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天气雷达间一致性评估算法影响因子分析及改进

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气象 2024年第4期50卷 475-487页

作者：鲁德金胡姮吴蕾柳云雷李瑞义吴林林袁野中国气象局气象探测中心北京100081 安徽省人工影响天气办公室合肥230031 中国气象局人工影响天气中心北京100081

基于基数据的雷达间一致性评估的基本方法,分析了雷达高差、地形遮挡、噪声、充塞、时空重叠率、衰减等对一致性评估算法的结果质量的影响,并采取了相应的改进措施:使用雷达的波束遮挡比例数据进行遮挡订正或直接剔除存在遮挡的重叠点;... 详细信息

基于基数据的雷达间一致性评估的基本方法,分析了雷达高差、地形遮挡、噪声、充塞、时空重叠率、衰减等对一致性评估算法的结果质量的影响,并采取了相应的改进措施:使用雷达的波束遮挡比例数据进行遮挡订正或直接剔除存在遮挡的重叠点;对信噪比较低、充塞不充分及存在异常的重叠点予以剔除;增加了时间、空间重叠率因子,分析了不同阈值时间、空间重叠率对评估结果的影响。改进措施对一致性评估结果中的偏差均值、标准偏差的质量均有了一定的提高。使用改进后的算法对岳阳站雷达系统偏差和苏皖地区雷达回波一致性做了评估。结果表明:岳阳站在维护前后与周边雷达的偏差值有明显的降低,并回到正常水平,标准偏差值也略有降低;苏皖地区雷达间偏差均值大部分在2 dB以内,雷达间偏差均值所组成的矢量三角形闭合度较好,标准偏差在2.9~3.3 dB,相关系数在0.40~0.55。

关键词：雷达基数据一致性评估影响因子算法改进

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基于数字全息的云中冰晶微物理参数观测方法

光学学报 2024年第6期44卷 188-197页

作者：杨晨遇王骏张川周浩杨军胜岳治国梁谷刘晶晶华灯鑫西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 陕西省人工影响天气中心陕西西安710016

冰晶是云滴谱的重要组成部分,其对全球辐射收支平衡、全球气候变化、水文循环、人工影响天气作业等具有重要的影响。目前2~100μm的冰晶与液滴混合相态难以区分,且存在难以提供冰晶微物理参数的瓶颈问题。针对这两个问题,本文基于数字... 详细信息

冰晶是云滴谱的重要组成部分,其对全球辐射收支平衡、全球气候变化、水文循环、人工影响天气作业等具有重要的影响。目前2~100μm的冰晶与液滴混合相态难以区分,且存在难以提供冰晶微物理参数的瓶颈问题。针对这两个问题,本文基于数字全息理论,利用全域数字图像融合方法、局部亮度梯度方差法和旋转卡壳法,结合固液相粒子圆度概念,实现了云中液滴和冰晶的混合相态识别,在特定圆度阈值下,液滴和冰晶的识别率大于93%;再结合光学图像识别技术,获得冰晶粒子的面积、周长、凸包和最小外接矩形数据;最终利用上述数据获得了冰晶微物理参数。通过在低温云室中的观测实验,获取了板状、枝状和六角冰晶的微物理参数,该方法解决了冰晶观测中的瓶颈问题。此外,通过冰晶采样间隔时间和不同时刻的质心三维坐标和等效直径,还可获得冰晶粒子的三维运动速度与轨迹。该方法对提升数值天气预报精确度,以及人工影响天气作业具有重大意义。

关键词：数字全息粒子相态识别冰晶粒子速度

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华北一次层状云系暖区水汽和液态水分布特征

应用气象学报 2024年第2期35卷 196-210页

作者：聂皓浩王婉杨洋林晓萌郭晓军李晓波天津市人工影响天气办公室天津300074 河北省人工影响天气中心石家庄052100 天津市气象台天津300074 天津气象雷达研究试验中心天津300074

基于机载微波辐射计、地基微波辐射计和Ka波段云雷达3种遥感资料,结合FY-4A气象卫星、气象观测站、天气雷达及再分析资料,研究2021年5月15日一次华北降水性层状云系暖区的水汽和液态水分布特征。结果表明:水汽和液态水的水平分布不均,... 详细信息

基于机载微波辐射计、地基微波辐射计和Ka波段云雷达3种遥感资料,结合FY-4A气象卫星、气象观测站、天气雷达及再分析资料,研究2021年5月15日一次华北降水性层状云系暖区的水汽和液态水分布特征。结果表明:水汽和液态水的水平分布不均,飞机平飞时机载微波辐射计探测的积分水汽含量和液态水路径起伏变化,最大值分别为4.00 cm和1.87 mm,随着暖区云顶高度和云层厚度降低,二者分别降至0.89 cm和0.13 mm。随着降水发生发展,地基微波辐射计探测的积分水汽含量和液态水路径均出现跃增,峰值分别为8.62 cm和3.85 mm,水汽变化滞后于液态水,垂直方向上液态水含量的累积区厚度、最大值及所在高度均随降水先增后减,液态水的时空演变对暖区降水及增雨作业时机和部位的判识有重要指示意义。云雷达探测的液态水含量也出现跃增,在1 km高度以下反射率因子较大、粒子下落速度及离散程度较大时段,液态水丰富,对应降水量较大,粒子碰并是暖区降水的主要机制。

关键词：多源遥感华北层状云暖区水汽和液态水分布特征

X波段双偏振雷达物理量时间—高度剖面的重构方法改进及应用研究

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大气科学 2024年第3期48卷 938-954页

作者：贾烁杨洁帆雷恒池韩辉邦周万福闫非中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室(LACS) 北京100029 中国科学院大学北京100049 青海省人工影响天气办公室西宁810000 河北省人工影响天气中心石家庄050021

如何利用现有雷达体扫数据重构反射率或其它物理量的时间—高度剖面,提高雷达体扫垂直分辨率并使其适用于云微物理结构的分析,是近几年来雷达气象学的重点研究内容之一。本文基于分辨率更高的X波段双偏振雷达体扫数据,对目前最新的柱垂... 详细信息

如何利用现有雷达体扫数据重构反射率或其它物理量的时间—高度剖面,提高雷达体扫垂直分辨率并使其适用于云微物理结构的分析,是近几年来雷达气象学的重点研究内容之一。本文基于分辨率更高的X波段双偏振雷达体扫数据,对目前最新的柱垂直廓线(Columnar Vertical Profile,简称CVP)重构算法从目标区范围的选取方面进行改进,使其能够应用于水平尺度较小的局地降水云以及发展演变迅速的对流云。结果显示:对于高原地区局地降水云个例,目标区选取5 km(径向范围)×10°(方位角范围)组成的较小扇形区域,与云雷达的对比显示,改进的CVP方法重构的基本反射率(ZH)垂直廓线体现了回波的垂直结构,尤其是中高层对流泡的结构特点,相应的时间—高度序列能够较好地反映回波顶高的变化以及中高层强度逐渐减弱、低层强度逐渐增加的特点;对于华北地区发展旺盛且局地水平不均匀的对流云个例,本文改进了原始的CVP重构目标区选取方法,对高、低仰角层采用变化的径向范围并调整插值参数,改进后重构的ZH垂直廓线有效避免了低层回波水平分布相对不均匀导致的重构分层结构,显示出高、低层回波特征以及不同阶段目标区云结构的转变。进一步对比改进前后CVP方法重构建立的各偏振量时间—高度序列,改进后准确显示了个例云系微物理特征及其随时间的变化,揭示了高原地区局地降水云中对流泡的形成及其播撒作用机制,华北地区对流云成熟阶段的各偏振量垂直分布特征及其演变。

关键词：体扫数据 CVP 方法改进目标区插值参数时间—高度序列结构特征微物理特征

巴中市大气污染防治地面催化剂发生器布设的可行性研究

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皮革制作与环保科技 2024年第11期 123-125页

作者：罗红巴中市人工影响天气办公室

2018年以来，巴中市人工影响天气作业应用于巴中城区大气污染防治，对提升巴中市空气质量，降低大气污染物浓度发挥了重要作用。但是，巴中市人工影响天气作业方式单一，不能满足巴中市大气污染防治日益增长的需要。近年来，一种新型的... 详细信息

2018年以来，巴中市人工影响天气作业应用于巴中城区大气污染防治，对提升巴中市空气质量，降低大气污染物浓度发挥了重要作用。但是，巴中市人工影响天气作业方式单一，不能满足巴中市大气污染防治日益增长的需要。近年来，一种新型的人工影响天气作业方式—地面AgI催化剂发生器（简称地面催化剂发生器、地面焰炉）在四川多地应用于大气污染防治。但据了解，该方式在建设前大多数均未进行可行性评估，建成后作业效果并不理想。因此，本文旨在结合巴中市地理环境、气象条件、上升气流、大气污染防治需求等因素，采用文献调研、资料分析、现场调查等方法，对在巴中市周边是否适合布设地面催化剂发生器的可行性进行科学研究，并确定了地面催化剂发生器的合理安装位置，为后期布设地面催化剂发生器提供了科学指导，助力巴中市大气污染的防治。

关键词：大气污染防治人工增雨地面催化剂发生器上升气流

基于Logistic回归模型的风云二号(G星)降雹识别技术研究

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科技创新与应用 2024年第7期14卷 115-118页

作者：彭宇翔刘涛文继芬李皓唐辟如李怀志贵州省人工影响天气办公室贵阳550081

以风云二号(G星)的7项卫星反演产品(云顶温度、云顶高度、液水路径、过冷层厚度、光学厚度、有效粒子半径以及黑体亮温)作为模型的输入参数建立Logistic回归冰雹识别模型,开展贵州降雹识别技术研究。收集了2020年3—5月期间11个降雹日共... 详细信息

以风云二号(G星)的7项卫星反演产品(云顶温度、云顶高度、液水路径、过冷层厚度、光学厚度、有效粒子半径以及黑体亮温)作为模型的输入参数建立Logistic回归冰雹识别模型,开展贵州降雹识别技术研究。收集了2020年3—5月期间11个降雹日共计136组风云二号(G星)卫星反演产品数据,其中包括了68个降雹点以及68个未降雹点数据,将每个降雹点降雹时刻前后15 min内的反演产品作为该点的数据。同时选取相应的未降雹点作为对比。将所建立的冰雹数据集分为训练集与检验集。其中,训练集为随机选取的116组数据,用于训练模型(分别包括58组降雹点与未降雹点数据),模型检验集为剩余20组数据(分别包括10组降雹点与未降雹点数据)。利用训练集完成Logistic回归冰雹识别模型建立,利用检验集验证模型识别效果。结果表明,Logistic回归冰雹识别模型对降雹的识别准确率为85%,其中对检验集中的10个降雹点识别准确率为90%,漏报率为10%;对10个未降雹点识别准确率为80%,空报率为20%。

关键词： Logistic回归分类冰雹识别检验

环境湿度影响人工催化消减雨效果的数值模拟研究

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大气科学 2024年第2期48卷 572-584页

作者：花少烽查思佳陈宝君中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室北京100081 中国气象局人工影响天气中心北京100081 上海市金山区气象局上海201508

利用耦合了碘化银催化过程的WRF(Weather Research and Forecast)模式,对2014年8月16日南京青奥会开幕式当天实施的人工催化作业开展数值模拟,评估催化效果并通过敏感性数值试验调查低空环境干层对催化效果的影响。结果表明,催化作业产... 详细信息

利用耦合了碘化银催化过程的WRF(Weather Research and Forecast)模式,对2014年8月16日南京青奥会开幕式当天实施的人工催化作业开展数值模拟,评估催化效果并通过敏感性数值试验调查低空环境干层对催化效果的影响。结果表明,催化作业产生了减雨效果,低空干区的存在是影响催化效果的关键。当低空存在深厚的相对湿度很小的干层时,催化导致减雨效果;当增加低层的相对湿度即弱化低空干层,催化减雨效果减弱甚至出现增雨效果。催化增强了雪的形成过程但减弱了雪的增长过程尤其是凝华增长,导致雪粒子浓度增加但粒径减小,融化产生更多的小雨滴增强了蒸发过程,最终导致地面降水减少。

关键词：人工消减雨碘化银催化环境干层雪融化雨蒸发

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漓江流域气象灾害应急预案的优化与实施

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第5期 26-29页

作者：李凯灵川县人工影响天气办公室广西桂林541200

本文概述了漓江流域气象灾害应急预案的优化与实施。通过对流域气候特点及主要气象灾害的分析,发现现行预案在预警传递、应急战略灵活性及基础设施与救援物资储备等方面存在不足。为此,提出了一系列针对性的预警、响应和恢复策略的应急... 详细信息

本文概述了漓江流域气象灾害应急预案的优化与实施。通过对流域气候特点及主要气象灾害的分析,发现现行预案在预警传递、应急战略灵活性及基础设施与救援物资储备等方面存在不足。为此,提出了一系列针对性的预警、响应和恢复策略的应急预案机制,并探讨其实施策略,以增强该地区的灾害防御能力和应急响应效率,为区域安全与可持续发展提供有力保障。

关键词：漓江流域气象灾害应急预案优化实施

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人工增雨和防雹对农作物种植的影响

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第5期 170-172页

作者：粟若云新疆昭苏县人工影响天气办公室新疆伊犁835600

近年来,人工增雨和防雹工作的开展,有效地缓解了干旱带来的农业减产。人工增雨和防雹工作的开展,不仅能够有效地降低冰雹灾害所带来的损失,同时还能进一步完善我国防灾减灾体系。在此基础上,本文将从人工增雨和防雹对农作物种植的影响... 详细信息

近年来,人工增雨和防雹工作的开展,有效地缓解了干旱带来的农业减产。人工增雨和防雹工作的开展,不仅能够有效地降低冰雹灾害所带来的损失,同时还能进一步完善我国防灾减灾体系。在此基础上,本文将从人工增雨和防雹对农作物种植的影响角度出发,对人工增雨和防雹工作的开展进行探究。主要针对人工增雨和防雹工作对农作物种植产生的影响进行分析,为人工增雨和防雹工作的开展提供理论参考。

关键词：人工增雨防雹农作物种植影响