基于L波段探空观测的FY-4A云顶温度产品评估及其在冬季降水相态判识中的应用

利用2019—2021年冬季上海宝山站L波段探空资料对FY-4A云顶温度(CTT)产品进行评估,分析发现,FY-4A的云顶温度产品能够较好地反映单层云的云顶温度,对双层云或多层云的云顶温度则普遍高估(平均高估幅度超过14℃);当探空观测到的云顶高度不超过6 km或云顶温度不低于-20℃时,FY-4A云顶温度产品误差较小,平均偏差约为3℃。根据2021—2022年冬季长三角地区地面站观测的降水现象统计云顶温度与降水相态的关系,并对典型个例进行分析,结果表明,云顶温度低是出现降雪的必要条件之一,绝大部分降雪出现在云顶温度低于-12℃的情况下。FY-4A的云顶温度产品时空分辨率高、精度尚可,可以辅助预报员判识雨雪落区,在雨雪转换过程的预报服务中有较大的应用潜力。

制备方法对纳米熔盐储热性能及形成机理的影响

纳米材料能够改善高温熔盐的传热储热性能,提升大规模储热系统的储热和热交换效率,但目前仍未找到纳米熔盐的高效大规模制备方法。为优选纳米熔盐的高效大规模制备方法,以二元混合盐为基盐,采用高温熔融法和水溶液法分别制备纳米熔盐,用差示扫描量热法、热重分析法和微观形貌分析法,研究制备方法对纳米熔盐显热和储热性能提升、微观结构的影响,探索纳米熔盐形成机理。结果表明,两种制备方法均在搅拌90 min时制备的纳米熔盐性能达到最优,且高温熔融法制备纳米熔盐的熔化潜热和比热容分别比水溶液法高2.6%和28.18%;两种方法制备纳米熔盐的熔点较小,但对纳米熔盐的微观形貌存在明显影响,云核的形成与结构影响着纳米熔盐的储热性能。相比水溶液法,高温熔融法工艺简单,过程能耗低,纳米熔盐储热性能更好,适用于纳米熔盐的大规模生产和工程应用。

基于卫星资料的大连地区强对流天气闪电活动特征

利用FY-4卫星云顶亮温(Cloud Top Temperature,CTT)资料和雷达回波资料,分析了2019年6—9月大连地区的闪电活动特征,重点分析了该地区2019年9月4日的一次强对流天气闪电活动特征与雷达回波及CTT之间的相关性。结果表明:此次过程雷暴起始于大连东南方向。在雷暴初始阶段,以云闪为主,云闪高度主要集中在7—12 km。闪电活动主要集中在雷达回波强度>30 dBz的区域,对应的云顶高度超过了8 km。闪电活动与FY-4卫星CTT之间存在较好的相关性,闪电主要发生在CTT为240—250 K左右区域。对2019年5—8月大连地区雷达与闪电活动进行量化分析,发现闪电活动主要集中于雷达组合反射率39.38 dBz附近区域,对应的云顶高度为8.21 km。

对流温度的数值计算及热力对流云预报应用

对流温度(T_(c))可用于估计局地热对流发展的可能性,但在实际业务中囿于有限的探空时次和诸多前提假设,其实用性受到限制。针对此问题,首先给出T_(c)的一种数值计算方案,进而提出基于模式探空制作热力对流云预报的思路,即:利用数值预报输出的2 m露点温度、地表气压和等压面温度计算各预报时刻的T_(c),结合2 m高度气温(T_(2m)),构建热力对流指数I_(cv)(即T_(2m)与T_(c)之差);当I_(cv)满足阈值时,则预报出现对流云。利用该思路分析了2020年4月27日山东地区对流云漏报原因,并开展了准业务化对流云预报试验,试验表明上述方法对陆上热力对流云和冷季的海上冷流低云均表现出较好的预报能力。研究认为,预报热力对流云的关键是判断是否满足热力对流的条件,相比之下动力抬升和水汽条件一般不是主要因素。另外,讨论了两种存在逆温时的特殊大气廓线结构对T_(c)计算的影响,并给出了相应的处理方法。