依据雷达回波自动选取对比云进行人工增雨效果检验的方法

针对对流云人工增雨作业效果的物理检验,提出了一种根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法。以多普勒雷达的数据产品为基础,在作业时存在的所有对流单体中,通过比较它们与目标云的生成时间和空间位置,并应用相似离度法判别从其初始生成到作业时的回波参量及其变化特征的相似程度,自动找出对比云,最后给出在整个生命期内目标云的回波参量随时间的变化情况,以及目标云和对比云回波参量在同一时刻和同一发展时期的比较结果。依据该方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件。试验证明:该方法实用性较强,能够快速识别出对比云,在一定程度上消除人为判别的误差,提高对流云人工增雨作业效果分析的科学性。

地基微波辐射计对咸宁一次冰雹天气过程的监测分析

利用咸宁MP-3000A地基微波辐射计探测资料对2010年4月12日发生在咸宁的一次冰雹天气过程进行了监测分析。结果表明:(1)在这次冰雹天气过程中,冰雹云中上升气流非常强盛,引起云底高度剧烈波动,同时将底层空气的感热和潜热向上输送导致等温线上抬,并伴随贝吉隆增长和过冷水滴与冰晶消耗等过程,由于这些宏观和微观过程使得整层水汽与液态水含量连续出现下降和上升过程,产生了多峰结构;(2)在4.2—8km高度过冷层的冰雹云中,08时40分—13时的固、液、气混合相态变化非常复杂,过冷水滴与冰粒子消耗过程、贝吉隆过程和过冷水滴与冰晶增长过程交替出现,产生了相对湿度在6km以下低于80%的区域,且液态水含量在4.2—8km高度处出现0.7—1.8g/m3的大值区,从而形成了冰雹生长过程中交替干、湿增长生长环境,非常有利于冰雹粒子群快速累积以及分层增长;(3)利用微波辐射计资料计算分析了MKI、KI、TT和HI四个不稳定指数,这些指数对强对流天气有很好的指示作用,并对强对流天气有一定的临近预警潜力,若选取KI≥38作为该地区强对流天气预警指标,可以提前45min预警第1次降雹强对流天气,且分别提前20、40和42min预警第2、3、4个对流单体影响该地区。

多种探测资料在人工增雨作业效果物理检验中的应用

针对2007年湖北省在鄂东地区组织的4次外场试验作业,应用对流云人工增雨雷达效果分析软件选择对比云的方法,对催化目标云和对比云的多普勒天气雷达参数的变化特征进行了对比分析,并应用X波段双偏振雷达资料、FY2C卫星资料、闪电定位仪、加密雨量站等资料,对催化效果进行了初步分析。结果显示,催化后,目标云发生了比较明显的变化,回波强度、强回波面积、回波顶高、液态含水量、强回波高度等催化后均增大,约半小时内都能达到最强;而对比云增大率比目标云小,或者没有增大,目标云生命期比对比云长。双偏振因子线性退极化比极小值变小,极小值区域面积变大;较大零延迟相关系数的面积也有所增大。FY2C卫星反演云参数不能有效地检验强对流云的催化效果,而对于层状云,云顶高度上升,云顶温度降低,过冷层厚度增大,有效粒子半径维持大粒子水平,云顶黑体亮温下降。闪电频数在催化后也有所增多,主要发生在催化后约半小时内。强回波中心对应的分钟雨强在催化后半小时内达到最高,降雨主要集中在从约第10分钟开始的20分钟内,与对比云相比,目标云降水时间长,降水强度大。

夏季对流云火箭增雨技术初步研究

该文着重讨论了利用具有射程远 ,播撒高度高 ,催化剂量大 ,成核率高等优点的增雨火箭 ,对对流云进行催化时目标云的选择、催化潜力判断、催化时机把握、催化部位的确定以及运用雷达来指挥作业等关键问题进行了研究。分析了当地地形气候特点、对流云雷达回波特征、作业工具特点等资料 ,并通过模式对催化剂量 (火箭用弹量 )进行模拟计算 ,以及充分考虑现有的人工影响天气技术水平、装备设施和通讯条件等 ,提出了包括客观作业指标、监测预警流程、作业参数生成。

探空、地面及卫星资料反演水汽含量的比较

利用探空、地面等常规探测资料及卫星遥感资料计算了我国中西部地区2007年6月—2008年5月间水汽含量的空间分布和时间演变,结果显示:由探空资料计算的整层大气水汽含量的空间变化,总体形势是,纬度低的地区水汽含量多,纬度高的地区水汽含量少;各探空站上空水汽分布的季节演变规律比较一致,夏季水汽含量最大,冬季最小,春秋季节基本相当。根据探空资料建立地面水汽压与大气总水汽量的经验关系,利用地面站资料确定水汽分布,与同时次探空站资料估算的水汽场相比,两者分布趋势基本一致。利用FY-2C卫星的可见光和红外分裂窗通道资料,建立反演大气水汽含量的回归关系式,与探空资料计算的结果相比,总体上变化趋势较一致。

对流云人工增雨雷达效果分析软件的应用

根据雷达回波参量自动选取对比云并进行效果分析的方法,研制了对流云人工增雨雷达效果分析软件。在此基础上,对2008年湖北省12次对流云增雨试验进行了效果检验:发现其中10个个例催化效果良好,具体表现为增雨作业催化后,目标云的物理参数发生了比较明显的变化,回波强度、回波顶高、液态含水量、强回波面积等均增大,约半小时内达到峰值,而相应的对比云回波参量增长幅度比目标云小,或者没有继续发展,大部分对比云的生命史比目标云短。最后,通过综合分析,提出基层作业站点适宜开展人工增雨的催化指标,在实际应用中取得了良好的效果。

薄层扫描法测定胃乐颗粒中大黄酸和小檗碱的含量

采用薄层扫描法测定胃乐颗粒中大黄酸和小檗碱的含量。薄层色谱检测波长,前者为λS=430nm,λR=550nm;后者λS=440nm,λR=510nm。方法实用可行,结果准确可靠,为本品内在质量的控制提供了科学方法和依据。

强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警

利用恩施多普勒雷达和常规分析资料,详细对比分析了2007—2008年发生在恩施山区强冰雹和短时强降水天气过程中的雷达产品特征。在此基础上,找出了适合恩施山区强冰雹和短时强降水天气的雷达临近预警指标:选取负温区回波厚度≥7km、CR强中心回波强度≥55dBz、强回波梯度≥15dBz·km^(-1)、45dBz强回波伸展高度≥7.5km、累积液态含水量(VIL)密度≥3.2g·m^(-3)和雷达风廓线1.8～6.1km风垂直切变均值≥2.3×10^(-3)s^(-1)作为强冰雹临近预警指标;当满足组合反射率(CR)强中心回波强度、VIL密度、40dBz强回波伸展高度和雷达风廓线(VWP)上1.8～6.1km风垂直切变值达43.0dBz,1.1g·m^(-3),7.0km和1.9×10^(-3)s^(-1),可以考虑该站点及附近地区进入短时强降水临近预警状态,并利用2009年发生的强冰雹和短时强降水天气过程检验了这些临近预警指标性能。

夏季对流云火箭增雨技术的初步研究

对流云是湖北省西北部盛夏季节主要的降水来源，也是此时期抗旱人工增雨主要的作业对象，本文着重讨论了利用具体射程远，播散高度高，催化剂量大，成核率高等优点的增雨火箭，对对流云流行催化所涉及的目标云的选择，催化潜力判断，催化时机把握，催化部位的确定以及运用雷达来指挥作业等关键问题，通过对当地地形气侯特点，对流云雷达回波特征，作业工具特点等资料的分析，并通过模式对催化剂量（火箭用弹量）进行模拟计算，以及充分考虑现有的人影技术水平，装备设施和通讯条件等状况，初步提出了一套包括客观作用指标，监测预警流程，作业参数生成，指挥通讯方法和效果上集等内容的火箭增雨作用技术方法。

对人工影响天气产业化发展的几点思考

人工影响天气（以下简称人影）是一项高新科技,我国开展这项工作近40年来,坚持试验研究和抗灾作业相结合,逐步实现了人影业务化;但在其业务化的同时,未能有效地实现自身效益,体现商业价值。面向社会主义市场经济,面向二十一世纪,如何依靠科技进步,逐步实现人影业务化向产业化转变,这是我国现阶段人影事业的发展方向,也是摆在人影工作者面前的重要课题。

FY-2C/D卫星微物理特性参数产品在地面降水分析中的应用

针对2007年7月14日和2008年8月16日发生在江淮地区的两次强降水天气过程,将FY-2C静止卫星的红外、近红外和可见光通道等多光谱数据反演得到的云液水路径产品与同时段地面观测的加密雨量资料进行对比,发现:云液水路径的大值区与强降水中心的位置基本一致,云液水路径的大小与地面雨量的大小呈现正相关关系。结果显示,卫星反演的云特征参数产品在地面降水分析方面具有可用性。

基于多种探测资料对武汉一次短时暴雪天气的监测分析

利用Thies Clima激光雨滴谱仪、MP3000A微波辐射仪、多普勒雷达和人工加密观测资料,分析了2011年2月12日武汉一次暴雪天气过程的演变特征。结果表明:(1)在这次短时暴雪过程中,先后出现了降雨、雨夹雪和纯降雪3个阶段,激光雨滴谱仪监测到该降雨阶段的雨滴谱较宽,最大直径达4.5mm,数浓度比较小,为2～5 429个.m-3.mm-1,雨滴谱型呈双峰型分布特点;(2)微波辐射仪对水汽相态监测显示,08:12-09:34(世界时)期间在1.5～3.5km过冷层比湿维持14～16g.kg-1大值区,之后迅速由雨夹雪过程(仅16min)过渡到纯降雪阶段,在65min内武汉站降雪量达到5.035mm,占整个降雪量的80%以上;(3)雷达反射率因子与粒子谱宽和数浓度密切相关,若后两者越大则对应的雷达回波强度也越大;同时还发现,与微波辐射仪反演的水汽密度、激光雨滴谱仪测得的降水强度也有较好的对应关系,若将这些结合起来对降水的相态变化、强度、量级和持续时间有很好的监测能力。

利用Cloudsat卫星资料分析冻雨天气的云结构

利用Cloudsat卫星资料中的欧洲中心中期天气预报(ECMWF)温湿度廓线、雷达反射率因子等产品结合探空秒数据和地面观测资料从云物理的角度分析了2008年初发生在我国南方地区的一次典型冻雨天气的云结构特征。分析表明:此次冻雨发生时温度廓线上存在明显的逆温层,但有逆温层并不一定出现冻雨,融化层与次冻结层的相对厚度决定着最终的地面降水类型,沿Cloudsat轨迹10个纬距的范围内出现由雨向冻雨、冰粒、雪的过渡。结合湿度剖面发现,逆温层水汽充沛。ECMWF资料与轨迹上长沙站的探空秒数据对比发现,ECMWF的温度产品要比湿度产品有更高的准确性。毫米波云剖面雷达CPR的反射率因子产品显示,此次冻雨有明显的零度层亮带特征,且亮带刚好出现在0℃等温线上界以下,直观地展示出基于经典"融冰过程"的冻雨形成机理。

对流云增雨作业效果回波对比分析

人工催化对流云的效果检验是一个非常复杂的科学难题 ,它受当前科研水平、仪器装备水平、研究对象复杂性等多方面的制约。该文通过运用加密雷达资料对一次对流云催化作业个例的效果进行分析 ,采用目标云和对比云比较分析的方法 ,探讨了根据雷达回波各种参数的变化来判断催化作业效果的途径。结果表明 ,目标云在降水、生命期特征、回波垂直特征参数变化等方面都表现出与对比云明显的差异 ,从而推断本次作业达到了增加降雨的效果。

雷达在确定火箭高炮发射角中的应用

通过对作业云体的回波强度、温度、含水量等物理量的观测，可定性定量的给出人工催化的云体部位，并可通过雷达、火箭、高炮、云体作业点三点组成的三角形直接计算出地面火力点的作业方位角，同时根据雷达测定的云的作业部位高度和火箭、高炮本身的弹道轨迹，给出地面火力点的发射仰角。在人工影响天气作业中可减少靠目测指挥作业的盲目性。

LAPS在冰雹云模拟中的应用

LAPS是中国气象局武汉暴雨研究所引进的中尺度分析系统,能融合区域内多种非常规观测资料,提供高分辨率中尺度分析场。该文对探空资料和LAPS分析场两种初始场的大气层结和环境风场信息进行了比较,并应用探空资料和不同时次的降雹点的LAPS分析场作为三维对流云模式的初始场对2008年7月27日、28日湖北西部山区冰雹天气过程进行数值模拟,并将模拟结果与观测实况进行了对比分析,最后对27日降雹过程应用临近降雹时次的LAPS分析场作为云模式初始场模拟的回波、风场和垂直速度等特征进行了分析,以探讨LAPS用于云数值模式的适用性、优越性以及冰雹云发生发展特点。结果表明:LAPS输出场用于云模式初始场进行冰雹云数值模拟具有时空上的优势,能更好地模拟出午后局地降雹,可以弥补探空资料作为云模式初始场的不足,应用临近时次的LAPS分析场作为云模式初始场的数值模拟能体现出冰雹云发展过程中多次增强等细节,有利于人工防雹作业预警和催化方案的确定。

如何用与时俱进精神全面指导气象工作实践

联系学习贯彻十六大精神的体会,从全国气象部门尤其是中西部地区一些气象台站的现状出发,指出了大力弘扬与时俱进精神的重要性,并从思想观念、发展目标、气象事业结构调整、工作思路、保障措施等五个方面论述了与时俱进精神对气象干部职工思想与工作实践的指导意义。

用三通道合成彩色图像进行云的分类解释判读

为更好地利用FY-3A气象卫星上中分辨率光谱成像仪(MERSI)资料高空间分辨率及多光谱的优势,细致分析云系在宏、微观方面的多重特征,首先利用平面平行辐射传输模式(SBDART)证明了MERSI的0.65,1.6μm和11.25μm通道能够分别反映云光学厚度、云粒子大小、云顶高度的信息,然后采用三通道合成彩色图像的方法,对FY-3A气象卫星云图进行云的分类解释判读。该技术可直观区分有云区、无云区,显示海陆分界,并且使不同云类在云图上体现为不同颜色。同时,FY-3A气象卫星高达1000 m甚至250 m的空间分辨率也使云的细致结构更为清晰,两项优势的叠加,大大提升了云的分类解释判读的准确程度和精细化水平。文中还尝试寻找典型云系的三通道特征值,以期为模糊C均值聚类(FCM)方法中聚类中心的选定提供经验值参考。

鄂西北夏季对流降水回波特征的研究

该文通过对鄂西北 1 995～ 1 999年 6～ 9月 2 73个对流回波个例进行统计分析 ,得出 :生成对流云的主要天气背景为西风低槽过境和副高外围的影响。对流云回波出现频率 6、9月较少 ,7～ 8月较多。当地地形对对流云活动具有促进生成、约束移动、抬升加强等作用。对流云可分为单体、多单体、超级单体和混合云中对流等种类。 6、9月对流云平均的生命时间较短 ,回波强度、顶高和强回波区顶高较低。相反 ,7～ 8月对流云回波特征值较高。