2012—2021年周宁水库流域地面烟炉人工增雨作业效果统计分析

为进一步了解福建周宁水库流域地面烟炉人工增雨作业效果,以提高地面烟炉人工增雨作业的科学性,利用2012—2021年周宁水库流域118次地面烟炉人工增雨作业信息,对不同季节、不同天气系统和不同作业方式人工增雨作业效果进行统计分析。结果表明,春季人工增雨作业次数最多,作业效果也最好,秋季人工增雨作业次数较少,但增雨效果稳定,负效果比例最低,可适当增加秋季增雨作业的频次,进一步提升增水量;在高空槽(低层切变)影响下,其绝对增水量远大于其他天气系统影响下的增水量,作业次数最多,增雨效果最明显;采用单点多次或多点联合的作业方式,有利于对降水云系进行充分催化,有效提升增雨作业的效果。

福建省ECMWF细网格模式2 m温度预报误差分析与订正

选取2022年1月1日—12月31日ECMWF细网格模式2 m温度预报24 h以内预报时效产品和对应时次的福建省70个国家站观测资料进行分析,采用ARIMA(差分自回归移动平均)模型和双权重ARIMA模型分别对2 m温度预报产品进行偏差订正,并对订正前后的结果进行对比分析。结果表明:1)ECMWF模式2 m温度预报在福建省主要呈现冷偏差,随着预报时效的增加,均方根误差和准确率随之变差;分别用两种模型进行订正,平均绝对误差由2.1℃以内减小到1.6℃以内,均方根误差从2.5℃以内降低到2.1℃以内,且偏差越大,订正效果越明显。2)ECMWF模式2 m温度逐月预报效果差异较大,订正后各评价指标均有显著改进,各月平均误差在-0.5—0.5℃。3)ECMWF模式2 m温度预报偏差主要表现为福建东部沿海小、中西部较大;订正后平均绝对误差和均方根误差减小至2℃以内,且对高海拔地区的站点改善效果更加明显。与ARIMA模型相比,双权重ARIMA模型订正后平均绝对误差与均方根误差更小、准确率更高,订正效果更好。

小尺度重力波引起夜光云反照率变化的统计特征

利用AIM卫星搭载的CIPS云成像探测器获得的云图数据,提取2008-2009年南北半球共6664个小尺度重力波(波长10~150 km)个例,通过重力波区域与背景云层反照率变化值的对比分析,研究重力波引起云层反照率的变化特征.结果表明,重力波引起的反照率变化值以正值为主,最大平均值4.48×10^(-6)sr^(-1)出现在南半球降交轨道.反照率变化值与IWC变化值正相关,相关系数均在0.85以上.重力波引起的反照率变化呈现出很强的纬度和时间依赖性,且几乎均为正值.反照率变化值在中期阶段(冬/夏至日之后的50天)的高纬地区(>70°)更大,但在中期以外始末阶段的低纬地区(<70°)逐渐变小,甚至开始出现负值.随着背景云层的增强,反照率平均值呈线性增大,小尺度重力波能够引起背景云层反照率约14.6%~28.8%的变化量.当重力波引起的反照率周期性变化的振幅逐渐增大时,反照率变化值也线性增大,变化率约为0.909%~1.194%.南半球的变化率整体比北半球稍小。

夜光云内小尺度重力波对冰晶粒径谱的影响规律研究

本文利用AIM卫星搭载的CIPS云图反照率和冰晶粒径数据,从中提取了2007/08南半球和2008年北半球共6489个小尺度重力波活动（波长5~150km范围）个例,对重力波区域与背景云层冰晶粒径谱进行对比分析,从而研究重力波对冰晶平均半径和谱宽的影响规律.结果表明,北半球重力波区域冰晶的平均半径和谱宽分别比背景云层小2.5nm和6.1nm,南半球则分别减小1.1nm和7.9nm.在随纬度的分布上,小于80°时,南北半球的平均半径扰动值均为负值,绝对值随纬度增大而减小,而大于80°时,负扰动转变为正扰动,且绝对值增加;谱宽扰动的绝对值也随着纬度增加而减小,但均为负值.在季节内随时间的分布上,南北半球重力波对冰晶平均半径和谱宽的扰动在始末阶段以负值为主,且绝对值较大,而在中期阶段正负值相当,且绝对值较小.这一特征与重力波引起冰晶粒径变化的振幅在纬度和时间上的分布趋势一致.重力波的波长均随纬度升高而减小,在季节的始末阶段较大,中期小,且南半球的平均波长和变化幅度都要明显大于北半球的,粒径扰动振幅随波长的变化率为南半球0.207nm·km-1,北半球的0.163nm·km-1.根据分析推断,重力波自身的扰动振幅应与其影响区域内的谱参数相对于背景云层的变化量有直接关系,且振幅越大,平均半径和谱宽的负扰动就越大.

伊宁春季层状云和混合云降水的雨滴谱统计特征分析

利用设在伊宁的激光雨滴谱仪获取的2013年4月的降水资料,对层状云和混合云降水粒子谱的微物理参量平均值和Gamma函数拟合结果以及Z-I关系进行对比分析。计算结果表明,伊宁地区春季降水的微物理参量普遍偏小,小滴对降水浓度的贡献达到92%以上,即降水主要以小滴为主。层状云降水的雨强、雨滴数浓度、雨滴的各类微物理特征参量的平均值均大于混合云降水。函数拟合结果表明,混合云降水的雨滴谱宽大于层状云降水的雨滴谱宽,层状云和混合云降水的雨滴谱都比较符合Gamma分布,在小滴段Gamma分布对实际谱都有一定的低估,在大于1 mm的粒径段,拟合结果有一定的偏差。还讨论了雨滴大小因子Λ和形状因子μ之间的关系以及Z-I关系,Λ-μ关系与粒子尺度有关,根据拟合的二项式得到层状云降水粒子的平均直径大于混合云降水的平均直径。

新疆新一代区域数值预报业务系统客观检验分析

运用MET检验工具,对新一代乌鲁木齐区域数值预报业务系统(RMAPS-CA)和目前业务运行系统(DOGRAFS)各季节业务模式预报性能进行对比检验分析。结果表明,相较于DOGRAFS系统,RMAPS-CA系统具有更高的空间分辨率和预报检验评分,预报能力明显提高。具体表现为:(1)对于高空要素预报,RMAPS-CA系统温度预报在中低层效果优于DOGRAFS系统,高层略差于DOGRAFS;RMAPS-CA系统位势高度春、秋、冬季的预报效果整体上优于DOGRAFS,夏季则各有优劣。(2)从地面要素预报结果看,夏季RMAPS-CA系统的温度预报偏差大于DOGRAFS系统,其余季节RMAPS-CA系统的温度预报效果整体优于DOGRAFS系统;春季RMAPS-CA系统的10m风速预报偏差大于DOGRAFS系统,其余季节RMAPS-CA系统的10m风速预报效果整体优于DOGRAFS系统;从24 h累计降水检验结果看,RMAPS-CA系统预报效果整体优于DOGRAFS系统,尤其在小量级降水预报RMAPS-CA系统TS评分均高于DOGRAFS系统。(3)从强降水个例分析看,对于降水落区与降水强度、站点降水和降水评分,RMAPS-CA系统的降水预报效果优于DOGRAFS系统。

基于雨强分级的乌鲁木齐雨滴谱特征研究

利用乌鲁木齐PARSIVAL激光雨滴谱仪2012-2013年观测资料,对春、夏、秋季不同雨强降雨的雨滴谱微物理特征参量及其随时间演变特征、Gamma函数拟合、关系等进行研究。结果表明:(1)乌鲁木齐降雨以小粒子为主,大雨强降雨的6种特征直径最大,中雨强降雨次之,小雨强降雨最小。雨滴数密度主要来自于小雨滴(直径<1 mm),大雨滴(直径>3 mm)是雨强的主要贡献者,中雨滴(直径1-3 mm)是含水量和雷达反射率因子的主要贡献者,雷达反射率因子受雨滴尺寸影响很大。(2)小雨强降雨各微物理参量比较稳定,变化幅度不大,大雨强降雨则变化剧烈,出现多峰型,中雨强降雨介于二者之间。大雨强降雨的谱宽和峰值浓度最大,小雨强降雨最小,中雨强降雨介于二者之间,小雨强降雨的拟合谱具有明显的季节差异性;秋季峰值浓度最大,这与秋季多大风天气有关。(3)Gamma拟合参数 Λ-μ关系与粒子尺寸有关,可以用二项式进行描述。拟合出的Z-I关系系数均小于目前常用的Z=300I^(1.4)关系系数,因此,利用Z=300I^(1.4)关系在乌鲁木齐进行降雨定量估测研究时会造成对降雨强度的高估,回波强度越大,高估越明显。夏季大雨强降雨无法拟合出相关系数比较高的Z-I关系,这与乌鲁木齐大雨强降雨具有强度大、时间短、随时间变化迅速的特点有关。

福建区域气象观测自动站气温数据集建立及质量评估

整理并分析福建省区域自动气象观测站2008—2020年逐小时气温数据,结果显示,2009年以来,区域站最高气温、最低气温、气温年平均实有率均在90%以上;2008—2020年区域站最高气温、最低气温、气温数据年平均正确率均大于99%,年平均错误率均小于0.12%,年平均可疑率均小于1%;2008—2020年福建省年平均气温呈整体上升趋势。