2018年8月13日天津静海龙卷的雷达特征和发生条件

利用常规观测资料、地面自动气象站资料、多普勒天气雷达和风廓线雷达资料等,对2018年8月13日17:30左右发生在天津静海的EF2级龙卷天气进行分析,重点分析龙卷发生前后的环境背景条件、局地不稳定条件、触发抬升条件及雷达回波特征等。结果表明:这次龙卷天气发生在500 hPa高空槽东移、副热带高压加强西进及台风摩羯北上的过程中;龙卷发生前环境大气处于明显不稳定状态,对流有效位能为1797 J·kg^(-1)(对流抑制能量为0 J·kg^(-1))、0~6 km风矢量差约为14 m·s^(-1),且存在较低抬升凝结高度;同时龙卷发生地局地存在较大对流有效位能(最大值超过4000 J·kg^(-1))和较低抬升凝结高度,且龙卷发生前抬升凝结高度出现突降现象(最低降到897 hPa附近)。龙卷发生前后上下游两站近地层(0~1 km高度及以下)垂直风切变值均出现先迅速增大后又迅速减小的特征,且垂直风切变值的迅速减小是由上层开始并迅速向下,而0~1 km以上高度的垂直风切变值没有明显变化。多普勒天气雷达观测表明,龙卷回波单体尺度小(正负速度中心直径为2 km左右)、正负速度中心最大旋转速度为24 m·s^(-1)、垂直涡度为2.4×10^(-2)s^(-1),回波具有明显悬垂结构和有界弱回波区及龙卷涡旋(TVS)等特征,后侧低层入流也非常强,应是微超级单体龙卷。海风锋移动到本地与上游雷暴单体出流形成的阵风锋相遇发生碰撞,触发局地不稳定能量强烈释放、激发雷暴单体新生并发展为有组织的强雷暴单体,应是此次龙卷发生的直接触发条件。

渤海西岸一次极端大风的特征和成因分析

利用NCEP-FNL资料、FY-4卫星红外云图资料、雷达资料和自动站资料,对2021年4月15日渤海西岸由大尺度冷空气和中尺度对流系统共同作用形成的极端大风进行特征和成因分析。结果表明:①FY-4卫星红外云图云顶亮温表现出指状特征,雷达反射率因子表现为两个弱回波带在渤海西岸合并加强为一条带状回波,随着系统东移由带状回波演变为弓状回波。②上冷下暖的不稳定层结为锋面触发对流提供有利环境条件,在径向速度图上出现较大范围速度模糊和中层径向辐合。③此次大风过程具有雷暴大风和冷空气大风混合的大风特征,大风成因是由大尺度冷空气产生的动量下传、大尺度变压风、梯度风以及中尺度雷暴冷池出流共同导致的。

热力不均匀场对一次冰雹天气影响的诊断分析

将天津地面自动观测站资料与850 hPa以上北京探空资料结合,组成新的探空资料,对2008年8月27日凌晨发生在天津的一次冰雹过程进行了诊断分析。此次冰雹过程有两处降雹区,一处位于天津北部的蓟县山区,另一处位于临海的汉沽地区。通过对热力和动力对流参数的水平分布和逐时变化研究,结果表明:(1)各对流参数可以反映出强对流天气的中尺度分布特征,尤其是CAPE高值区和LI低值区与强对流天气的发生区域对应较好,这对局地强对流天气的短时临近预测具有一定指示意义,表明边界层内的热力、动力特征对强对流天气的发生具有重要作用。(2)汉沽地区热力参数CAPE(LI)随时间增大(减小),而蓟县地区热力参数的变化则相反,表明两地冰雹的成因存在较大差异,前者的热力作用显著,后者的热力作用则不显著。汉沽地区热力不均匀分布造成的次级环流和上升运动使水汽凝结并释放潜热,触发了冰雹的发生。蓟县山地的抬升作用,使东移系统的上升运动得到加强,触发了冰雹。

卫星遥感云分类和TBB产品在天津地区云状识别的应用分析

利用2012年4月1日至2013年7月31日地面观测资料和卫星遥感云分类、相当黑体亮温TBB产品,针对不同天气类型进行背景统计和个例分析,讨论云分类、TBB产品在云状自动识别中的应用。结果表明：地面云观测取消后,云观测业务可以依据卫星遥感产品展开,即以云分类产品为基础,结合TBB资料和天气现象进行订正。当无降水时,云状以云分类产品为主,如云分类产品为积雨云,可将云状订正为非降水云;当TBB〈240 K时,同时变率由负值向正值转变至接近0时,有雷暴活动发生,无论是何种云分类产品,云状可直接定为积雨云;TBB在240~260 K,为稳定性降水时,考虑为非对流性云（层积云或高积云、高层云或雨层云）。

天津地区一次局地大暴雨过程MCS传播发展机制

选取2017年8月8—9日天津地区一次局地大暴雨天气过程,着重应用卫星云图、多普勒天气雷达、风廓线组网资料深入分析,结果表明:本次局地暴雨由两个MCS产生,对应有A、B两个中尺度雨团,A雨团持续了4 h,雨强相对较大,B雨团持续了3 h,雨强相对较小。强降水发生在TBB低值中心偏向温度梯度最大的区域。两个雨团对应的降水回波移动路径和强度特征存在差异,A雨团回波自西北向东南方向移动,为高质心带状降水回波;B雨团回波自西南向东北方向移动,为低质心带状回波。高质心降水回波雨强高于低质心降水回波。风廓线雷达资料有助于分析中尺度对流系统的移动方向,A雨团为上冷下暖的高低空配置,B雨团降水出现在整层西南气流中,由于环境场的差异导致回波的移动方向和天气剧烈程度的不同。

基于余弦相似度的人脸识别系统的实现

使用PHP语言并结合Open CV计算机视觉库,利用计算余弦相似度的方法实现了人脸识别系统。该方法将每张图片的灰度值转换为欧式空间中的一个向量,用于表征人脸,然后计算两个向量的夹角余弦值,用余弦值表征两张人脸图片的相似度。

降水与相对湿度协同算法研究

利用2016年1月—2017年12月天津市国家气象观测站资料和欧洲中心数值模式资料,基于降水与相对湿度的统计关系,建立两者之间协同订正算法并检验评估,结果表明:观测资料显示小时降水量级越小,其相对湿度的离散度越大,日变化特征越明显。累积雨量越大,降水持续时间越长,相对湿度越稳定。模式预报有降水时相对湿度分布有较大离散度,无法直接业务应用,需应用协同算法进行订正。对订正结果检验可知,对于小雨天气的相对湿度订正效果较好,而对于中雨以上订正结果偏低。

学术不端行为的认定及其司法审查——以于艳茹案为切入点

学术不端行为不仅损害了学术诚信与学术环境,而且影响了我国的国际声誉。司法权力既要尊重高校的自治空间,又要适度介入高校管理事务,承担起保护公民基本权利的社会责任。司法权力介入高校行政管理关系时,应当坚持穷尽行政救济原则和有限审查原则。在行政诉讼中,法院应当从程序和实体方面分别审查行政行为的合法性与合理性,正确把握干预行政权力行使的深度,最大限度保证相应主体合法权利的实现。

基于Android平台的点对点定位查询软件的设计与实现

Android智能终端通过GPS定位的方式已经逐渐成熟,但如何实现点对点的定位仍需探索。本文通过研究Android应用程序设计原理、Android中GPS定位、发送和接收短信的相关类库,最后设计实现了点对点定位软件。通过GPS定位及点对点短信实现了点对点定位。

社会主体参与空气治理的问题及其解决

随着我国空气污染问题的凸显,有关空气质量改善的议题逐步成为社会各界关注的焦点。当前企业、社会组织和公民等社会主体在参与空气治理过程中均存在突出问题,可以借鉴德国空气治理的社会经验,提出更有针对性的社会主体参与空气治理的对策,以期为我国区域空气治理改善提供一些知识资源。

京津冀区域大气污染治理利益平衡机制构建

目前,京津冀区域大气污染治理的利益平衡机制尚不完备,集中表现在大气生态补偿制度缺乏法律依据和补偿标准、资金来源的政策不统一、政府对企业和个人利益补偿的相关规定不够完善等方面。从域外来看,以德国为代表的欧盟区域大气污染治理有着比较完善的生态补偿制度,并注重发挥市场机制和环境税收体系在大气污染治理中的作用。京津冀也应从进一步明确大气生态补偿的法律依据、完善具体生态补偿制度、健全对企业及个人的生态补偿相关规定着手,构建起科学合理且有效的大气治理利益平衡机制。

论北京市人大及其常委会的地方立法经验

自1979年12月北京市七届人大三次会议选举产生了北京市人大常务委员会以来，北京市人大及其常委会积极贯彻落实党中央和国家提出的立法工作精神与方向，不断以国家改革发展的目标为指导，

海陆风环流在天津2009年9月26日局地暴雨过程中的作用

利用常规天气资料、地面加密自动站资料、天津中尺度模式产品资料以及卫星云图和多普勒雷达等资料,对2009年9月26日出现在天津地区的局地暴雨过程进行天气学、动力学诊断分析和中尺度分析。结果表明,本次暴雨的天气尺度主要的影响系统是500 hPa高空槽,中尺度系统是由海陆风环流形成的地面中尺度辐合线。降水前天津市具有较好的热力不稳定条件,较好的能量储备,有利的动力条件,一定量级的水汽辐合,边界层的东风将渤海的水汽输送至天津市,是本次过程的主要水汽来源。天气尺度的积云对流与海风锋的碰撞触发不稳定能量的释放,引发第一阶段的强降水,边界层东风急流再度加强所产生的抬升效应引发第二阶段的降水。中尺度切变线通过提供带状辐合上升运动起着胚胎和组织积云对流的作用,使得降水回波和对流云团沿中尺度切变线发展、加强和移动,产生了明显的列车效应,导致了这场历史罕见的秋季局部暴雨过程,也充分凸显出海陆风环流对本次暴雨的重要作用。

一次海风锋触发的多单体雹暴及合并过程的观测分析

综合利用雷达、SAFIR3000三维闪电定位系统、微波辐射仪和加密气象自动站等多种观测资料,针对一次与海风锋有关的多单体雷暴造成的大冰雹事件,通过雷达图像和多种雷达、闪电参量的定性、定量分析得到以下结论:(1)地面局地不稳定区配合湿冷的海风锋是触发雷暴并促进其发展的机制,局地背景条件对雹暴发生的预警时间达2h。(2)γ中尺度或小的β中尺度对流单体间的合并主要出现了2种类型,即独立型合并和喂养型合并。对流单体合并时,云桥有时在单体间的中空(4—6km)、有时在高空(9—10km),而二者成因的物理机制截然不同。(3)独立型合并的瞬间(约12min内),雷暴整体上升的发展趋势受到抑制;合并后,上升重新加强发展。降雹和云闪频数峰值出现在独立型合并之后,而喂养型合并处在雷暴消亡阶段,闪电频数平稳下降。(4)雷达参量Zmax、Zmean15、V40、V50等可以定量地描述雹暴三维结构变化,并且,能间接地反映云体发展空间大小、上升气流强弱、水成物粒子多少及其相态。雷达参量V40-Fup、V40-Fdown、SET11能描述合并、降雹、闪电活动时雷暴结构变化。

一次突发性暴雨的机理分析及短期预报思考

2015年9月4日白天,天津出现突发性暴雨过程,利用多种观测资料对此次过程进行分析,结果表明:偏南气流与高压底部东北风相遇,在蓟州山区以南形成辐合,触发雷暴发展;雷暴形成后,回波形成"后向传播"机制,配合中低空的南风脉动,在天津北部形成南北向的"列车效应",导致北部强降水的发生;上游的高空槽降水在近地面形成冷池,其向东辐散气流与偏东风相遇,在降水区下游触发新的雷暴,使得雨带快速东移,且当辐散气流与偏东风相遇后,出现小尺度辐合性气旋式环流,导致下游强降水增幅;当高空槽降水云团主体移过城区后,在γ中尺度辐合流场作用下,触发小尺度对流云团的生成和发展,影响天津城区再次出现强降水。在短期预报过程中,预报员在大尺度模式环境场分析的基础上,对于中尺度模式仅参考了其降水预报,而忽略了对中尺度环境场的分析,分析表明,虽然中尺度模式对此次过程的降水时段预报存在偏差,但其中尺度环境场预报,可以为此次暴雨过程在短期时效内(24h)的预报订正提供参考。

海风锋在渤海西岸局地暴雨过程中的作用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达观测资料及中尺度TJ-WRF模式输出资料,对2009年7月6日天津宁河地区出现的暴雨天气过程进行了分析,重点分析了渤海湾海风锋对沿岸局地暴雨的触发机理。结果表明:此次局地暴雨过程是在有利天气背景条件下发生的,暴雨发生地存在局地层结不稳定和较好的水汽条件。海风锋本身有一辐合抬升区,区域内有弱对流存在;当海风锋移到局地存在层结不稳定且水汽充足的区域,其抬升区的辐合上升运动迅速加强,从而触发该地区雷暴的新生发展;海风锋与迎面移来的雷暴相遇,会对雷暴的加速发展起到加强作用。利用中尺度WRF模式输出资料进行分析看到,两条辐合线相交处易激发出强雷暴,雷暴出现在近地层大气暖干区的北端、湿空气的交汇处;海风锋对雷暴的新生发展有明显的触发抬升作用。

海风锋导致雷暴生成和加强规律研究

应用雷达和地面自动气象站资料结合订正的天津探空资料,分三种类型统计分析了2004—2009年雷达监测到的50次由渤海湾海风锋导致雷暴生成和加强的规律及对应的天气背景;应用VDRAS系统资料分析了第三种类型(在不稳定环境下,沿海风锋直接触发雷暴)的热力、动力结构特征。结果表明:(1)强对流不稳定环境下,沿海风锋可以直接触发雷暴并沿海风锋移动的同时发展加强;(2)不同的类型在雷暴生成的位置、发展加强的速度、强度等方面都有明显的不同;(3)Ⅰ型对应背景场的动力条件更为有利,强对流天气更为剧烈,Ⅲ型对应背景场的热力、动力条件和水汽条件更为有利,对流抑制指数(CIN)小;(4)海风锋使得低层形成中尺度辐合线,沿海风锋垂直上升速度从地面一直延伸至3 km高度,强中心出现在1.5～3.0 km高度,最大风速达1.9 m·s^(-1)。

海风辐合线对雷暴系统触发、合并的动热力过程

利用加密自动气象站和雷达监测资料,结合VDRAS资料(其时间分辨率12 min、水平垂直分辨率分别是3和1 km左右),分别针对单纯海风辐合线触发和海风辐合线与已有雷暴系统合并的两个实例,揭示海风辐合线对雷暴系统影响的动力和热力过程。结果表明:(1)在环境系统风很弱时,天津沿海海风伸入内陆的移速约为15~18 km·h^(-1),且海风过后,气温降低、湿度加大。(2)海风辐合线配合地面高不稳定区,从而触发和加强了雷暴系统,对雷暴系统的预警时间可达2 h。(3)雷暴单体在海风辐合线附近产生,这与倾斜海风锋锋面(向海洋一侧倾斜)上的中尺度垂直环流相对应。(4)海风辐合线与雷暴系统合并后,雷暴系统强烈发展是由于海风辐合线附近积聚着水汽,同时也是辐合上升运动大值区的缘故。

天津地区城市热岛环流与海风环流相互作用的研究

利用中尺度数值模式(TJ-WRF)模拟资料及天津加密自动气象站资料等,选取几个典型天气过程(城区附近局地强雷暴天气过程、受海风影响明显的无天气过程)个例,分析研究天津城市热岛环流与海风环流的空间结构特征及相互作用;重点对城市热岛环流与海风环流相互作用触发局地强雷暴的机制进行分析。结果表明:城市热岛环流的伸展高度基本在800 hPa附近、空间范围约为20 km、环流内有弱的辐合上升;海风环流的伸展高度在800~750 hPa、空间范围40~60 km,海风环流前沿海风锋的伸展高度为950~900 hPa,垂直上升速度平均为0.2 m·s^(-1),略强于城市热岛环流。海风环流对城市热岛环流有明显消弱作用,城市热岛环流对海风环流有一定的阻挡作用,其阻挡的程度与城市热岛环流强度有关。随海风环流向内陆推进,海风环流与城市热岛环流相遇出现叠加,叠加后的辐合上升运动明显加强,最大上升速度可达0.6 m·s^(-1),并在不稳定天气形势条件下能触发局地强雷暴天气的出现。

渤海西岸暴雨中尺度对流系统的结构及成因

利用卫星、雷达和加密自动站等监测资料,结合VDRAS系统资料和1°×1°NCEP再分析资料,对造成黑昼和暴雨的中尺度对流系统的空间、热动力结构特征和发生、发展及维持原因进行了分析。结果表明:2004—2009年渤海西岸圆形α-中尺度对流系统有别于南方,其中只有16%可发展为中尺度复合体;黑昼现象是影响系统的特殊性所致。突发性暴雨的制造者是α-中尺度对流系统西端不断新生的β-中尺度对流系统,其发生、发展、维持与边界层内冷池外流、对流层低层(1.3～2.4 km)侵入的西北气流与西南气流形成的辐合线或交汇线有密切关系。α-中尺度对流系统的上升速度中心在500 hPa附近,多个β-中尺度对流系统分别具有独自的垂直气流和弱边界层环流。α-中尺度对流系统内部扰动温度呈下负上正的垂直分布,促使了不稳定层结趋于稳定;冷池呈东厚西薄的楔形结构,有利于β-中尺度对流系统发展维持。