Contrast Analysis of Two Low Vortices Weather Processes

Two cold vortex weather processes in Liaoning Province in June of 2006 were analyzed.In the process of low vortex of June 3,strong convection weather,such lightning storm and hailstone,came forth in most areas of Liaoning Province.White and bright cloud was shown in satellite nephogram.Bow echo and cyclonic circumfluence were shown in weather radar production.In the process of low vortex of June 14,strong precipitation weather came forth in most area of Liaoning Province.Based on the velocity field production of weather radar,the relative place of front and radar station can be judged.The weather situation and forecast were the main basis of short-term prediction.And satellite nephogram,weather radar,automatic weather station play important roles in the monitoring and short-term prediction of disaster weathers.

多种探测资料在人工增雨作业效果物理检验中的应用

针对2007年湖北省在鄂东地区组织的4次外场试验作业,应用对流云人工增雨雷达效果分析软件选择对比云的方法,对催化目标云和对比云的多普勒天气雷达参数的变化特征进行了对比分析,并应用X波段双偏振雷达资料、FY2C卫星资料、闪电定位仪、加密雨量站等资料,对催化效果进行了初步分析。结果显示,催化后,目标云发生了比较明显的变化,回波强度、强回波面积、回波顶高、液态含水量、强回波高度等催化后均增大,约半小时内都能达到最强;而对比云增大率比目标云小,或者没有增大,目标云生命期比对比云长。双偏振因子线性退极化比极小值变小,极小值区域面积变大;较大零延迟相关系数的面积也有所增大。FY2C卫星反演云参数不能有效地检验强对流云的催化效果,而对于层状云,云顶高度上升,云顶温度降低,过冷层厚度增大,有效粒子半径维持大粒子水平,云顶黑体亮温下降。闪电频数在催化后也有所增多,主要发生在催化后约半小时内。强回波中心对应的分钟雨强在催化后半小时内达到最高,降雨主要集中在从约第10分钟开始的20分钟内,与对比云相比,目标云降水时间长,降水强度大。

引发广西两次严重山洪地质灾害的暴雨过程分析

利用常规观测、卫星云图、雷达探测以及自动站雨量等资料,对2010年6月27—28日和2012年5月20—22日桂西北两次严重山洪地质灾害的气象条件进行了对比分析,结果表明:(1)强降雨发生在桂西北暴雨区,最大过程雨量>350 mm,过程最大中尺度雨团和致灾区最大中尺度雨团值分别>100 mm·h^(-1)和>70 mm·h^(-1),集中降雨时段为02—06时。灾害开始于后半夜,发生在最大过程雨量和地质条件脆弱区,不同的地质状况对应不同的灾害;灾害性天气具有区域小、降雨时段集中、过程雨量大、强度强及引发灾害重等特征。(2)暴雨发乍在欧亚地区500 hPa呈两脊一槽型、200 hPa南亚高压脊线贯穿广西上空及季风云系活跃的背景下。高空为槽或低涡、地面为干线或锋面,属低涡暴雨型。(3)高空要素变化为雨前降压升温、后降温。不稳定能量及层结、低层辐合、中低层涡旋、整层大气的上升运动、高温高湿及水汽强烈辐合是物理量特征。(4)云图上对流云团生成、合并对强降雨有指示意义.聚雨发生在云团合并发展阶段;TBB值<200 K可以作为强降雨的指标。低质心强雷达回波产生的列乍效应或回波停滞和地形作用是造成强降雨的重要因素.低层辐合、高层辐散导致了强烈的上升运动。有利于强对流的发展与维持。

吉林省春季层状云降水的雷达观测研究

利用多普勒天气雷达、地面自动站降水资料和探空资料,研究了吉林省春季降水性层状云的宏观特性与降水的关系。结果表明,云厚度、云冷层厚度与降水关系的总体趋势是厚度越大,产生的降水越大;云顶温度与降水的总体趋势是云顶温度越低,则降水越大;0℃层下部平均回波强度与降水符合幂律相关性;相关系数检验显示,0℃层下部平均回波强度与降水的相关性最好,相关系数为0.63;根据各宏观特征量与降水的关系得到了不同降水量级的判别指标。

一次强对流风暴含水量的雷达反演和数值模拟结果的对比分析

利用多普勒天气雷达探测的反射率因子Z与含水量M的Z-M经验关系式,反演含水量,并构建等高平面位置显示CAPPI和垂直剖面VCS两种显示方式。计算域定为以雷达站为中心的,水平边长为150 km,垂直高度为30 km的长方体箱区,分辨率是1 km×1 km×1 km。同时应用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式(IAP-CSM3D),以2004年4月23日发生在湖南省境内的一次强对流风暴过程为例,模拟该风暴云体的含水量分布。雷达反演含水量和数值模拟结果的对比分析表明,不论在风暴的发展阶段还是在强盛阶段,反演得到的含水量等值线分布和模式输出总体相似,风暴中心的强度和高度位置吻合得很好,较好地反映了该风暴云的结构,反演效果较好。

基于动态Z-I关系雷达回波定量估测降水方法研究

选取石家庄市新一代天气雷达2009-2012年29个降水过程雷达二次产品数据(低层5个仰角及组合反射率因子)和加密自动站逐分钟降水资料,依据与雷达回波强度最相近及与自动站位置距离最近的原则,建立随时空变化的动态Z-I关系,来定量估测无自动站观测格点的降水量,从而实时获取高分辨率雷达估测降水资料;对雷达定量估测降水与自动站观测降水的空间分布进行了对比,利用交叉检验方法分析了雷达定量估测降水的误差,结果表明:该方法反演降水的平均误差较小,为—0.6mm·h^(-1),能较好地表现出降水的时空分布特征,显示出不同等级降水的面积和演变,具有反演40 mm·h^(-1)以上的强降水中心的能力,表明该方法具有业务应用价值,对强降雨灾害的评估具有指导作用。

地面降水的多源数据辅助质量控制方法

文章在分析气温变化、风速变化、相对湿度、温度露点差、雷达和自动站降雨量差值的基础上,提出了针对自动站观测小时降雨量的多要素综合质量控制方法,包括雷达和自动站相结合的综合检验方法(MRAWS)以及仅使用自动站资料的综合检验方法(MAWS),并与时空一致性检验方法(MTS)进行比较。结果表明:使用多要素的综合检验方法(MRAWS和MAWS)明显优于仅使用降雨量资料的MTS。此外,虽然MAWS检验结果略低于MRAWS,但在缺少雷达探测资料的情况下MAWS可对降雨量数据进行有效检验。进一步地分析表明,MRAWS和MAWS方法仅适用于判别有无降水,对降水量值的正确性判断能力存在不足。

天气雷达与地面自动站降水观测一致性校验分析

将地面观测的降水划分为10～25、25～50、50～100mm/h 3个量级区间,利用2010年5—10月天气雷达组网小时降水量产品和综合气象观测系统运行监控平台(ASOM)中国家级台站自动气象站小时降水量资料,采用3倍标准差法,按上述3个等级逐月分别确立了两类设备降水观测差值的阈值参数,进而建立了天气雷达与地面自动气象站降水观测结果的一致性实时校验技术。采用该技术进一步对2011年5—10月国家级台站自动气象站观测的降水结果进行了检验,结果表明:自动站降水数据正确率可达85%以上,可以有效进行自动站观测降水实时检验。

使用VIL选择人工增雨作业区域

本文利用长春多普勒雷达资料,分析了层状云降水整体VIL及0℃层上、下VIL的分布特点,指出VIL较雷达强度回波更适用于人工增雨作业区域的选择,0℃层上部VIL对北方人工增雨作业区域的选择更具指导意义。

加密自动站资料在强对流天气分析预报中的应用

利用常规分析资料、雷达产品和太原地面加密自动站资料,对2008年6月28日出现在太原地区的一次强对流天气过程进行了分析,结果发现:①高空冷涡和中低空暖湿气团配置为此次强对流天气提供了有利的环流背景条件。②雷达回波的形状、结构、VIL均显示出强对流特征,速度辐合区与地面中尺度辐合线相对应,垂直方向存在强烈的风切变。③逐小时变温场显示出冷空气入侵路径、强度,负变温中心未来成为强对流天气区。④地面中尺度辐合线是强对流发生的触发机制,逐小时变压场的负中心与随后出现的灾害性天气区有效对应。⑤对流发生前,单站气象要素出现显著的不连续变化,气压和湿度呈同位相变化,与气温变化则反位相,3者在对流发生前1h同步出现谷(峰)值,灾害天气出现在之后的要素陡升(降)时段内。

多普勒雷达数据在人工影响天气作业指挥中的应用

应用多普勒天气雷达体扫资料的基本数据产品,经过计算得到丰富的雷达二次产品,并结合1∶400万的全国地理信息数据,研制了融入雷达研究成果的天气雷达数据实时处理系统,使多普勒雷达的潜能得到进一步的挖掘。系统不但能自动将体扫资料处理成多普勒雷达的PPI、CAPPI、ETPPI、CR、VIL、RHI和VCS等多种产品,而且应用其产品建立了预警模型,开发了人工影响天气作业的预警、指挥业务化系统,实现了实时指挥人工影响天气作业自动化操作。投入业务运行以来,显著地提高了实施火箭高炮人工增雨、防雹作业的地、市级人工影响天气作业的指挥能力。

适合飞机人工增雨作业天气系统的雷达回波特征分析

应用2004～2005年沈阳辉山新一代天气雷达资料和常规气象资料，对实施飞机人工增雨作业的天气系统、增雨作业云系及其雷达回波特征进行了归纳和分析，并提出了飞机人工增雨作业条件和作业时机、作业区域等判别方法，为实施飞机人工增雨作业提供科学依据。

新一代天气雷达在人工增雨作业中的应用

将雷达资料传输到人工增雨作业指挥系统,指挥中心可以根据作业云的方位、距离、云高、云厚及其移向移速等雷达观测信息和先前输入指挥系统的作业点位置,自动计算出作业方位、作业距离、作业仰角,有效的指挥增雨作业;通过雷达跟踪观测,雷达回波的动画显示,作业前后的回波强度比较,作业点与非作业点之间的比较,还可以科学检验人工增雨作业的效果。

天气雷达在中国自动气象站实时质量控制系统中的应用

目前的国家级自动气象站质量控制软件仅仅依靠自动站观测数据的时间、空间相关性验证数据,但是由于降水存在显著的不均匀特性,该方法可能对大降水作出错误判断。为提升质控效果,引入天气雷达定量估测降水技术对自动站降水数据进行有效检验。评估不同阈值间天气雷达定量估测降水与实际降水之间的概率密度函数,构建雷达辅助自动站降水定量质控方法,基于该算法实现天气雷达辅助自动站小时降水质量控制软件,通过对2016年7-9月全国自动站小时降水资料进行的质量控制,结果表明,针对常规质控无法判识的数据,本软件的判识率达到99.99%。目前该软件已经应用于国家级业务系统中,有效提高了自动气象站降水质量控制效果。

基于多普勒天气雷达体扫资料的MARC特征自动识别算法

下击暴流是对流风暴最常产生的天气现象,预报其初始爆发的时间是强对流风暴预报中最具挑战性的内容之一。而较为显著的中层径向辐合(Mid-Altitude Radial Convergence,MARC)特征是下击暴流的预警指标之一,预报时效为10~30 min。基于多普勒天气雷达体扫资料的三维MARC特征自动识别算法首先采用二维局地LLSD方法计算径向速度的径向散度切变,其次是基于径向散度切变数据,使用类似SCIT算法的SCRCZI算法进行风暴单体三维径向辐合区的自动识别,然后使用基于反射率因子数据识别的风暴位置对与强风暴无关的三维径向辐合区进行消空处理,最后被保留下来的三维径向辐合区就是被识别出来的三维MARC特征。该算法能较好地识别出与强风暴相关的三维MARC特征,包括表现为非典型"正-负速度区域对"的径向辐合区。使用武汉雷达观测的强风暴个例体扫资料,分析了一个产生下击暴流的强风暴反射率因子和径向速度回波演变特征,并对MARC识别算法进行了检验。结果表明:在最低仰角径向速度图上首次出现辐散特征之前的3个体扫和之后出现辐散特征的3个体扫里,该算法都识别出了强风暴较为显著的三维MARC特征,其平均高度为3.9 km,平均厚度为2.5 km,最强辐合高度位于3.0~4.6 km之间,平均最强辐合量为-58×10-4s-1,预报时效为18 min。

两次低涡天气过程的对比分析

分析了2006年6月辽宁2次冷涡天气过程。6月3日的冷涡过程为辽宁大部分地区带来了一次雷雨、冰雹等强对流性天气,云图上表现为白亮云团,雷达上有弓形回波以及辐合型气旋性环流。6月14日的冷涡过程为辽宁大部分地区带来了一次强降水天气。根据雷达速度场可以判断锋面与测站的相对位置。天气形势及预报是短期预报的主要依据,而卫星云图、雷达资料、自动站资料在灾害性天气的监测以及短时预报预警工作中发挥重要作用。

自动气象站质量控制系统中覆盖软件的设计与实现

区域气象自动站收集降水数据的质量,直接决定着气象预警的漏警与虚假概率,但是仅依靠自动站间采集数据的时空相关性难以准确验证数据的有效性。通过天气雷达对降水滴谱的分析可以对自动站数据进行校验。但是,雷达站的系统异构性和地理环境的复杂性使其难以判定所覆盖的气象站,易产生错误校验。结合天气雷达的层体扫模式和雷达波束的遮挡模型,构建了雷达站与自动气象站点的覆盖匹配算法,基于该算法实现的自动站与雷达站匹配软件可有效的实现雷达站与自动站配对,从而为对自动站降水数据进行校验提供基础保障。

几种不同资料在冰雹天气结构特征分析中的应用

利用MM5模式模拟结果、多普勒雷达产品及中尺度加密自动站资料对2007年造成山东省临沂地区的2次局地冰雹天气的中尺度系统的结构特征作了分析。结果表明:多普勒天气雷达、MM5模式、中尺度加密自动站等资料可以在一定程度上反映出发生冰雹等强对流天气的中尺度系统的水平,立体结构特征以及它们发生、发展的演变规律,对于进一步研究中小尺度系统和提高短时、临近预报的准确率有一定的帮助。

利用Excel创建雷达图进行风向传感器数据偏差分析

目前的自动气象站风向传感器检定工作只停留在对比示值误差,即:示值误差的最大值不超过±5即为合格。这样的检定方式虽然可以满足目前气象台站的使用要求,但是检定数据却不能形象的反应风向传感器的数据偏差,不利于日后的分析总结。目前也没有一种直观的方式可以表达风向数据偏差情况,针对这种情况,本文提出了一种利用Excel软件创建雷达图,对自动气象站风向传感器数据进行偏差分析的方法。

地温传感器接线改进方法

文章分析了目前国家级地面气象观测站中自动气象站地温传感器在现场更换、维修及实验室检定时遇到的问题,提出了适宜的改进方法,并通过实验对改进方法的可行性进行了验证。通过分析实验数据,发现改进后的地温传感器的差值变化范围在±0.02℃内,且对传感器的连续采集能力无影响。