风廓线雷达资料在重污染天气中的应用

基于天津市宝坻区2016—2018年的气象观测资料,分析能见度与各项气象要素间的关系,结果表明,风速和能见度呈现正相关关系,当地面风速持续较小时,易导致能见度降低。结合风廓线雷达和大气成分资料,对一次重污染天气过程进行分析,发现风廓线雷达能实时反映高空风场的变化情况,进而判断污染物的扩散方向和传送途径,为短时环境监测预报提供依据;根据高空垂直速度的变化情况,判断本地是否存在上升气流,进而形成局地弱辐合区,使周边污染物聚集,出现污染天气。     

风廓线雷达资料在淮河流域暴雪中的应用

利用2018年1月2-8日淮河流域一次典型暴雪过程的风廓线雷达资料,分析水平风速、风向、垂直动量、大气折射率结构常数等参数,对暴雪的高低空风场及环流微观结构进行研究.结果表明,风廓线雷达在暴雪发生前就能探测到2.7 km高度左右形成的东北-西南切变,以及低层偏东风增强的风场变化,当2 km高度内偏东风增大至约10 m/s时,暴雪发生;暴雪期间中低层风速减小、风向转换由顺时针逐渐变为逆时针,水平风垂直动量在风向切变区间内的强度较强、变化较大, 2 km内以上升运动为主;暴雪趋于结束时,雷达探测到低层转为偏西风,风速减小且伴随着中高层动量不断下传和加强.通过折射率结构常数和垂直风切变的分析,发现不同降雪阶段的湍流运动和能量分布存在差异.     

飞机测风资料在大气边界层研究中的应用

利用飞机和风廓线雷达2009年8月至2010年6月的连续观测资料, 讨论上海地区飞机测风资料在大气边界层风场研究中的适用性, 探究造成飞机资料偏差的可能原因并给出初步的修正方法。结果表明: 与风廓线雷达观测结果相比, 飞机观测得到的水平风速偏小, 这主要与仪器系统偏差有关; 在300 m高度以下, 1500 m高度以上, 以及气温低于-8℃, 风速小于1 m/s的低温小风情况下, 飞机观测得到水平风速的差异显著增大, 在这些条件下飞机对大气风场的探测具有局限性。用修正后的风速资料分析上海地区低层大气的风场结构, 得到的结果符合风场的一般变化规律。     

影响洛阳机场能见度的气象要素统计分析

利用洛阳机场近7年观测资料实况,对其进行统计分析,用以研究洛阳机场低能见度的变化规律以及影响低能见度的气象要素。研究表明:(1)洛阳机场低能见度天气多发于冬季,凌晨时分低能见度天气开始出现,次日早上7点左右达到最强,9点左右开始消散。(2)低能见度天气发生时,地面以东北风、风速小于等于3m/s、温度露点差小于等于3℃等气象条件为主,在实际进行数值天气预报时,须结合本地天气规律。(3)深厚的逆温层不利于雾霾的扩散,可根据地面温度,结合探空实测资料和数值资料,分析逆温层打破的时间,用来把握能见度趋势。     

大理州“2010.8.22”暴雨天气过程分析

利用常规气象资料、卫星云图TBB资料和风廓线雷达等资料,对2010年8月22日大理州突发暴雨天气过程进行分析.结果表明:切变线是暴雨天气的主要影响系统,大暴雨发生在中尺度对流云团-52℃的冷云区范围内;物理量场与暴雨天气配合较好,低层辐合,高层辐散,强烈的垂直上升运动导致暴雨天气的发生;风廓线雷达的负垂直速度和信噪比变化可以揭示出中小尺度系统变化过程,降雨强时负的垂直速度和信噪比也加大;对提高中小尺度的监测预警有很好的帮助.     

一次早春冷锋风雹天气过程分析

利用高空图、地面图、探空图等常规资料,多普勒雷达和风廓线雷达探测资料对2016年4月3日影响江西的强风雹天气过程进行了分析,结论如下:冷暖空气交汇、切变线趋于明显、强西南急流、中低层干舌、地面冷空气是此次强风雹天气发生的有利环流背景。同时气团极不稳定,不稳定能量强、水汽条件充沛、垂直风切变高,为强对流天气的发生、发展提供了不稳定、水汽与动力条件。多普勒雷达上强度50 d Bz以上快速东移的"弓形"飑线、中层径向辐合为大风的预报提供了依据。风廓线雷达上强对流天气发生前后有辐合系统过境,地面大风前有强西南急流下沉,3~4 km高空西南偏西急流迅速增强。     

合肥市灰霾大气污染特征浅析

根据《灰霾污染日判别标准(试行)》判别标准,合肥市2013年PM10、PM2.5等浓度值及天气统计数据,分析了灰霾天气下,不同PM2.5浓度区间及不同PM2.5/PM10区间的气象特征。在非灰霾天气下,剖析了降水、无降水,能见度5km及无降水,能见度5km且相对湿度95%,主要是有雾或者雾霾混合的天气下的气象特征。得出如下结论:合肥市灰霾天气主要出现在1月和12月,这个期间降水量低,轻微的降水沉降颗粒物效果不明显,风速明显低于非灰霾时期,不利于颗粒物扩散,气压呈增加趋势,增加了大气的温度性,也不利于污染物扩散,导致污染物浓度增加。PM2.5是导致灰霾天气的主要原因。     

基于风廓线雷达的降水云分类方法在海南地区的应用

将风廓线雷达用于热带降水云体进行垂直探测,可以实时对热带地区降水云体进行较准确分类.通过对海口地区降水云系特征(2017年1月～12月)进行统计分析,提出一套基于风廓线雷达探测数据(回波强度、垂直速度和速度谱宽)的热带降水云体分类方法.以该方法为基础,结合天气雷达等观测资料,对2017年发生在海口地区的两次降水过程展开详细分析.结果表明:风廓线雷达具备较好体现降水云体垂直结构的能力,相比于天气雷达,风廓线雷达探测数据可以更精细地描述降水云系的变化趋势;相比于传统降水分类方案,采用以风廓线雷达探测数据为基础的分类方案可以提高对复杂降水类型识别的正确率;风廓线雷达可以更好地描述快速过境的高空微弱对流系统.     

2019年3月21日江西省强对流过程分析

为总结江西强对流天气特点及预报指标,应用常规气象资料、江西雷达回波拼图资料和宜春风廓线雷达产品分析了2019年3月21日赣北出现的一次强对流天气过程.结果表明:地面暖区叠加辐合区,低槽与中低层急流配合,冷空气南下,有利于强对流天气产生发展.强的垂直风切变,"上干下湿"的喇叭口结构,适当的0℃层和-20℃层高度,有利于强风雹天气生成.通过风廓线雷达风场计算的本地螺旋度表明,螺旋度峰值与冰雹出现时间对应较好,且提前于短时强降水出现.结论对于冰雹等强对流天气的预报、服务有明显参考价值.     

云南省大理州“2011.7.14”强降水过程诊断分析

 2011年7月14日云南省大理州出现大范围的大雨、暴雨天气过程.本文利用常规气象资料、风廓线雷达资料等,对强降水发生前的天气形势、物理量场特征及风廓线雷达资料特征等进行分析研究.结果表明：季风槽和切变线是这次强降水过程的主要影响系统;深厚的高湿气层的形成,为强降水的发生提供了足够的水汽条件;强降水发生前高层辐散低层辐合形势比较明显;高层的负涡度和强辐散对低层产生抽吸,促使低层辐合上升运动增强,触发对流不稳定能量释放.本州处于中低层不稳定的高能舌内;表征动力热力作用的综合诊断物理量E指数对强降水的落区有较好的指示意义;风廓线雷达资料中负垂直速度对降水出现时间及强度有一定预示作用;信号噪声比与降水强度有很好的对应关系;水平风资料能直观地反映出降水过程中的风场变化特征,强降水出现期间水平风随高度存在明显的不连续现象.     

多源探测资料在一次中尺度暴雨分析中的应用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达和风廓线雷达等多源探测资料,对2018年4月24日漳州中南部一次中尺度暴雨的形成机制、环境条件和雷达资料特征等进行了分析。结果表明,此次过程是发生在500hPa短波槽过境,地面弱冷空气南下的大尺度环流背景下,地面中尺度辐合线是此次过程的重要触发和维持机制,多普勒雷达的逆风区可作为中尺度暴雨发展成熟的标志之一;风廓线的水平风资料可以反映出水平风场的演变,从而对降水强度、持续时间做出预报,垂直速度对降水的开始、加强和减弱时间段有很好的指示作用,同时也是对流发展强度的重要判据。     

河北廊坊重污染天气特征及气象条件影响研究

利用2013—2016年廊坊市环境监测数据以及同期相关气象资料,采用数理统计等方法,研究重污染天气特征及影响的气象条件.结果发现:空气质量达标天数呈逐年上升趋势,而重污染天数逐年下降;重污染天气主要出现在1—3月、10—12月;重污染天气首要污染物只有PM_(10)、PM_(2.5)、O_3与PM_(10),PM_(2.5)4种情况.重污染天气日气象要素特征明显:主导风向主要位于风玫瑰图的第一、第三、第四象限,风速基本上小于1.6 m/s;相对湿度多在50%以上;年均能见度小于10 km;1—3月、10—12月主要污染月逆温层厚度更厚,强度更强,逆温出现频率也更高;静稳天气指数除了4、5、7月小于10以外,其余月均大于等于10;3—6月混合层高度在1000 m以上,其余月小于1000 m;重污染日霾、雾、轻雾、露、霜、结冰6种天气发生的频率较高.     

珠三角2009年11月严重灰霾天气过程分析

 由于经济规模迅速扩大和城市化进程加快,大气气溶胶污染日趋严重,由细粒子气溶胶造成的能见度恶化事件越来越多,这些人类活动排放的污染物,可形成灰霾天气致使能见度下降。2009年11月23－29日,在珠三角地区发生了一次典型的严重灰霾天气过程,是近10年来最严重的灰霾天气过程之一。从天气分析、流场分析、遥感分析和气溶胶物理化学特征分析,探讨了这次过程的成因,结论是这次灰霾过程具有持续时间长、范围广、强度大的特点。这次严重灰霾过程持续7 d,仅次于2004年1月3－10日持续8 d的过程;范围广,笼罩整个珠三角,多个台站出现小于1 km的低能见度事件;强度大,珠三角大气成分监测网数据,都出现多项建站以来最强值,许多指标都超过缺省预设的坐标上限,超标均以倍数计。     

广汉机场冬季连续大雾天气主要影响因子分析

2012年12月11日至13日广汉机场连续3d早晨出现大雾天气.利用常规天气图和自动气象站时时观测数据等资料对这次过程进行了分析.结果表明,大雾天气发生有以下特征:①高空形式稳定,没有强冷空气入侵;②夜间天空无云;③前一天基础能见度差,相对湿度大;④近地面风速小于3 m/s,晴天风向转为偏北风;⑤露点温度接近气温;⑥气温和露点温度值在大雾天气中变化较小;⑦近地层逆温.     

鲁北沿海一次强冰雹天气过程的诊断分析

利用本站多普勒雷达观测资料,结合高空环流形势,对2008年6月25日鲁北沿海地区强烈冰雹天气过程进行诊断分析,研究发现:在低涡背景下高空西北气流带来的冷空气,垂直风切变明显;雷达回波分析显示此次天气过程是一次超级单体风暴,有一个中等强度的中气旋,最大转动速度达25.1 m/s,地面风速达18.0 m/s;液态垂直含水量(Vertieally Integrated Liquid Water,VIL)的演变对冰雹预报有很好的指示作用,在短时预报中VIL因子可作为冰雹预报的指示因子。     

一次典型沙尘天气过程对甘肃空气质量的影响

利用气象信息综合分析处理系统气象数据、ERA-Interim再分析资料,结合后向轨迹模式(HYSPLIT)、中分辨率成像光谱仪卫星数据和逐小时空气质量数据,分析了一次典型的甘肃沙尘天气过程的成因及其影响.结果表明,此次沙尘天气是由高空槽东移发展,冷空气南下,配合地面高压系统和锋面东移,冷锋后强气压梯度形成大风造成的; HYSPLIT模式模拟结果与气溶胶光学厚度分布显示沙尘天气沿西北路径传输,沙尘源地位于南疆地区,沿河西走廊向东南传输至陇中地区;沙尘天气发生前沙尘源地气温上升造成土壤湿度下降,低层大气处于不稳定状态,有利于起沙,沙尘期间各层水平风速均较大,有利于沙尘的水平输送;沙尘源地和武威沙尘加强区中低层的垂直方向皆为上升运动,有利于将沙尘源地的沙尘粒子带入高空,传输路径中的酒泉、张掖和兰州为下沉运动,有利于将沙尘带至近地面,形成沙尘天气.沙尘天气影响了甘肃绝大部分地区的空气质量,影响由西北向东南减弱, 7个城市空气质量指数≥500的持续时间超过10 h,张掖达19 h,酒泉、武威和兰州达16h;沙尘天气对甘肃各城市污染物质量浓度的影响由西北向东南减弱,对甘肃中西部城市颗粒物质量浓度影响最大:武威w(PM_(10))最大值达8 771μg/m~3,是沙尘天气发生前的258倍, w(PM_(2.5))最大值为1516μg/m~3,是沙尘天气发生前的95倍,沙尘天气期间风速增大,省内中西部城市气态污染物质量浓度下降,兰州w(SO_2)由沙尘天气前30μg/m~3以上,最高80μg/m~3降至沙尘天气时的20μg/m~3以下, w(NO_2)由65μg/m~3以上,最高123μg/m~3,降至沙尘天气时的30μg/m~3以下,沙尘天气结束后气态污染物质量浓度缓慢上升.     

铀矿通风尾气中气态放射性核素氡大气扩散数值模拟

以某铀矿排风井为对象建立物理模型,通过建立核素氡扩散数学模型,利用CFD方法耦合求解得到不同大气风速(0.5,1.0,2.0,4.0 m/s)和下垫面粗糙度(0.1 m,1.0 m)下的大气风场结构及核素氡的浓度分布状况.研究结果表明:大气风速和下垫面粗糙度对核素氡的迁移扩散具有重要的影响;当大气风速小于0.5 m/s时,此时地面粗糙度对核素氡迁移扩散起主导作用.地面粗糙度越大,近距离的氡气浓度越高,局部污染越严重,主要污染范围在100 m以内;当大气风速大于2.0 m/s时,大气风速对核素氡迁移扩散起主导作用.大气风速越大,氡气迁移扩散能力越强,污染距离越大,局部污染较轻,主要污染范围在400 rn以内.文中数值计算方法和结论可以为铀矿区辐射防护及新建铀矿山选址提供参考.     

保定市一次大风天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR1°×1°再分析资料和风廓线雷达资料,对2020年3月18日保定市一次大风天气过程进行诊断分析,探讨此次大风过程的成因,结果表明:这是一次偏北路径冷空气南下形成的大风,主要影响系统为高空槽、地面冷高压以及冷锋;贝加尔湖冷高压分裂南下,河北地区气压梯度大,变压强;负涡度平流产生较强下沉运动,有利于槽后较高动量的冷空气向下传送;高空急流的抽吸作用使整层垂直运动加强,高空急流入口区次级环流的形成加速了大气的上下交换,"漏斗"状北风强风速带向地面伸展,激发了地面大风的出现;锋区明显,冷平流强,大气层结极不稳定,有利于高空动量下传,形成地面大风。     

营口雾霾的地面形势和风速特征

利用2005~2012年辽宁省营口市的能见度、相对湿度、降水、地面形势场资料,对雾霾天气时的地面形势和风速进行了统计分析。结果表明:雾霾发生时地面形势分为倒槽型、锋面气旋型、地形槽型、冷高压前部型、低压内部型、鞍型场型、均压场型和高压内部型8种类型。雾霾天气在高压内部型、鞍型场型、冷高压前部型和均压场型出现频率较高,分别占26.3%、17.6%、12.9%和12.5%。在高压内部、地面倒槽和冷高压前部容易出现雾;而轻雾易出现在鞍型场、高压内部和均压场;霾出现在高压内部型、鞍型场型、冷高压前部型和锋面气旋型的概率较高。雾霾时风速都较小,冷高压前部型、高压内部型、均压场型和倒槽型的雾霾易在风速小(0~4 m/s)的情况下形成和维持;鞍型场型和低压内部型的雾霾易在风速较小(1~5 m/s)的情况下形成和维持;锋面气旋型雾霾易在风速适中(2~6 m/s)的情况下形成和维持。     

风廓线雷达测风资料对比分析及问题探讨——以翔安风廓线雷达为例

由于风廓线雷达和L波段探空雷达的测风原理和数据格式不同,在二者风场对比前进行数据预处理是必要的,该文采用了时空匹配方法进行两种雷达风场误差的对比分析,总结出风廓线雷达测风资料的影响主要有以下两个方面:一方面,风廓线雷达自身探测能力的影响,晴空下风廓线雷达在低空和高空风场的误差较大,其主要原因是低空地物杂波干扰和高空湍流回波信号较弱,特别是风速比较小的情况下,其误差特性尤其明显;另一方面,风廓线雷达自身探测机制的影响,雷达探测空间风场违背局地均匀各向同性的原则都会产生较大的风场误差,尤其在强降雨或者对流性降雨过程,其误差特性尤其明显。因此,在应用风廓线雷达风场资料时,应根据以上存在的问题进行质量控制,为改进风廓线雷达资料质量和业务应用提供重要的参考价值。