广西银滩南部海域海洋牧场渔业资源评估

为掌握广西北海银滩海洋牧场海域的鱼类资源状况,分别于2022年3月、2023年1月采用分裂波束式科学探鱼仪(Simrad EK80)对该海域进行了2次声学调查。利用回波积分法并结合拖网采样(网目尺寸:4.0 cm×2.5 cm)对调查海域内生物的尾数密度、生物量密度及空间分布进行了评估分析。结果表明,无论是在人工鱼礁区还是对照区,渔获组成均主要以小型个体为主(2022和2023年的个体平均体质量分别为8.64和29.8 g)。2022年3月人工鱼礁区和对照区声学评估种类平均尾数密度分别为66 003和41 903尾·km^(-2),平均生物量密度分别为726.66和469.90 kg·km^(-2);2023年1月人工鱼礁区和对照区声学评估种类平均尾数密度分别为17 194和11 110尾·km^(-2),平均生物量密度分别为665.94和406.85 kg·km^(-2)。人工鱼礁区表现出明显的集鱼效果。调查海域渔业资源主要分布于5.0 m以深水层,且礁区渔业资源较对照区垂直分布范围更广。2次调查的人工鱼礁区平均单体目标强度(Target strength, TS)均大于对照区,且人工鱼礁区检测出的单体目标较对照区多,分布比对照区更集中,表明人工鱼礁影响了鱼类的资源分布。

基于空耦冲击回波法的饰面瓷砖层间脱空识别研究

针对饰面瓷砖脱空掉落的现象,建立了空气-饰面瓷砖层间脱空有限元模型,分析了钢球半径、激励速度以及信号采集位置等因素对饰面瓷砖层间脱空检测效果的影响,确定了最优值,然后利用特征识别参数对饰面瓷砖粘结层的脱空程度进行评估,并开展足尺试验对有限元模型的有效性进行验证。结果表明:钢球半径建议取9 mm,激励速度建议取1 m·s^(-1),信号采集点与激励点的横向距离不宜小于60 mm,垂向距离取5 mm;黏结层脱空会使冲击回波信号加强。因此,时域图中的信号波动性增强、衰减速度减缓,频域图中的声压级增大,主频段前移并分化为代表结构整体振动和局部振动的两个频段;并且随着脱空程度的增加,频域面积增大,通过计算频域面积可有效评估饰面瓷砖黏结层的脱空状况。研究结果为饰面瓷砖的无损检测提供了参考。

聚类算法在四个超级单体强对流过程雷电预警中的应用

选取2020年5月3日邢台出现四个超级单体的强对流过程,以6分钟的间隔对三维闪电数据进行划分,使用DBSCAN聚类算法删除离散点,使用K-means聚类算法对三维闪电数据进行聚类分析。选取轮廓系数最大的K值,并与雷达回波拼图数据进行对比,识别四个超级单体并计算聚类中心和聚类最大半径,使用趋势外推法对四个超级单体的运动轨迹进行预测。分析表明:DBSCAN聚类算法可以有效删除离散点,操作性强;四个超级单体的K-means算法聚类中心和30 dBZ以上的强回波区域一致性较好,可以获取聚类中心运动轨迹和聚类最大半径;使用临近三个时次数据进行趋势外推,MSE最小,该方法对雷电预警信号发布有参考价值。

时延差和功率比双变量对地面数字电视单频网覆盖重叠区的接收效果影响研究

要确保地面数字电视单频网覆盖重叠区设备稳定接收信号,需满足抗回波时延要求或达到地面数字电视干扰同频保护率标准。本文以时延差和功率比组合变量作为矩阵测试点进行单频网组网实验,结果显示在理论接收条件区之外存在次优条件区,设备可正常接收信号。该发现为单频网组网优化及发射参数调优提供了更多参考依据。

基于多普勒雷达探测技术的沿海地区暴雨预警方法

依靠单一的波束反射率特征信息,其预警结果的虚假警报比例较高,对此,提出基于多普勒雷达探测技术的沿海地区暴雨预警方法。运用多普勒雷达探测技术捕捉雷达波束反射因子后,提取隐藏的径向辐合参量,得到全面的天气雷达数据,并通过退速度模糊方法进行数据修正。以梯度下降算法为核心,对目标气象数据进行反演分析。通过TITAN算法识别暴雨云团,建立雷达回波特征匹配方法明确暴雨云团状态。最后,通过WSR-88D探测算法计算暴雨指数,实现沿海地区暴雨预警。结果表明,所提方法的虚假警报比降低了17%与24%,准确完成了沿海地区的暴雨预警。

一次超级单体的多普勒特征和数值模拟特征对比分析

首先利用多普勒雷达分析了影响广州的超级单体的典型特征。从反射率因子产品中可以观测到指状回波、V型缺口、弱回波区、回波悬垂和回波墙。截取沿着风暴低层入流方向并通过反射率因子核区的垂直剖面,分析出云内存在两支对峙的上升和下沉气流。随后利用三维对流风暴云模式模拟了此次过程。模拟的最大反射率因子为75 dBZ,60 dBZ回波核区厚度超过了14km,比实际探测值偏大,这是模式本身的问题,其主要原因是没有考虑衰减的影响,也可能是模式初始扰动偏大和粒子非球形的影响。模式还给出了超级单体强盛时的流场结构：近地层以辐合气流为主,为雷暴出流；其上上升气流占据主导地位,为辐合风场；但在顶端没有给出携带降雨粒子的出流所产生的云砧。另外,模式较好地模拟了云内垂直运动的演变：开始时,地面辐合形成有组织的上升气流；随后上升运动加大,具有倾斜性,促使单体进一步发展；之后,单体内出现了下沉气流,与上升气流并存,但上升气流占主导地位；风暴强盛时近地层辐散加强；此后,下沉气流逐步控制云体,单体迅速减弱。

深圳一次强飑线过程的闪电频数与天气雷达回波关系分析

利用深圳市气象局的闪电定位网资料、多普勒雷达资料和常规天气资料,分析了深圳地区2012年4月一次强飑线过程的地闪变化特征以及闪电活动与雷达回波特征的相关性。结果表明,在整个飑线过程中随着时间的推移,正地闪占地闪总数的比例虽然有所增大,但负地闪仍然占绝对优势,正、负地闪主要发生在30 d BZ以上的强回波区,地闪分布与雷达回波强度表现出很好的对应关系;在-10℃、-15℃和-20℃三个高度层上,雷达回波强度的每一次跳跃变化都对应着地闪频数的跃增,且地闪频数跃增的时间与回波强度跃增时间一致,其中-20℃层高度上回波强度与地闪频数相关性最好;在飑线过程不同阶段,雷达回波强度的概率密度分布等特征量可以反映闪电频数在相应时期的变化;另外,强回波面积与闪电活动也有较好的相关性,其中-5℃层高度上超过40 d BZ的雷达反射率面积与地闪频数的相关系数为0.90,其对数拟合优度R2为0.798,各温度层上相关系数最高项的线性拟合效果均好于对数拟合。

南昌地区雷击事件气候统计与天气分析

为了更好地监测预警南昌地区雷电天气,减少雷击引发的人员伤亡事件的发生,使用南昌市2000-2022年历史雷击事件资料进行气候统计与天气分析。结果表明:2000-2022年南昌地区雷击事件共出现96次,雷击事件的年、月、日变化均为“单峰”型;500 hPa高空槽,低层辐合、高层辐散等天气系统是产生雷击事件的重要天气系统,中层干舌与低层湿区的交汇处最易产生雷击事件;雷击事件的10 min闪电频次与45dBZ雷达回波强度相关性较好,闪电密集发生在≥45dBZ回波中。研究结果为南昌地区雷击事件的监测预警提供了分析依据。

脊柱旁反射区埋线治疗腹泻型肠易激综合征临床观察

目的:观察脊柱旁反射区埋线疗法对腹泻型肠易激综合征的临床疗效。方法:选80例腹泻型肠易激综合征患者随机分成两组,治疗组在脊柱旁反射区埋线,对照组口服奥替溴胺片。结果:治疗组在腹痛、大便次数、烂便和黏液便等症状上的改变明显优于对照组。结论:脊柱旁反射区埋线疗法治疗腹泻型肠易激综合征疗效优于单纯的药物治疗,值得进一步推广。

多普勒雷达速度场缺测区域填补技术的数值模拟

针对多普勒天气雷达探测风场时,常因大面积无回波区的存在,对提取平均散度和平均形变信息的精度有较大影响。利用Sirmans建议的技术来模拟降水回波信号,得到含有0、1、2阶谐波的平面线性速度场并进行加噪处理,得到近乎真实的多普勒速度场。对模拟的平面线性速度场人为设定无回波区,利用VAD技术和迭代法对平面线性速度场做连续性缺口和非连续性缺口的迭代法填补。数值模拟结果表明:对于模拟的无噪声平面线性速度场,迭代法可以基本无误差填补连续性累积缺口在10°到180°的速度场无回波区;对连续性累积缺口,在σ_v=2m·s^(-1),SNR≥5 dB和SNR=20 dB,σ_v≤4 m·s^(-1)的情况下,连续性累积缺口在120°以内,迭代法能较高精度地填补速度场无回波区,填补后0、1、2阶谐波误差绝对值基本能控制在15%以内,80 km距离圈上缺口处迭代前后速度相对误差均在30%以内;对非连续性累积缺口为0°～180°的平面线性速度场,在附加不同噪声条件下,迭代法均可较好地填补累积缺口在180°以内的平面速度场,且80 km距离圈上缺口处迭代前后速度值误差均能控制在15%以内。说明利用迭代法填补多普勒速度场无回波区,填补效果较好,精度较高,这对改善从多普勒速度场中提取平均散度和平均形变信息的精度有极大的帮助作用。

常规雷达测量回波区内部运动及与多普勒雷达的比较

本文首先简要介绍矩不变量法测量回波区内部流场的原理和实施方法,尔后用数字化雷达的PPI资料,据上述原理和实施方法得到回波区内部各回波模块的u,V分量及它们所在方位的径向速度,并将这些径向速度和同时测得的多普勒径向速度相比较。结果表明,在分析的两次天气过程共4个个例中,其准确率可达80％左右,若除去边缘效应所产生的错误风矢量,则准确率可达90％以上。这为中、小尺度灾害性天气监测和预报、云物理和人工影响天气等方面的研究提供了一个较可靠的探测手段。

河北省雷暴大风的雷达回波特征及预报关键点

应用河北省石家庄新乐CINRAD-SA雷达资料对2006—2008年河北省中南部地区262个站雷暴大风的雷达回波特征进行统计。分析发现,雷暴大风的主要雷达回波特征有弓形回波、阵风锋和径向速度大值区,出现其中一个或多个特征均可发布雷暴大风预警。根据以上雷达回波特征能够对66%的雷暴大风发布预警,34%的雷暴大风仅仅依据雷达资料无法预警,其中孤立块状回波占39%,带状回波占61%。弓形回波仅占雷暴大风的19.8%,能够观测到的阵风锋回波仅占16.8%,65.3%的雷暴大风观测到径向速度大值区,径向速度大值区是雷暴大风最重要的雷达回波特征。径向速度大值区的形成一般早于弓形回波和阵风锋回波,依据径向速度大值区可更早发布雷暴大风预警。

新一代天气雷达产品在南疆冰雹天气中的分析及应用

利用南疆阿克苏新一代天气雷达CINRAD/CC的基本产品和导出产品,分析了阿克苏一次冰雹过程的环流背景、环境因子以及冰雹云多普勒天气雷达的回波特征,发现中等强度的垂直风切变和弱回波区是此次冰雹天气的重要特征,并得出垂直累积液态水含量、回波顶高和FY-2C定量产品的简明预报判据,为南疆地区冰雹的临近预报提供了依据。

FY-4A卫星闪电资料在台风飑线天气监测中的应用能力分析

为更好地开展风云四号气象卫星(FY-4A)闪电资料的业务化应用提供参考,结合地闪和多普勒雷达数据,对受2018年第22号台风"山竹"影响、于9月17日晚间在江西境内形成的台风飑线过程,对比分析了2种闪电资料的空间分布和时间演变差异,以及两者的频数与45 dBz以上强回波面积的时间演变特征,分析了卫星闪电与TBB低值区和地面大风位置的关系.研究结果发现:地闪的位置多超前于卫星闪电,两者的时间变化趋势基本一致,但卫星闪电的变化幅度远较地闪显著;卫星闪电基本位于TBB≤-72℃处及邻近区域;在对流强烈影响阶段,尽管卫星闪电频数的波动较大,但仍与强回波面积有同步增大的特征;伴随的雷暴大风大都发生在卫星闪电密集区的前沿,且偏于移动方向一侧,与相同时段的地闪相似,表明它们对判识雷暴大风的可能发生位置有较好的辅助作用.

沈阳一次局地大暴雨过程中逆风区的回波演变

利用沈阳CINRAD/SA多普勒天气雷达观测资料及加密自动站资料等,对2009年7月11日发生在沈阳西部的中尺度大暴雨天气过程进行分析。结果表明:雷达1.5°仰角PPI图上有逆风区存在,逆风区出现的时间要比强降水出现的时间早10 min以上,强降水区与逆风区、强回波区、VIL值的大值区有较好的对应关系,逆风区的出现对强对流天气的预报预警有指示作用。

宁夏北部一次短时暴雨中尺度对流系统的特征分析

利用自动站、闪电定位信息、多普勒雷达、卫星黑体亮温等气象资料，对2008年7月18日夜间宁夏石炭井的短时暴雨天气进行了分析。结果表明：此次单站短时暴雨是在“西高东低”的环流背景下，受东北冷涡后部横槽和低值系统影响，由两个相对较强的对流单体先后影响而后合并维持造成的。中尺度对流系统在宁夏北部持续时间近6h，云项亮温梯度最大值维持在石炭并一带；对应3次强降水时段，雷达回波强度、回波顶高、VIL出现了3次峰值，径向速度出现了气旋式辐合和逆风区结构，逆风区出现时间较强降水出现提前了20～30min，与强降水的发生、发展和减弱有较好的对应关系；闪电发生高密度区位于降水中心前缘，闪电频率突然增大时间较强降水出现超前1h。

强弱降水超级单体风暴雷达回波特征对比分析

应用天气图、卫星云图资料,重点应用天津新一代天气雷达(CINRAD/SA)产品,对2002年7月15日发生在天津市宁河县的冰雹天气过程和2005年8月16日发生在天津地区的强降水天气过程进行对比分析,重点分析了速度图上中尺度系统的回波特征和反射率图上的图像特征。结果表明:虽然产生这两次强对流天气的影响系统不同,但雷达回波上显示都是超级单体风暴,强降水超级单体风暴产生的是77.5 mm.h-1的暴雨且回波移动方向不会发生改变;弱降水超级单体风暴产生的是直径40 mm的大冰雹且回波移动方向发生了180°的改变。速度图上的特征也不相同,强降水超级单体风暴显示的是"逆风区"特征;弱降水超级单体风暴显示的是中气旋特征。对回波转向原因进行了分析,得出了回波将向核区直径较大、旋转速度较大的中气旋所在方位转向的结论。

斜入射条件下角锥棱镜光学特性分析

角锥棱镜具有严格的后向反射特性。激光斜入射条件下,会造成角锥棱镜有效反射面积的减小及附加光程差,对激光主动探测及激光精确测距产生影响。利用几何光学原理,建立了斜入射条件下角锥棱镜有效反射面积数学模型,针对激光精确测距要求,推导了附加光程差与入射角的关系。理论分析及数值仿真结果表明,激光主动探测系统回波功率随入射角的增大而减小,不同的入射方位角对应不同的最大可探测入射角。对于给定的角锥棱镜,测距精度随入射角的增大而减小,在角锥棱镜最大允许入射范围内,测距精度误差可达2.85 mm。这对角锥棱镜的设计和实际应用具有指导意义。

以一次飑线过程为例对多普勒天气雷达资料适用性分析

利用常规资料和多普勒资料,对2008年9月7日的一次较长生命史飑线过程进行综合分析,对多普勒雷达几个产品的适用性进行初步探讨。结果表明,在雷暴单体发展各个阶段,从雷达观测数据上可以分析出系统流场以及环境风场,两者相互影响会在雷达回波上显示特殊的配置形势。这种在大面积正速(负速)区里嵌套一小块数值均匀的负速(正速)区的配置经常被误判为中气旋,实际上这是由于在对流系统中层发生的径向辐合而产生的。在适当仰角的速度图(V26)上迭加风暴追踪信息(58STI),便于分析出风暴的发展阶段。通过对风暴追踪信息产品在单体发展的各个阶段上的预报准确性探讨,以及一些其他产品的适用性研究,并将结论利用于短时预报和诊断分析上,以期提高目前短时预报的水平。

一次超级单体雹暴观测分析和成雹区识别研究

利用多普勒雷达资料,结合探空和常规资料,对2 0 1 1年4月1 7日一次超级单体雹暴的流场和回波结构演变特征进行了详细研究,主要结果:该雹暴是在条件性不稳定和垂直风切变较大的环境条件下产生的右移风暴。雹云初生发展阶段,垂直剖面显示逐渐形成有组织化的斜上升气流促进雹云发展。成熟降雹阶段,雹云内形成一支强的斜上升气流和深厚的中气旋,主上升气流对应雹云的弱回波区。雹云维持典型的弱回波区—悬挂回波—回波墙特征结构。根据雷达径向速度和雹云移速订正得出的"零线"演变发现,随着雹云的发展,"零线"逐渐向悬挂回波靠近,并穿过悬挂回波,"零线"的走向为上翘式,附近"穴道"的汇集力较强,有利于降雹。通过对"零线"位置的判断可分析有利成雹的区域。根据高低空两层强回波的水平错位,利用两高度强中心连线所作剖面能快速准确得出特征剖面,并将0°C层以上6 k m高度处降雹潜势达到1 0 0%的4 5 d B Z的区域识别为成雹区,与降雹实况对比发现识别效果良好。