固态降水传感器现场核查装置技术研究

针对气象观测台站固态降水传感器现场核查及测试的实际需求,研制了现场核查装置,结合砝码法实现了固态降水传感器的现场核查和测试;现场核查装置由基于ZigBee无线网络的数据获取装置和加重装置构成,数据获取装置具备环境气压、温度、相对湿度的实时检测能力,具备RS232、RS485及通断信号方式3种固态降水传感器接口的数据读取能力;加重装置由三角支架、OPD降水模拟器及砝码托盘组成,其中降水模拟器采用阻挡原有OPD降水发生探测器红外光束,人为给定指定频率脉冲信号的方法实现了降水的模拟,能够兼容多种型号的固态降水传感器;经实验测试,固态降水传感器能够准确识别加入其中的砝码重量,数据获取装置的3种接口数据读取准确度均达到100%;降水量测量值与理论值相关系数为0.9999;表明现场核查装置能够应用于固态降水传感器现场核查及测试业务。

新疆阿勒泰国家基准气候站ZQZ-BH型称重式固态降水试验研究

新疆阿勒泰国家基准气候站ZQZ BH型称重式固态降水试验研究,连续采集了1年的实时数据,将固态降水监测数据与该站人工观测数据对比分析后,认为ZQZ-BH型称重式固态降水监测设备能有效弥补无人自动气象站在冬季无降水监测数据的不足,提供逐时、连续的多相态累计降水量监测数据,具有一定参考价值,可用于人工增雪作业效果检验和评估,在判定0.2 mm以上降水量等级(不含微量降水等级)方面具有一定的参考价值。

浅谈大气固态降水的特征

降水现象是天气现象的一种,大气以固态形式降落到地球表面上的降水,叫做大气固态降水。它包括雪、霰、米雪、冰粒、冰雹,都是在一定的天气条件下产生的。本文详细地分析了冰雹的成因、灾害时空动荡格局以及冰雹灾害所造成的损失情况,为更好有效地防治冰雹灾害提供条件,减少国民经济损失。

基于二维粒子谱仪的固态降水粒子自动分类研究-雪花和霰

固态降水粒子进行准确而细致的分类对许多大气过程及天气雷达的应用是十分重要的。使用二维光学粒子谱仪(2DVD)对单个降水粒子进行测量,并基于测得的粒子微物理参数及特性提供降水过程中--分钟单位时间间隔内主要降水粒子类型的估测,对固态降水粒子进行自动分类。为实现自动分类任务,考虑将该工作与常用的机器学习分类算法相结合,应用朴素贝叶斯,支撑向量机(SVM),决策树三种监督学习算法对单位时间间隔内的粒子分类。文中将降水粒子归类为雪花和筱两种主要类型,并结合人工检测进行结果验证,最终利用独立的数据集进一步验证,证明分类算法的准确性。

池州地区冬半年固态降水及其环流背景统计特征

基于2003-2018年冬半年(11月-次年3月)观测资料,采用T-mode主成分客观分析法(TPCA)等进行固态降水与环流背景的统计分析。结果表明:池州172个固态降水日,主要月份固态降水出现的频率分别是44.8%(1月)、27.9%(2月)和16.3%(12月)。雨雪转换、纯雪和冻雨3类天气占比分别为55.2%、41.3%和3.5%。环流形势可划分为一槽一脊型(Ⅰ型)、纬向波动型(Ⅱ型)和两槽一脊型(Ⅲ型),其中Ⅰ型占比最多,Ⅱ型次之,Ⅲ型较少。Ⅰ~Ⅲ型分别代表北方冷空气从中路、西路和东路南下,池州固态降水过程主要受中路冷空气影响。Ⅰ型气温最低,出现固态降水概率最高,是其他形势的3倍以上;Ⅱ型气温最高,出现固态降水概率最低。除Ⅲ型外,纯雪过程的中低层温度均较雨雪转换过程低2.0℃左右。925 hPa温度在雨雪转换过程与850 hPa基本相同,一般在-4.0~-5.0℃,在纯雪过程中则比850 h Pa高1.0℃左右。1 000 hPa温度在雨雪转换过程基本在0℃附近,纯雪则在0℃以下。池州固态降水的中低层环流特征是:925 hPa为东北风,850 hPa存在气旋性环流,700 hPa有12.0 m/s左右的偏南风急流、水汽通量及水汽通量散度大值中心。池州冬半年固态降水一般属于冷锋大尺度降水,层结稳定,锋区位于700 hPa以下,低层有冷平流,切变线一般位于850~800 h Pa。

固态降水家族中的默默无闻者

众所周知,从相态上讲,降水分为固态和液态两大类。与液态降水相比,固态降水的种类更加繁多,我们不妨称之为“固态降水家族”。提起固态降水,有的人会想到雪花,有的人会想起冰雹。雪花因形态万千而备受世人推崇,冰雹因体形硕大而让人闻之色变。其实,固态降水家族中还有很多默默无闻者,它们静静地来、悄悄地走,来去间透露出低调的奢华。

九江两次可观测固态降水过程总结

通过分析常规实况资料以及EC-thin预报模式对比分析,对2018年12月7日20时至9日08时和2019年2月23日08时至14时发生在九江两次可观测降雪的成因进行对比分析,得出在降水充足的条件下,500hPa温度场成雪条件充足,中低层及地面温度不能使得固态降水完全融化时,到地面就形成可观测固态降水。

自动降水现象仪与人工观测对比分析

【目的】降水现象是重要的气象学指标之一,其观测数据准确性对气象预报及相关领域具有重要意义。【方法】实际观测中常存在器测数据与人工观测数据差异明显的现象,对比贵阳国家基准气候站的降水现象仪与人工观测数据分析。【结果】(1)降水现象仪可观测到台站发生的所有降水类型,但毛毛雨降水类型偏多,与人工观测偏差较大;(2)降水现象仪冰雹观测较人工记录而言,其判别条件有一定局限性,存在漏报现象;(3)降水现象仪对固态降水观测效果较差,漏报现象严重。【结论】降水现象仪在液态降水观测上准确性较高,但固态降水特别是冬季降水上需调整识别算法。

乌鲁木齐河源高山区固态降水对比测量的主要结果

降水量资料是水量平衡、冰川物质平衡、水文模型、区域及全球气候和环境变化研究的基本参变量。据国外研究,由于雨量器器口之上风速的增加及风向的变化对雨量器承受雨滴(雪粒)的干扰(动力损失,△P_a)、雨量器承水器和储水瓶(筒)内壁吸附部分降水(湿润损失,△P_w),以及降水停止到观测时刻和降水问歇期内雨量器储水瓶(筒)

中国北方冬季降水的多源资料产品评估和融合优化

为了考察不同来源降水产品在中国北方冬季(特别是固态降水)的精度和可用性,优化融合降水产品质量,利用2019年12月—2020年2月美国CMORPH和IMERGE卫星反演降水、日本GSMaP、中国气象局雷达定量估测降水(MOC-QPE)、CMAMESO模式预报以及地面观测插值等不同来源分析的降水产品,以地面站观测逐小时降水量数据为基准,从KGE评分、相关系数、平均误差和均方根误差等精度统计指标以及命中率(FOD)、虚警率(FAR)和TS评分等降水事件发生角度开展评估,结果表明:中国区域单源降水产品中地面插值分析产品对冬季降水描述精度最高也最稳定,但存在明显的系统偏低;其次是MOCQPE和IMERG卫星产品,对中国北方偏南部地区的降水有一定的描述能力,但对北方高纬度地区固态降水的反映能力较差;卫星产品中IMERG精度最高,CMORPH则基本没有反演能力;CMA-MSEO模式产品虽然误差较大但与地面站观测的降水特别是固态降水存在较高相关,明显优于雷达和IMERG、GSMaP等卫星产品。采用BMA技术融合雷达、模式、卫星降水形成优化背景场,评估逐步引入不同的数据源对融合降水在冬季的精度影响,引入IMERG卫星和CMA-MESO模式产品均能提升高分辨率融合产品的质量,其中模式产品的改进效果最显著。

冰雹灾害与防范

冰雹,又叫“雹”“雹子”,俗称“霸子”,有些地区也叫“冷子”“冰蛋”等,它是一些坚硬的小如绿豆、黄豆,大似栗子、鸡蛋的球状冰粒、锥状或形状不规则的固态降水物,由透明层和不透明层相间组成,是从发展强烈的积雨云中降落到地面的,是一种天气现象,亦是我国主要的气象灾害之一,初春或春夏之交、夏季最为常见。

称重式降水传感器与雨量器实测降水量对比分析

本文利用长春国家基准气候站2012年1月~4月、2012年10月~2013年4月，共11个月的固态降水资料，从数据的完整性、可靠性、准确性三个方面对DSH1型称重式降水传感器实时监测的降水量与口径20厘米的雨量器人工测量的降水量进行对比分析。得出结论：由于测量原理与方法不同，两者数据存在一定的差异。当过程降水量≥5.0毫米，称重式降水传感器降水量较口径20厘米的雨量器测得的降水量偏多5%~12%左右，从而更接近真实值；称重式降水传感器对降水开始有量时存在着严重的滞后性，待改进。

DSC3型称重式降水传感器安装使用效果初探

目前我国气象部门冬季对固态降水大多还是采取人工观测为主,存在时效性差,时空分布密度不足等弊端,不能全面、连续反映降雪过程的变化情况。DSC3型称重式降水传感器是实现自动降水观测的智能传感器,以输出脉冲信号形式无缝挂接在现有自动气象站上,同时输出RS232/485数字信号,可以同其他数字和总线系统及终端组网使用。该仪器实现了观测资料连续化,提高了观测质量和观测效率。根据此仪器特性,黑龙江省友谊农场气象站在2012年新引进了该仪器,以下是在安装、运行该仪器过程中所遇到的问题和解决办法,供大家共同探讨。

降水现象仪测试方法及注意事项

1引言随着气象站自动化的程度逐渐加快,一些自动传感设备也在陆续投入业务使用,而且有着很高的测算精度,如固态降水、降水现象仪。DSG5型降水现象仪可以实现对包括毛毛雨、雨（阵雨）、雪（阵雪）、雨夹雪（阵性雨夹雪）、冰雹等天气现象的自动观测与识别。目前全省85个国家级台站安装了降水现象仪,为做好降水现象仪的测试工作,保证设备在气象观测中发挥作用,本文对降水现象仪的测试方法及需要注意的事项进行仔细分析和判断.

湖州市降水对颗粒物浓度的影响分析

为了探究降水过程对颗粒物浓度的降低作用,以便更好的选择人影作业时间,本文利用2014年4月至2018年3月湖州国家基本气象站的地面常规观测资料和大气成分观测资料。结合这一阶段的酸雨观测资料,对比了总共273次降水过程前后颗粒物浓度的变化情况,并分析了变化结果与部分气象要素的相关性。结果表明:颗粒物浓度初始值越大、降水强度越大的降水过程降低效果越明显。此外,冬半年的降水过程还要考虑风速和北方污染物南移。当有固态降水时,颗粒物浓度的变化与降水相态的变化有一定关系。

延吉机场2019年初冬两场降水对比分析

利用常规实况资料、高空、地面天气图等资料,对延吉机场2019年初冬连续两场寒潮天气过程前进行降水相态、降水成因及积雪量对比分析。结果显示,这两次降水过程虽然都是在初冬时节且有强冷空气造成寒潮大风降温前出现,但这两次降水过程在地面总温度、动力条件、不稳定能量、水汽条件等降水成因均有所不同。造成两次过程的降水相态、积雪量都有所不同。过程一是以液态降水为主且积雪量很少的高空槽降水,过程二是以固态降水为主、积雪量很多的高空冷涡降水。这两次降水过程给延吉机场的航班正常放行率降低的影响结果是不同的。

降水量记录的分析和误差纠正

德清站是三次观测站,场内仪器严格遵照《地面气象观测规范》规定安装。我们在实际工作中对降水量的实测值与自记值进行了比较,发现实测值与自记值有偏小的倾向,见表1。

“变异”降水——冰雹

冰雹是一种灾害性天气,一般发生在北方山区的春末夏初或夏秋之际,它是从形体高大、发展特别旺盛的积雨云中以冰球或冰块降落到地面的固态降水,在山西省以及其他不少地区叫“冷子”“冷蛋子”。冰雹来去匆匆又极具破坏力,它到底是怎么产生的?我们又该如何应对呢?

降水编报量在“OSSM02004”中不显示故障的排除方法

现用ZQZⅡ型自动气象站只能测量液态降水，在北方冬季有固态降水的测站大约在11月到次年3月需人工观测降水量，而在1年内其它时段改用自动雨量传感器测降水量。在启用降水量传感器的首月修改“OSSMO2004”参数设置时，需要在上月底的21时前修改好参数，否则会影响到启用降水量传感器的首月降水量编报量。