用逐步订正法估算大豆光合、光温和气候生产... 详细信息

全面掌握黑龙江省大豆气候生产潜力演变及其对气候变化的响应特征,可为进一步挖掘高寒地区大豆生产潜力、实现大豆稳产高产提供参考和依据。基于黑龙江省80个气象站1961—2020年的气象资料,采用逐步订正法估算大豆光合、光温和气候生产潜力,利用空间插值、统计分析方法研究其时空特征,分析辐射、气温、降水等气候要素变化对气候生产潜力的影响。结果表明:研究期间,黑龙江省大豆光合、光温和气候生产潜力平均值分别为7533、6444和3515 kg·hm^(-2),时间变化上均表现为显著增加趋势,其增幅分别为125.9、182.9和116.1 kg·hm^(-2)·(10 a)-1;在空间分布上均表现为平原高山地低、由西南向东北逐渐减少。与1961—1990年相比,1991—2020年大豆气候生产潜力高值区扩大7.1%,低值区缩小5.1%。大豆气候生产潜力对气候变化响应明显,气候变暖致使黑龙江省大豆的潜在温度生长期延长。热量资源持续增加,配合相对充足的降水,有效减缓了光能资源下降对黑龙江省大豆生产的负面影响。未来“暖湿型”气候有利于全方位提高黑龙江省大豆气候生产潜力。

关键词：高寒地区大豆气候生产潜力气候变化响应暖湿气候

副热带高压控制下一次极端暴雨成因分析及成功预警

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灾害学 2024年

作者：郭萍段绍玲郑建萌张万诚陈静杨宏庆中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南省临沧市气象局云南省气候中心中国气象局大理山地气象野外科学试验基地云南省气象科学研究所中国气象局大理国家气候观象台

2022年10月8日，临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨，最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析，揭示此次暴雨的成因：①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高... 详细信息

2022年10月8日，临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨，最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析，揭示此次暴雨的成因：①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下，由中尺度系统触发产生的强降雨。②强降雨期间大气层结不稳定，存在暖湿底层与干冷高层，低抬升凝结高度和自由对流高度；强降雨发生与水汽输送和水汽辐合大值区相对应，低层辐合中高层辐散且与强垂直上升运动区配合。③两个强降雨时段对应不同的雷达回波特征，初时段无大范围的降雨回波，局地出现中-γ尺度对流回波；次时段降雨回波范围扩大，形成列车效应。④忙懦乡的地形和低层东偏南气流对中尺度对流系统的触发与维持起到关键作用。⑤"1262"服务模式提前发出警报，夜间强降雨得以有效预警，避免了人员伤亡，成为预警联动的成功案例。

关键词：极端暴雨副热带高压中尺度系统临沧市递进式气象服务

2020年贵州省一次区域性暴雨产生的热力与动力条件分析

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气候变化研究快报 2024年第5期13卷 1243-1252页

作者：胡秋红方怡瑾王微胡伟王兴菊贵州省安顺市气象局贵州安顺西秀区气象局贵州安顺平坝区气象局贵州平坝

应用贵州省84个国家气象观测站和2884个区域自动气象观测站观测资料,Micaps常规观测资料及NCEP逐6h的1˚ × 1˚的再分析资料,对2020年6月23日贵州省区域性暴雨过程的降水特征、主要影响系统、以及产生的热力与动力条件进行分析。结果表明... 详细信息

应用贵州省84个国家气象观测站和2884个区域自动气象观测站观测资料,Micaps常规观测资料及NCEP逐6h的1˚ × 1˚的再分析资料,对2020年6月23日贵州省区域性暴雨过程的降水特征、主要影响系统、以及产生的热力与动力条件进行分析。结果表明:此次过程主要集中在省中南部一线,降雨强度大,降雨时间集中,局地灾害重等特点,造成本次区域性暴雨天气的主要影响系统是588线北抬,高空槽东南移,850 hPa切变、低空西南急流以及地面梅雨锋西段和地面中尺度辐合,低层系统在贵州南部维持;本次过程,700 hPa及850 hPa比湿、风场、水汽通量散度及200 hPa、850 hPa涡度对强降雨时段及落区均有较好的指示意义。Based on the observation data of 84 national meteorological stations and 2884 regional automatic meteorological stations in Guizhou Province, along with conventional observation data from Micaps and NCEP’s 1˚ × 1˚ reanalysis data with a 6-hour interval, this study analyzes the precipitation characteristics, main influencing systems, and the thermal and dynamic conditions associated with the regional rainstorm event that occurred in Guizhou Province on June 23, 2020. The results showed that the process was mainly concentrated in the central and southern parts of the province, with large rainfall intensity, concentrated rainfall time, and heavy local disasters. The main influencing systems causing the regional rainstorm were 588 line north lift, upper level trough southeast shift, 850 hPa shear, low-level southwest jet, the west section of the ground Meiyu front and ground mesoscale convergence, and the low-level system was maintained in the southern part of Guizhou Province. During the process, the specific humidity at 700 hPa and 850 hPa, wind field, water vapor flux divergence, and vorticity at 200 hPa and 850 hPa had good indicative significance for the period and location of heavy rainfall.

关键词：暴雨高空槽辐合线 588线

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

GPM卫星探测新疆区域降雪敏感性及云结构特征研究

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气象 2024年第6期50卷 686-700页

作者：王智敏汪会冯婉悦李斌李圆圆郑博华中国气象局高影响天气重点开放实验室长沙410000 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 新疆空中云水资源开发利用创新研究院乌鲁木齐830002 新疆乌兰乌苏生态与农业气象野外科学观测研究站乌鲁木齐830002 中国气象局人工影响天气中心北京100081 新疆维吾尔自治区气象技术装备保障中心乌鲁木齐830002

目前人们对新疆干旱区降雪云结构特征的认知仍有限。利用2014—2021年GPM(global precipitation measurement)卫星搭载的测雨雷达DPR(dual-frequency precipitation radar)和微波成像仪GMI(GPM microwave imager)观测资料,对比了DPR不同产品对新疆区域降雪的敏感性及三类降雪云(深厚、浅薄和近地表)的宏微观特性差异,利用等频率高度统计方法,分析了四次新疆不同下垫面降雪云结构特征。结果表明:浅薄降雪云出现频率超过60%,而深厚降雪云对降雪量的贡献最大,三类云的液水路径(LWP)和冰水路径(IWP)集中在80~450 g·m^(-2)和100~380 g·m^(-2),回波顶高、LWP、IWP与近地表降水率总体上呈正相关;四次典型降雪系统分别发生在阿勒泰山区(A个例)、伊犁河谷(B个例)、古尔班通古特沙漠腹地(C个例)及昆仑山北麓戈壁地区(D个例),其中A、B个例主要为冰云,C、D个例多为冰水混合云,在GMI中166 GHz高频通道对降雪的敏感性较好,亮温分布在200~275 K;雷达反射率因子(Z)集中在16~25 dBz,对应高度为0.75~4.65 km,A、B和D个例云团存在“左倾”结构,Z集中在云体中上部,属于发展阶段,C个例的Z主要位于云体下部,云团处于成熟阶段。质量加权平均直径(D m)和粒子数浓度(dB N w)在1.00~1.22 mm和33~35产生的降雪量较大,降雪强度不仅与冰晶和过冷水粒子大小有关,还受到粒子数浓度的影响。研究成果对提升新疆地区降雪监测水平,深入认识该地区降雪形成机制及评估复杂地形条件下人工增雨(雪)潜力等具有积极意义。

关键词：测雨雷达(DPR) 微波成像仪(GMI) 降雪系统结构粒子谱分布

基于探空数据的测风激光雷达在黄海西部海岸带的适用性分析

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 555-567页

作者：时晓曚鄢珅王琳淼庞华基青岛市气象局山东青岛266003 青岛市黄岛区气象局山东青岛266400 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

利用2021年4月至2022年12月期间位于黄海西部海岸带青岛国家基本气象站观测场内的多普勒测风激光雷达和L波段气球探空系统(以下简称L波段探空,Lradar),经过观测数据时间和空间相互匹配,以L波段探空测风数据为参照标准,对测风激光雷达探... 详细信息

利用2021年4月至2022年12月期间位于黄海西部海岸带青岛国家基本气象站观测场内的多普勒测风激光雷达和L波段气球探空系统(以下简称L波段探空,Lradar),经过观测数据时间和空间相互匹配,以L波段探空测风数据为参照标准,对测风激光雷达探测高度、水平风速和水平风向的探测能力进行对比分析,结果表明:最大探测高度日变化特征与边界层高度日变化较为吻合,每日09:00探测高度最低约1 000 m,17:00则达到探测高度的峰值约1 300 m。在筛选出的共计1 768次二者共同观测时刻中,超过90%测风激光雷达最大观测高度低于2 000 m,不足500 m的时刻约占16%。二者水平风速和水平风向的线性拟合效果较好,相关系数分别高达0.97和0.98,其探测能力在海风和陆风时刻存在微小差异。测风激光雷达水平风速误差随高度和风速大小的变化存在差异,在500 m以下测风激光雷达平均风速明显大于L波段探空测得的平均风速,在500 m至1 500 m误差较小。在4级风及以下,风速误差分布较为集中;5到7级风,风速误差离散程度最大,离散值最多;8级风以上,离散误差明显减少。二者水平风向变化趋势具有较好的一致性,测风激光雷达风向误差以正值为主,即相较于L波段探空顺时针偏转。在低层以偏北和偏南风向为主,在西北(NW)、北西北(NNW)、正南(S)和南东南(SSE)方向上其频率小于L波段探空,在正北(N)、北东北(NNE)、南西南(SSW)和西南(SW)方向上大于L波段探空,高层开始转为偏西风向,在正西(W)方向频率明显大于L波段探空。以上结果表明,测风激光雷达可以较好地刻画出黄海西部海岸带边界层内的风场信息,为后续测风激光雷达在海岸带和海上观测的业务应用提供有效参考。

关键词：黄海西部海岸带测风激光雷达 L波段气球探空系统低空风场

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微波辐射计联合云雷达的相对湿度校正方法

应用气象学报 2024年第5期35卷 551-563页

作者：张婷焦志敏茆佳佳张雪芬王彦霏陈沛宇金龙河北省气象技术装备中心石家庄050000 中国气象局气象探测中心北京100081

基于中国气象局大气探测试验基地地基遥感垂直廓线系统中云雷达与微波辐射计同址观测的优势,使用2021年8月—2022年7月毫米波云雷达、探空数据,分析云雷达反射率因子与相对湿度特征关系,提出联合云雷达的微波辐射计相对湿度分段校正方法... 详细信息

基于中国气象局大气探测试验基地地基遥感垂直廓线系统中云雷达与微波辐射计同址观测的优势,使用2021年8月—2022年7月毫米波云雷达、探空数据,分析云雷达反射率因子与相对湿度特征关系,提出联合云雷达的微波辐射计相对湿度分段校正方法,实现云区微波辐射计相对湿度实时校正,并利用2023年1—8月探空和2023年7—8月ERA5(ECMWF reanalysis version 5)逐小时再分析数据进行误差分析。结果表明:入云区的相对湿度与反射率因子间呈正相关关系,云区中段相对湿度近似饱和状态,出云区与入云区相对湿度随高度变化近似对称;层状云条件下校正后微波辐射计与探空和ERA5相对湿度的均方根误差比校正前分别减小7.99%和8.91%,偏差中位数绝对值分别减小12.62%和13.05%,且连续观测时次经校正后误差均减小,校正效果较好;对流云条件下校正效果也较好,但部分个例存在过度校正。因此,联合云雷达的相对湿度分段校正方法能够实现微波辐射计相对湿度廓线的连续实时校正,可提高有云条件下微波辐射计的观测质量。

关键词：微波辐射计毫米波云雷达相对湿度云