晋北地区一次暴雨过程分析

利用常规的天气图、物理量场资料以及卫星云图和雷达回波图,对2008年9月23—24日发生在山西北中部地区的一次暴雨天气进行了分析,介绍了此次暴雨的环流形势演变及影响系统,对此次暴雨的物理量和卫星云图进行了研究,结果表明:暴雨主要是在高低空急流、中低层低涡切变以及地面冷锋这3个影响系统的共同作用下产生的;暴雨期间水汽比较充足,低层辐合高层辐散有利于暴雨区对流的发展;卫星云图和雷达回波图说明暴雨的发生与中-β尺度对流系统密不可分。     

1998年长江洪水磊暴雨的卫星云图分析

利用ＧＭＳ卫星的逐时红外云图做成了日、候、旬、月和和平均云图,在此基础上对１９９８年夏季长江中、上游洪水期间暴雨的云图特征进行了分析。结果表明,多日平均云图可以概括地揭示降水系统的主要特征。它不权可展示天气尺度的暴雨云带,而且在日和候平均云图上也可以相当清楚地展示出云带内所包含的中尺度对流云团。旬、月和季平均云图表明,长江上游从６月中旬开始到８月中旬长达两个多月对流的频繁发生是“９８洪水”长江上游     

1998年长江洪水大暴雨的卫星云图分析

利用GMS卫星的逐时红外云图做成了日、候、旬、月和季平均云图,在此基础上对1998年夏季长江中、上游洪水期间暴雨的云图特征进行了分析。结果表明,多日平均云图可以概括地揭示降水系统的主要特征。它不仅可展示天气尺度的暴雨云带,而且在日和候平均云图上也可以相当清楚地展示出云带内所包含的中尺度对流云团。旬、月和季平均云图表明,长江上游从6月中旬开始到8月中旬长达两个多月对流的频繁发生是“98洪水”长江上游洪峰多,中游高水位维持时间长的重要原因。候和日平均云图表明,降雨云带上频繁产生中α尺度暴雨云团造成了7月下旬长江中游连续出现特大暴雨。用每小时一次的红外云图作出的日平均云图与日雨量分布之间存在一定程度的对应关系显示出用日平均云顶黑体辐射温度(T_BB)来估算径流量的可能性。     

1998年7月20～25日湖北暴雨中尺度对流系统的分析研究

利用对低纬度地区的对流性降水有较好监测能力的热带测雨卫星(TRMM)微波成像仪的85.5?GHz资料,和GMS逐时红外卫星云图资料,分析了1 998-07-20～25长江中下游地区湖北省附近的中尺度对流系统的活动,并对其发生的环境条件进行了客观分析诊断,还考察了GMS卫星红外云图云顶黑体温度(TBB)分布与湖北07-20 ～22日暴雨落区及雨峰之间的关系.结果表明,这次暴雨过程具有明显的中尺度特征,暴雨落区及雨峰与中尺度对流系统发展的初期有较好的联系.     

“2016.5.8”抚州市对流性暴雨成因分析

利用常规观测资料、卫星云图资料、NCEP 1°×1°再分析等资料,分析2016年5月8日抚州市对流性暴雨过程。结果表明:此次对流性暴雨过程是在北方冷空气南下过程中产生的,地面冷锋、地面中尺度辐合线、中低层西南风急流、700 hPa干线是主要影响系统;200 hPa急流辐散区与低层强辐合区叠加、高层冷平流与低层暖平流相互叠加,加强了大气对流不稳定,有利于中尺度对流系统生成与发展;暴雨区与垂直速度所表现的强烈上升区对应,并伴有高能高湿条件,暴雨及大暴雨区位于850 hPa假相当位温θse锋区的南侧高值中心附近;这次对流性暴雨是由中尺度对流复合体MCC和多个中尺度对流系统MCS造成的。     

“20030816”云南暴雨过程的中尺度分析

 应用天气图、卫星云图TBB资料和多普勒雷达回波资料,分析了云南2003年8月16日的暴雨天气过程.结果表明:这次暴雨过程时空分布具有明显的中尺度特征,大尺度天气形势为中尺度系统的形成和发展提供了有利的环流背景、不稳定条件、能量条件和动力条件;在卫星云图上切变线云系在西南移过程中发展形成飑线,其上诱发产生的3个中-α尺度云团和1个中-β尺度的云团直接造成了强降水;在多普勒雷达上偏东风和偏西风之间的中-β尺度的切变线和逆风区对中-α尺度飑线的形成和发展起着重要作用,还诱发产生出了超级单体和中气旋,中-α尺度飑线导致了这次暴雨天气过程.     

2009年7月20日山西省南部区域暴雨天气分析

利用常规气象资料以及卫星云图、自动站雨量等非常规气象观测资料,采取天气学诊断分析方法,对2009年7月20日出现在山西省南部的区域性暴雨天气过程进行了分析。结果表明：副热带高压向南摆动是造成此次区域性暴雨过程的天气尺度系统;700hPa和850hPa切变线是此次暴雨发生的主要影响系统;卫星云图能够较好地监测中尺度系统的发展及移向,同时中尺度系统的发展和移向与雨团的移动和自动站的雨量有较好的对应关系。     

1998年7月20—25日湖北暴雨中尺度对流系统的分析研究

利用对低纬度地区的对流性降水有较好监测能力的热带测雨卫星（TRMM）微波成像仪的85.5GHz资料，和GMS逐时红外卫星3去图资料，分析了1998－07－20－25长江中下游地区湖北省附近的中尺度对流系统的活动，并对其发生的环境条件进行了客观分析诊断，还考察了GMS卫星红外3云图云顶黑体温度（TBB）分布与湖北07－20－22日暴雨落区及雨峰之间的关系。结果表明，这次暴雨过程具有明显的中尺度特征，暴雨落区及雨峰与中尺度对流系统发展的初期有较好的联系。     

滇东一次局地特大暴雨的中尺度特征和地闪特征分析

 利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星红外资料对2010年6月25-26日发生在马龙的一次局地特大暴雨过程进行分析,结果表明:高层冷空气和低层暖湿气流在滇中以东地区交汇,形成明显的辐合是本次局地特大暴雨过程的主要影响系统.多普勒雷达上表现为2条带状回波合并加强,后部小单体快速东移合并入同一地点,在马龙上空形成明显的"列车效应",中尺度低空急流和逆风区的出现使得抬升辐合运动加强,触发了马龙上空对流不稳定能量的释放,产生了特大暴雨.卫星云图上,多个MCS合并为中-β尺度对流云团再发展为中-β尺度对流云带,产生强降水的过程始终保持较大面积的低于-60℃的冷中心,冷中心长时间在马龙上空维持.暴雨过程伴随着频繁的地闪活动,地闪密集地出现在单体回波合并后的强回波区域、对应着径向速度≤10 m/s的辐合区和逆风区后部及≥15 km的回波顶高位置,TBB和地闪的峰值超前于强降水1~2 h.     

1998年湖北大暴雨的中-β尺度对流系统数值模拟和可视化研究

用中尺度模式对1998-7-20湖北大暴雨过程进行了数值试验,较好地再现了中β尺度暴雨系统的发展过程。利用大型可视化软件制作的中β尺度对流系统的虚拟图像直观地展现了中β尺度MCS群发生发展的生命史过程、水物质分布的特点及其三维流场特征。     

多光谱卫星云图降水区域与强度估计的模糊推理模型

在卫星云图降水分析中,针对降水天气和降水强度具有明显的"模糊"特性,提出了云图降水的模糊推理模型.从不同云类降水的经验知识和降水天气的卫星云图样本中,提取出若干云类降水规则.在此基础上,引入模糊推理方法,建立了卫星云图降水分布和降水强度估计的模糊推理模型.实际应用中,对卫星云图进行云分类,根据云分类结果,去除不可能产生降水的云类区域.对可能产生降水的云类区域,通过提取多光谱云图的灰度等特征进行推理判别,进而得出该区域是否降水以及降水强度和降水分布的估算.试验结果表明,该方法在客观性、定量性和自动化程度方面优于传统的降水估计方法,且建模所需的样本少,可适用于多种类型的气象卫星云图.     

Determination of cloud-top height from stereoscopic observation

A new and accurate method is presented based on the cloud movement (height and position), the spherical and plane triangular relationships of the spacecraft, the center of the earth, the projected-cloud and the true-cloud for determination of cloud-top height and position. Synthetic stereo images that have spatial resolution of 1.25 km from a single satellite are used to test this method. It is demonstrated that the cloud-top structure can be determined from the stereoscopic measurements of geo-synchronous satellite with vertical accuracy of approximately 500 m. The vertical accuracy can be better with lower orbiters.     

Mesoscale analysis and simulation of heavy rainfall in Shanghai urban area by using non-conventional data

In this paper, a local record severe rainfall since 1949 occurring in the Shanghai urban area on 5-6 August, 2001 is investigated by using non-conventional observational data provided by the "973" basic research project of China, including automatic meteorological stations data, wind pro- filer data, Doppler radar echoes and GMS5 satellite data and NCEP data. By analyzing, it is revealed: (1) the heavy rain- fall, caused by a serious of mesoscale βconvective cloud clusters developing inside the landing tropical depression (TD), occurred suddenly with the typical characteristics of urban heavy rainfall disaster; (2) the landing tropical de- pression, moved eastward to Shanghai and re-intensified before entering the sea, was very favorable for the occur- rence of the heavy rainfall in Shanghai; (3) there may exists the interaction of different scale systems between the tropical depression and mesoscale convective cloud clusters; and (4) the various advanced intensive data contribute importantly to detect earlier and predict successfully the urban meteoro- logical disasters.     

基于多时相高分四号影像的雪盖范围提取

积雪覆盖监测是地球科学研究的基础,对于研究全球气候变化,开展防灾减灾救灾等工作都有重要的意义.高分四号卫星是我国高分辨率对地观测系统重大专项中唯一一颗民用高轨卫星,也是世界上首颗静止轨道高分辨率光学成像卫星,其机动灵活、高频次观测能力在积雪遥感业务化监测中具有广阔的应用前景.该文利用高分四号卫星多谱段、高时效、大幅宽和中分辨率等成像优势,紧密结合积雪和移动云层在多时相图像上的反射特点,提出了基于多时相高分四号卫星数据的积雪覆盖范围提取方法.首先对高分四号卫星全色图像进行二值化分割以消除低反射目标的影响;然后对多时相云雪覆盖区域进行合成来剔除移动云层的干扰;在此基础上,利用云、雪在多时相近红外图像上反射值变化的差异性,通过对多时相高分四号卫星近红外图像的最小值合成和阈值分割精细化地提取积雪覆盖范围,进一步去除变化云层的影响.以新疆中西部为试验区,通过与基于HJ-1B卫星的积雪覆盖结果比较,实验表明：两类数据提取的积雪空间分布具有较好的趋势一致性,高分四号卫星影像监测积雪范围更广,总体精度达92.19%,高于HJ-1B卫星图像的89.84%;但受空间分辨率和“不变云层”的影响,基于高分四号卫星影像的积雪识别精度为85.16%,低于基于HJ-1B卫星图像的识别精度94.53%.     

重庆一次典型飞机人工增雨作业的效果分析

利用MICAPS资料、卫星反演产品和多普勒雷达产品,采用统计和物理检验相结合的方法,对2010年12月15日重庆主城一次飞机人工增雨作业过程进行了效果分析.分析表明,此次飞机人工增雨作业相对增雨率在20%以上,在云系发展开始和持续发展阶段增雨效果好;雷达回波、卫星反演产品均能反应人工增雨催化前后的物理变化,催化作业后1h内引起的物理变化最为明显.反射率因子图上的零度层亮带是把握人工增雨作业时机和部位的重要依据.     

宁夏一次大到暴雨过程成因分析

利用地面、高空常规观测资料、数值预报物理量场以及卫星、雷达、自动站等资料,综合分析了2009年8月18日发生在宁夏的全区性大到暴雨过程．分析表明,台风“环高”的生成发展与西太平洋副高（简称副高）之间的相互作用,形成了有利宁夏降水的“东高西低”的环流形势,在副高东退过程中宁夏出现明显降水．500hPa短波槽和700hPa低涡是造成降水的天气系统．降水期间,中低层有明显的水汽和不稳定能量输送,且存在层结不稳定条件;云图中有多个中小尺度对流云团先后影响;雷达回波图上,此次降水过程表现为混合性降水,强降水由多个强度35～40dBz的强回波块影响造成,出现强降水的站点附近有“逆风区”或明显的气流辐合区存在,有明显的中小尺度上升运动,在雷达反演的风廓线可分析出“低层暖平流,高层冷平流”的配置．     

东南沿海地区强对流天气(雷暴)卫星云图特征分析

对1996～1999年我国东南沿海地区常规天气图及GMS-5卫星红外、水汽和分裂窗云图资料的分析表明,发生强对流(雷暴)天气的6种不同天气形势下,卫星云图的基本数字特征有相同之处,也存在明显的差异。通过对卫星云图的灰度和局地标准差等基本数字特征的分析,发现局地标准差极大值和红外减分裂窗差值≤0极小值的出现,预示4h左右对流将发展到最强盛。同时,可以较好地把握强对流云团的发展阶段以及发展趋势,提高雷暴的预报水平。     

Contribution of cloud condensate to surface rainfall process

Contribution of cloud condensate to surface rainfall processes is investigated in a life span of tropical convection based on hourly data from a two-dimensional cloud resolving simulation. The model is forced by the large-scale vertical velocity, zonal wind and horizontal advections obtained from tropical ocean global atmosphere coupled ocean-atmosphere response experiment (TOGA COARE). The results show that during the genesis, development, and decay of tropical convection, calculations with water vapor overestimate surface rain rate, and cloud condensate plays an important role in correcting overestimation in surface rain rates. The analysis is carried out in deep convective clouds and anvil clouds during the development of tropical convection. The surface rain rates calculated with water vapor in deep convective clouds and anvil clouds have similar magnitudes, the large surface rain rate appears in deep convective clouds due to the consumption of water hydrometeors whereas the small surface rain rate occurs in anvil clouds because of the gain of ice hydrometeors. Further analysis of the grid data shows that the surface rain rates calculated with water vapor and with cloud condensate are negatively correlated with the correlation coefficient of -0.85, and the surface rain rate calculated with cloud condensate is mainly contributed to the water hydrometeors in the tropical deep convective regime.     

山西中部一次暴雨的中尺度分析及降水估计

利用卫星云图资料、云顶亮温TBB等卫星观测资料对2009年8月25日发生在山西中部的一次器雨天气进行了分析。结果表明,暴雨是在有利的大尺度天气形势背景下,由中小尺度系统直接造成的,地面降水强度随着云顶亮温的不断降低,不仅降水强度明显增大,而且出现夫雨和暴雨等强降水的机会也逐渐增多。利硝卫星资料作雨量估计．是做好暴雨短时、临近预报的基础。