祁连山北坡沙尘天气气溶胶特征的飞机观测

了解沙尘天气下气溶胶的垂直分布特征对于进一步认识气溶胶-云相互作用及其天气、气候效应至关重要。基于2023年9月6日沙尘天气下的飞机观测数据,分析祁连山北坡沙尘气溶胶的垂直分布特征。结果表明:此次沙尘天气是在高空锋区及地面冷高压的共同作用下形成。受沙尘天气影响,气溶胶粒径谱宽增宽;气溶胶数浓度较背景可上升约2~3倍,且气溶胶数浓度大值区呈悬垂状态分布,粒子数浓度大值层位于4000~4500 m和3000~4000 m高度;对沙尘气溶胶数浓度贡献最大的细粒子和粗粒子粒径分别为1.2~1.8μm和6.5~16.6μm,且气溶胶数浓度的增大在粗粒子段更为明显。气溶胶来源及输送层、以及气象要素垂直分布演变在气溶胶垂直分布及谱分布中发挥了重要作用。

藏东南大气中多环芳烃的污染特征及来源分析

为探究青藏高原东南部大气中多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,简称PAHs)的污染、源及输送特征,利用鲁朗地区(29.77°N,94.73°E)总悬浮颗粒物(Total Suspended Particles,简称TSP)和大气中的14种PAHs含量,结合同期气象环境数据进行了综合分析。结果表明,该地区TSP中PAHs和气相的PAHs质量浓度变化范围分别为0.22~5.05 ng m^(-3)和0.83~63.75 ng m^(-3),平均值分别为2.13 ng m^(-3)和11.33 ng m^(-3)。薪柴和柴油的燃烧是污染的主要方式,汽油燃烧等其他排放为次要方式。PAHs来自本地污染和远距离传输(Long Range Transmission,简称LRT)共同的影响。本地污染在四季各个源地均不相同。冬春季本地污染大,源在东南及正南方,夏秋季受本地和外来输送共同作用,本地源在东南方且占比小,LRT占比大。LRT受西北气流、西风气流和西南气流三支气流影响,污染严重时西南气流占主导,西风气流次之,污染较轻时西风气流或西北气流占主导,西北气流所传输的污染最少。该研究结果加深了对藏东南区域PAHs变化、输送特征的认识,为该区域大气污染治理提供了理论依据。

甘肃省东部冰雹特征及预警指标分析

利用典型代表年份的90个冰雹个例观测资料,采用统计和数理诊断的方法对冰雹天气物理量参数进行分析,构建了甘肃省东部地区冰雹天气概念模型和冰雹预警指标。结果表明:冰雹事件在时空分布上受到天气系统和地形双重影响,冰雹天气过程分为西北气流型、低槽型和低涡型,占比分别为52%、38%和10%,在地势高、地形复杂的地区更容易产生降雹。92%的降雹出现在13—20时,5—7月占全年发生降雹概率的86%。0℃层高度越高,冰雹在降落过程中融化的越快;回波顶高越高,层结水汽越丰富;强回波顶高越高,水汽越丰富,冰雹云发展旺盛;强回波顶高越接近回波顶高时,对流发展越旺盛。通过对降雹时的最大回波强度、最大回波顶高、最大垂直累积液态水含量(VILmax)、垂直累积液水密度(VILD)以及K指数、沙氏指数(SI)、0℃层高度、-20℃层高度等物理量进行综合分析所构建的甘肃省东部地区的冰雹预警指标体系可对13 min冰雹临近预警提供定量化的判据。

祁连山人影试验数据档案的标准化处理

文章利用祁连山及周边地区气象观测和多种人影特种观测数据,按照数据档案工作的标准化、规范化要求,利用数据档案管理的基本原理,分析了祁连山人影试验数据档案的标准化处理和制订档案标准化配套体系的思路。实现了祁连山人影试验数据资料采集的管理功能,多源数据的共享功能,数据质量控制以及预处理功能,自动记录采集存储功能,将祁连山试验示范基地的多项数据进行收集并统一化管理以及数据分析和利用,为科学研究和人影作业提供可靠的档案数据。

卫星遥感中国西北区东部近地面参数和植被参数分析

基于NOAA-16/AVHRR的资料结合定西和兰州的地面反射率观测资料,推算中国西北区东部地表特征参数和植被指数的最佳方案,用2001~2003年4~8月作物生长季5个地表特征的图像,按不同的土地覆盖类型分析地面反射率、表面温度、地气温差、植被指数（NDVI）、修正的土壤调整植被指数（MSAVI）和植被覆盖度的区域分布特征。结果表明,NDVI和MSAVI两者在不同的土地类型之间变化差别明显,尤其是在黄土高原与秦岭山地和青藏高原交界处的变化差别更明显。

地面人工增雨作业对祁连山森林火险气象等级的影响

根据森林火险气象等级的计算方法,基于2011-2020年祁连山区林区森林火险气象等级资料,筛选地面人工增雨作业后森林火险气象等级下降到零级火险解除的典型过程,分析地面人工增雨作业对祁连山森林火险气象等级的影响。结果表明:祁连山区各林区森林火险气象等级为四级及以上的主要时段集中在4-6月、9-11月,具有明显的季节分布特征;2011-2020年在祁连山西、中和东段区域共实施471次人工增雨作业,22.3%的作业后森林火险气象等级没有降低,46.1%的作业后森林火险气象等级有下降但没有降到零级,31.6%的作业后森林火险气象等级降到零级,共149次,其中有67.1%为三级以上森林火险气象等级;在自然降水和人工增雨作业的共同影响下,祁连山森林火险气象等级显著降低,以祁连山东段林区森林火险等级的降低效果最显著。

甘肃省玛曲县人工增雨气象条件分析

分析了甘肃省玛曲县降水的气候背景和天气系统,结果表明,80%的降水是由中尺度对流云团造成。为此,综述了用卫星云图分析青藏高原MCSs活动的特征及其大尺度环境条件和降水的关系,发现青南高原和玛曲对流云团的低云冰水路径,其中心强度为223～245 g/m2,大于东侧的陇南和陕南,而高云光学厚度则相反,玛曲仅为8,是陇南和陕南的44%,显然与高原海拔高度较高有关。玛曲的大降水多由对流云团产生,降水效率较小约为19%～40%,人工增雨潜力应比冷锋高云带大,但小于古巴热带对流云的增雨率39.7%。

VIL在识别冰雹云中的应用及估测误差分析

介绍了兰州CINRAD/CC(3830)多普勒雷达体扫描资料中垂直累计液态含水量VIL产品资料的生成技术及其估测误差分析,并结合甘肃中部地区降雨和降雹实测资料,提出了VIL(3km×3km)识别冰雹云的判别指标,有益于CINRAD/CC(3830)多普勒雷达在甘肃人工防雹增雨作业中有效应用。

兰州城区大气污染物分布特征分析

利用 2 0 0 0年兰州市大气污染源调查资料 ,对影响该市的主要大气污染物的年分担率进行 1 km× 1 km 网格分析 ,结果表明 :由生活源排放的主要大气污染物年分担率呈“面”状联片分布 ,年分担率并不高 ,但影响范围较大 ;而工业源年分担率呈“点”状分散分布 ,年分担率较大 ,网格内影响较严重 ;叠加源呈“区域”壮大范围联片分布 ,年分担率最大 ,影响的范围也广 ,污染物年分担率的分布正好与污染源的位置分布相一致 ,高值区与排放量较大的污染源相对应。

甘肃冰雹灾害对农业的影响及其防御对策研究

冰雹是甘肃农业的主要自然灾害之一 ,对农作物危害极大。为了增强我省农业生产及防雹抗灾能力 ,以减少农作物的雹灾损失 ,在统计分析甘肃降雹的区域及时空分布的基础上 ,针对不同程度的降雹过程对农作物所造成的灾害影响 。

兰州地区秋季层状云垂直微物理特征分析

利用PMS云粒子测量仪器和机载温湿仪测得的2001年9、10月份在兰州中川机场上空的5次天气过程的层状云垂直探测资料,分析了秋季Cs-As-Ns和Ac-Sc结构层状云温度,云粒子浓度、粒子直径、液态含水量及云粒子谱的垂直分布特征,用N阶Γ函数对云粒子谱分布进行了拟合,选出最优化拟合参数,并指出逆温层相对于温度0℃层的位置和逆温强弱对云滴的微物理特征的分布和降水形成有显著的影响。

用GMS5卫星反演水汽场分析中国西北地区大气水汽分布的气候特征

卫星遥感资料具有反演大气水汽含量的能力。由于山区降水一般随高度增加,而海拔高的地区大气柱的厚度比海拔低的地区薄,整层水汽含量少,使得大气总水汽含量与降水的分布在复杂地形情况下不吻合。为此,引入用卫星反演的单位大气柱水汽含量,较好地反映了降水的空间分布特征。分析结果表明,在云水条件上,西北地区东部具备了较好的实施人工增雨(雪)的条件,尤其在春、夏季,实施人工增雨(雪)的云水条件更加优越。

冰雹云中闪电特征观测研究

通过对西北地区11次冰雹过程闪电定位仪和多普勒雷达观测资料的分析结果表明,闪电5 min频次分布呈现规律变化,在降雹前4～97 min出现频次大于20次的峰值,冰雹过程正地闪占总地闪比值在24.7%～40%之间;闪电密度最大中心区出现在降雹位置之前,闪电逐时空间分布标识出冰雹云的发展移动路径;闪电分布在雷达回波区,并不与雷达最强回波区对应,闪电频次、正地闪所占的比值和闪电时间序列分布,可能起到预警冰雹的作用。

用卫星资料反演中国西北地区东部蒸散量的遥感模型

根据定西干旱气象与生态环境试验基地的麦田微气象观测和研究区的124个气象站常规资料，结合NOAA-16／AVHRR的资料，采用地表能量平衡算法的卫星遥感模型估算了中国西北地区东部4—8月的日蒸散量及其区域分布，并按气候和土地利用类型分别统计灌溉农田、干旱草地、冬春小麦农田、针阔混合林、常绿林和沼泽草甸等不同地表的蒸散量平均值和标准差，揭示了作物不同生育期自南到北由湿润的常绿林区至半干旱雨养农田直到干旱的荒漠地带的蒸散递减的分布特征。模型探索了卫星遥感无法得到近地层气温的难点，从而提高计算精度。经试验区54站蒸发皿推算的日蒸散量检验，相对误差为16．6％，与定西用LI7500型CO2／H2O通量仪实测的日蒸散量误差仅16．2％。结果表明计算的蒸散量与实测值在整个试验区内有良好的一致性。

春季冷锋天气过程层状云微物理结构个例分析

利用PMS云粒子测量系统和GPS定位系统探测了2002年4月28日一次冷锋天气过程,用取得的资料分析了此次过程云滴、冰晶等云微物理量的水平、垂直分布,以及谱的特征,确定出最佳谱模拟参数,揭示了其中发生的微物理过程,从微观角度说明了甘肃春季冷锋天气过程层状云的一些特点,并讨论了云系的增雨潜力。

中国区域运气学说适宜性研究Ⅰ——燥湿气候

本文利用55a全国气象站网逐日相对湿度实测资料,采用EOF和REOF等数理方法,评价中医运气学说在当代的科学价值。研究表明:全国多年平均相对湿度区域分布与五行理论观点基本一致;我国大部分地区燥湿变化主要特征符合运气学说的推演结论,适宜程度随区域有所不同,中央湿土之地湿度最高,北方和南方相对次高,东部风木之地和西部燥金之地最低;根据五行生克关系,对运气学说值年大运予以地域修正后,运气推算的准确度有明显提高,运气学说应包含地域性因素。

甘肃省秋季飞机人工增雨天气系统分型

为了探讨甘肃秋季人工增雨天气系统的影响特征,利用甘肃省1991—2002年飞机人工增雨作业资料,对秋季飞机人工增雨作业情况进行了统计分析;按照甘肃省秋季天气系统特征,利用探空资料,建立了甘肃省秋季天气系统自动化“判别模型”,得出甘肃秋季降水的高空环流可分为三种类型:平直多波动型、西南气流型和西北气流型,其中降水类型以平直多波动型为主。通过“判别模型”对飞机人工增雨天气系统的分型,结果表明飞机人工增雨作业的主要天气类型为西南气流型和平直多波动型。可为人工增雨作业区域选择和航线设计提供天气气候背景。

冰雹过程中闪电演变和雷达回波特征的综合分析

应用闪电定位网的资料和多普勒雷达资料,分析西北地区的降雹过程,详细讨论了2004年5月15日发生在兰州皋兰的一次降雹雷雨云的闪电演变、雷达回波特征和云特定参数之间的相互关系,对此雷雨云的闪电机制和电结构进行了分析推断。在皋兰产生降雹的个例分析表明,云中液态水含量是否出现高值区,是识别降雹开始的重要因子。在雷雨云移动路径上,总闪和云闪为线状分布,地闪集中分布在降雹区,云闪最多,地闪中绝大多数为负闪。综合计算降雹时段云参数分析表明,云中降水率和含水量对产生闪电相对敏感,推断这次雷雨云的电结构可能属于上正下负的偶极子型。

卫星遥感结合地面观测估算中国西北区东部地表能量通量

采用定西麦田微气象观测站和试验区其它地区36个自动气象站、91个常规气象站资料，结合NOAA-16卫星的AvHRR资料，用地表能量平衡算法（SEBAL）推导中国西北区东部4～8月的日平均地表净辐射、感热、潜热、土壤热通量密度和波文比的区域分布特征，并按土地覆盖类型的不同分别统计沿黄灌区、冬春小麦雨养农田、草地、森林和沼泽草甸等不同地表的能量通量特征。结果显示：作物不同生育期，自南向北由湿润的常绿林区经半干旱雨养农业区直到干旱的荒漠地带，地表能量输送存在巨大的地区差异。计算结果与实测值之间的平均绝对百分误差为4％～21％，两者基本相符，该方法在算法上解决了用卫星资料反演地气温差的难点问题，提高了感热通量区域分布的计算精度。

祁连山北坡一次人工增雨降水过程雨滴谱特征分析

本文以2020年8月21日在祁连山开展的人工增雨外场试验为例,分析了祁连山北坡雨滴谱特征和增雨作业前后雨滴谱特征参量和谱型的变化。结果表明:虽然此次降水不均匀,但北坡3个试验点微物理参量特征值的演变较接近,平均雨滴谱谱宽均较小,谱型基本一致,均为单峰型,峰值出现在0.5mm左右。Gamma分布对雨滴谱的拟合效果较好,分布曲线能较准确地反映实际雨滴谱的分布形态,但在峰值段(0.5mm)拟合值有偏差,拟合结果略小于实测谱。Z-I之间满足对数相关,拟合优度R2值都在0.86以上,有较好的拟合关系。作业后雨滴尺度、总数浓度、雨强等均出现增大趋势,作业后雨滴谱的谱宽逐渐增大,作业后10min,峰型由单峰转变为双峰,作业后30min、60min,谱宽持续增大,说明此时云内小雨滴间的碰并过程开始出现,产生了较大尺度的雨滴。