冷涡背景下积层混合云降水的雨滴谱垂直分布及演变

利用2021年8月24—25日吉林靖宇微雨雷达反演的垂直探测资料,结合雨滴谱仪、雨量计等地面资料,分析了长白山麓一次混合云降水过程的雨滴谱垂直分布及微物理特征参量演变特征。结果表明:雨量计、雨滴谱仪探测地面雨量与微雨雷达反演的150 m高度雨量变化趋势基本一致,但观测值与反演值存在一定偏差。Gamma函数对地面雨滴谱拟合优度达到0.99,拟合效果优于微雨雷达,对微雨雷达反演的大雨滴数浓度拟合值明显偏小。不同直径(D)雨滴对不同高度微物理参量贡献不同,小雨滴(D≤1.0 mm)对雨强、反射率因子、液态水含量、总数浓度贡献率一般随着高度降低而降低,中雨滴(1.0 mm<D≤3.0 mm)和大雨滴(D>3.0 mm)对参量贡献率基本随着高度降低而升高。不同降水阶段的雨滴蒸发、碰并作用不同,降水前期气温高且湿度低,雨滴下落过程中蒸发作用较强,而降水集中期相对湿度接近饱和,雨滴碰并增长作用明显。

长白山麓夏秋季气态和液态水分布特征

利用2019—2020年6—10月中国气象局吉林云物理野外科学试验基地MWP967KV型多通道微波辐射计、地面雨量计及L波段探空雷达资料,分析了长白山麓夏秋季大气中气态和液态水分布及其在降水前的演变特征。结果表明:微波辐射计反演数据与探空雷达数据具有较好的相关性,但反演值整体偏大。大气可降水量(PWV)和液态水路径(LWP)呈一峰一谷日变化特征,峰值出现在夜间而谷值出现在白天,有降水时峰值出现在01:00—03:00,谷值出现在11:00前后。受长白山地形和森林植被影响,PWV和LWP月平均最大值分别出现在8月和9月。PWV在降水前和降水中分布频率均呈现先升后降趋势,而降水前LWP在0.00~0.42 mm内频率占比最高;降水强度越强,PWV及LWP频率分布越集中,PWV大于45 mm、LWP大于4.20 mm出现强降水的可能性较大。降水开始前1 h内LWP和PWV均出现跃增,LWP跃增幅度更明显,该特征可作为降水临近预报、人工增雨作业条件分析的参考指标。

2021年夏季长白山麓雨滴谱分布特征

利用2021年6—8月吉林靖宇Parsivel2型雨滴谱观测数据,研究长白山麓夏季不同降水类型和不同降水强度条件下雨滴谱特征,并与国内外研究对比。结果表明:长白山麓夏季降水雨滴直径对降水量贡献呈先增大后减小的趋势,贡献较大的直径区间为0.812~2.375 mm,随着降水强度增大,大雨滴(直径D≥2.75 mm)对降水量贡献也增大;对流降水比层云降水的雨滴谱更宽,雨滴数浓度及平均直径也更大;与国外经典对流降水雨滴谱相比,长白山麓对流降水标准截距参数lgNw及质量等效直径Dm特征更接近海洋型降水,与北京延庆及大兴、安徽滁州、江苏浦口相比,长白山麓夏季降水雨滴具有较小的直径和较大的数浓度;长白山麓夏季对流降水和层云降水反射率因子Z与降水强度R拟合关系分别为Z=290.64R1.27和Z=193.36R1.65,经典Z-R关系对该地区降水估测存在低估;形状参数μ、斜率参数Λ存在较好的二项式拟合关系。

吉林省“7.28”强对流暴雨过程地闪活动特征分析

利用2010年7月27日21时至7月28日20时发生在吉林省中东部强暴雨期间的地闪、风云卫星TBB、多普勒天气雷达和地面加密降水资料,采用统计对比方法,分析地闪活动特征及其与强对流系统和强降水的关系。结果表明:此次暴雨过程中负闪占总闪的95.7%,负闪频数和总闪频数的逐时演变完全一致且呈现两峰两谷趋势,正闪峰值与总闪、负闪峰值出现时间基本同步。正负闪6min演变均表现为多峰波动,负闪的波峰提前于正闪波峰6min左右。地闪发生在长春雷达组合反射率大于35d Bz的区域和TBB等值线密集区;正闪主要出现在云顶黑体亮温大值区前部。逐时地闪峰值与逐时降水峰值变化趋势基本一致,地闪峰值提前于降水峰值4h出现,强对流上升阶段降水强中心未出现在地闪密集区,对流性暴雨下降阶段和中间阶段降水强中心位于地闪密集区。

亚洲沙尘暴数值预报模式(CUACE-Dust)对吉林省主要城市预报能力检验分析

本文利用亚洲沙尘暴数值预报模式(CUACE-Dust)近地面层沙尘浓度GRADS格式产品和文本格式城市最高浓度和最高沙尘暴等级产品,结合吉林省主要城市长春、白城、延吉地面观测资料,通过有无检验和分级检验两种方式,利用TS评分、预报偏差、预报效率等检验统计量对最终检验数据进行分析,从而得到该模式对吉林省沙尘天气预报能力的结论及相关原因分析,为吉林省沙尘暴天气预报方法试着做出初步探索。

边界层风廓线产品在一次短时强对流天气中的应用

风廓线仪拥有高时、空分辨率探测能力,可做为多普勒雷达的重要辅助手段,为短时临近天气预报预警提供重要的监测信息。本文利用位于长春市气象站的CFL-03边界层风廓线仪并结合其它探测手段,对2008年9月17日发生在吉林省境内的区域性强雷暴天气过程进行了分析,初步探讨了风廓线产品对冰雹预警的指示性作用,揭示了风廓线产品在强对流天气监测预警过程中的重要作用。

东北初夏极端低温事件的空间分布特征及其成因机理分析

采用东北三省150个测站1961～2008年的逐日温度资料和同期美国环境预报中心（NCEP）、国家大气研究中心（NCAR）2．5°×2．5°分辨率的全球再分析资料，探讨东北三省初夏极端低温事件的空间分布及其大气动力学特征，结果表明：该区初夏气温与夏季气温变化在时空尺度上相关显著，具有重要的预警作用；给出初夏极端低温事件的定义，其空间分布可归为3种类型，随纬度的增加极端低温事件发生的频率也显著增加；20世纪90年代以来，极端低温事件明显减少，仅出现2次，但影响范围遍布东北三省全境；阻高与冷涡的配置和大气低频Rossby波扰动对初夏东北冷涡活动气候基本流的同位相强迫，更增强了500hPa位势高度距平场由北向南的“＋、-”局域环流的异常，是极端低温事件的强弱与空间范围大小的重要动力机制；较为偏东的鄂霍次克海阻高和冷涡，以及冷平流的作用与以黑龙江省（包括吉林省的一部分）为主出现极端低温I、II类事件的关系更加密切，贝加尔湖阻高和鄂霍次克海阻高与偏南的强冷涡相互匹配、大气低频Rossby波扰动很强易出现第Ⅲ类极端低温事件。

利用GOES9静止卫星的PGM云图辨别雾区方法初探

本文通过GOES9静止卫星的PGM云图和沿岸地面测站的观测结果,结合2005年3月27日一次大雾个例展开研究,通过分析PGM云图在所获得的可见光云图上,确定一个最低反照率来辨别雾区;另外,试图选择1通道红外云图亮度温度值结合确定雾区和高度,并且希望以此来进行夜间雾区的监测和预报。经过选取不同最低反照率反复试验,最终确定0.13能够很好地反映雾区,而利用1通道红外云图则不能通过亮度温度TBB这一指标确定雾区。

东北夏季极端低温天气事件的定义及其冷空气路径分析

采用东北三省150个测站1961～2010年的逐日温度资料和同期美国环境预报中心（NCEP）以及国家大气研究中心（NCAR）2．5°×2．5°分辨率的全球再分析资料，定义了东北夏季极端低温天气事件（extremelow—tempera—tureevent以下简称ELTE事件），统计给出了ELTE事件的发生、峰值和持续时间的日历表。根据该日历分析，发现了影响东北地区夏季ELTE事件’酌最主要的2条冷空气路径（西北路径和东北路径），1961～2010年期间，影响东北地区的ELTE事件最主要是受西北路径的冷空气的影响，其次是东北路径。同时也发现，ELTE事件20世纪80年代发生频率最高，90年代后开始减少，但是东北路径的ELTE事件在90年代以后开始明显的增加。还发现，ELTE事件发生的前4d，贝加尔湖地区若是被低压槽覆盖，易发生西北路径的ELTE事件，若该区域被一个东北．西南走向的高压斜脊控制，同时鄂霍次克海区域存在一个低压中心，形成西北“＋”东南“一”的跷跷板形态，易发生东北路径的ELTE事件。

吉林省短时强降雨天气特征及大尺度环境条件

本文利用2005-2010年常规气象观测资料,对吉林省50个气象站43例短时强降雨从时空分布特征、影响系统、大尺度环流背景特征以及中尺度天气分析等方面进行了较详细分析,结果表明:短时强降雨主要集中在7月20日-8月14日间,呈中部多、东西部少,相对平坦的区域多、山区少,盆地多于山区的特点。500h Pa影响系统主要有四类,即西风槽、切变、Ω型高压两侧槽或切变,以及冷涡四类。不同系统的形势配置和物理条件有一定差异,Micaps业务平台中的探空、环境物理参数和物理量指标对短时强降雨预报具有较好的指示意义。

风廓线雷达资料产品在冰雹天气过程中的特征分析

利用2008—2011年5—9月风廓线雷达资料、探空资料、地面观测资料,对风廓线雷达数据资料可用性进行检验评估,分析冰雹天气发生发展过程中风廓线雷达资料物理量变化特征。结果表明:风廓线雷达在925 h Pa、850 hPa、700 hPa等特征高度层水平风向平均绝对误差小于20°,水平风速平均绝对误差小于2.5 m/s,风廓线雷达数据具有较好的可用性;低空急流指数、2 km以下垂直风切变在冰雹发生前0～1 h内出现陡增,冰雹发生时垂直风切变达到最大,强度达到中等—强烈等级;冰雹发生前0～1 h低层相对螺旋度迅速增大,伴随系统减弱迅速降低,冰雹发生前中期低层SRH与中层SRH呈现反向变化;冰雹天气发生前近地层为一致暖平流,中层干冷空气侵入成为冰雹生成的重要热力特征。

吉林省短时强降雨卫星云图特征分析

本文利用2005-2010年常规气象观测资料及FY-2静止卫星云图资料,总结归纳了吉林省短时强降雨的中尺度对流系统以及它们的尺度、形态、生命史和云顶亮温(TBB)等特征,并根据共同发生发展的环境场和物理条件建立了概念模型,为短时预报预警提供参考。

2010年7月吉林省一次副高后部暴雨天气浅析

本文利用NCEP/NCAR再分析资料、区域自动气象站资料和数值预报产品资料,对2010年7月20日吉林省一次副高后部暴雨天气过程进行了分析,结果发现高空冷涡与华北气旋北上,导致冷暖空气在吉林省中部地区发生交汇;副高后部有较明显的西南气流存在,该气流与其北端内蒙附近的西风急流形成一暖锋式切变;深厚的暖湿舌、水汽通量散度和比湿的大值区与暴雨落区形成很好地吻合;雷达速度产品"牛眼"结构、速度模糊等特征表明低空急流为本次暴雨天气提供良好的触发和水汽输送。

基于Ka波段云雷达探测的长白山麓夏秋季降水云宏观特征

为进一步了解长白山地区特殊地形下云宏观特征,利用2019—2021年6—10月靖宇Ka波段云雷达探测资料,结合白山多普勒天气雷达、靖宇国家气象观测站分钟级降水观测数据,开展降水云宏观特征研究。结果表明:长白山麓夏秋季降水以中低云为主,中云降水占比最高,为54.81%,单层云降水占总样本的98.13%;云顶高度、云底高度及云厚度出现频次随高度(厚度)增加呈现先升高后降低趋势,分别在7~9 km、3~4 km、2~3 km出现频次最高,云顶高度日变化波动较小,云厚度自中午至夜间整体维持较高水平;夏季云宏观参量平均值高于秋季,层云降水云顶高度及云底高度均小于对流性降水云系。

吉林省中南部强降雪过程的雷达特征统计分析

利用常规观测资料及多普勒雷达强度、径向速度、风速垂直廓线等衍生产品对2007-2012年发生在吉林省中南部的16次强降雪天气进行统计分析,结果表明：强降雪过程中基本反射率因子维持在15~30d Bz,RHI剖面无明显核区;径向速度场强降雪回波无逆风区特征,＂牛眼＂结构出现比例为70%,速度模糊出现比例为80%,＂S＂或反＂S＂结构比例为80%;降雪过程前中期暖区势力强势,随冷空气下沉-20℃层高度迅速降低;径向速度场上任意高度出现西北或偏北风,可以作为强降雪过程减弱或趋于结束的短时临近预报指标。

排桩-土钉墙复合支护体系在深基坑中的应用

介绍了排桩-土钉墙复合支护体系在深基坑工程中的应用,本文结合包头市城市轨道交通控制中心工程深基坑实例,从设计方案对比分析到施工及监测过程,分析复合土钉墙技术的优势和排桩-土钉墙复合支护体系的应用范围。该项技术从项目的安全性、经济性等方面发挥了巨大的优势,可为同类工程的设计及施工提供参考。

基于CFL-03风廓线雷达的强对流天气物理量诊断分析

利用长春CFL-03风廓线雷达探测资料和地面观测资料,计算表征强对流天气动力特征的低空急流指数、垂直风切变、相对螺旋度等物理量,结合长春站2008—2012年发生的15次强对流天气个例,诊断分析强降水、雷暴天气过程中物理量演变特征。结果表明:低空急流指数与强降水、雷暴存在密切关系,强降水发生时及发生前低空急流指数突然增大,雷暴发生过程中低空急流指数出现极大值;强降水及雷暴天气均存在中等强度以下垂直风切变;雷暴天气过程低层与中高层相对螺旋度呈现反向变化趋势。

吉林省长白山地形对降水云系影响的飞机探测和数值模拟研究

由于长白山地形云系的飞机观测研究非常有限,缺少对降水形成的微物理机制的深入研究.吉林省气象部门先后承担了国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划课题,对长白山地形降水云系进行了飞机观测和数值模拟研究.