京津地区对流性/层状降水回波的特征分析

利用自动分类算法,识别出2005—2007年5—8月京津地区雷达回波中的对流性/层状降水回波。在此基础上,分析了该地区对流性/层状降水回波的垂直廓线和回波面积的日变化特征。结果表明:京津地区层状降水回波的垂直廓线在4km高度(0℃)附近,出现了明显的"零度层亮带",亮带强度在当地夜间最强,当地上午最弱;该区域内,两种类型的回波面积均呈明显的单峰型日变化特征,面积峰值出现在当地夜间,在当地午间面积最小;层状降水回波面积的变化比对流性降水回波的变化滞后了1～2h;对流性回波与层状回波面积比的日变化存在两个明显的峰值,分别对应两类影响京津地区的主要对流系统:午后出现的热对流和具有夜发性的湿对流。     

夏季青藏高原与东亚及热带的降水廓线差异分析

利用热带测雨卫星上测雨雷达的探测结果,考察了青藏高原与东亚及热带地区降水廓线的异同.结果表明高原深厚弱对流降水为高原上最主要的降水类型,占降水总样本近90%,而对总降水量的贡献超过70%,其雨顶高度接近海拔13 km,最大降水率出现在近地面.高原与陆面(非高原地区)及洋面的降水廓线差异主要表现在:①高原上缺少陆面和洋面上的层云降水;②高原深厚对流降水云团在垂直方向上只有2层,难以从平均廓线中辨认深厚降水云团中的冰水混合层和冰晶过冷水层;③高原深厚强对流降水在垂直方向的厚度受到了"压缩",平均最大厚度约10 km,显著小于陆面及洋面地区的平均厚度;④高原深厚弱对流降水平均廓线斜率大于其他地区对流降水平均廓线斜率,表明8 km以上的降水率垂直变率大,由此将释放出更多的潜热,造成显著高于周边地区的对中高层大气的加热.     

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.     

一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明:此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明：此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

相似廓线法在星载雷达陆面衰减订正中的应用

针对星载雷达陆面衰减订正存在的困难, 提出相似廓线订正方法。利用洋面雷达测得的雷达等效反射率因子廓线(简称降水廓线) Z_m和经表面参考技术(SRT)订正后的降水廓线Z_e建立相似廓线库, 通过匹配雷达在洋面和陆面测得的降水廓线, 对陆面降水廓线的地表路径积分总衰减(PIAs)进行估值。借助2018年GPMCO 2A-Ku数据产品中洋面降水资料进行检验, 结果表明相似廓线法与SRT技术的订正结果具有较好的一致性, 对于容许相对偏差40%的相似廓线库, 匹配成功的降水廓线中, 两种方法的PIAs相对偏差小于40%的廓线比例依次为对流云降水 88.8%, 无亮带层状云降水98.9%, 含亮带层状云降水98.9%, 显示该方法有效。借助2014—2018年GPM-CO 2A-Ku数据产品中陆面降水资料进行对比, 结果表明相似廓线法的陆面应用效果与洋面差异较大, 与陆面SRT技术应用效果差的结论相一致。     

2012年7月4-5日河南省驻马店暴雨过程分析

利用MICAPS常规资料、NECP再分析资料、雷达回波资料,对2012年7月4-5日河南省驻马店暴雨过程进行诊断分析,资料表明：此次暴雨过程是受副热带高压边缘西南气流和中低层切变线的共同影响,高空槽后带来的冷空气与西南暖湿气流在淮河流域上空交汇,促使不稳定能量爆发,从而产生中小尺度强降水.在新一代天气雷达上,则表现为对流性降水回波,回波呈块状结构,强度大,中心强度为59 dBZ,对流高度12 km .从回波连续演变来看,整个回波云系随着低槽的东移南压,移速25 km/h .径向速度图上,最大负速度入流为-39 m/s,最大正速度出流为24 m/s,入流绝对值远大于出流绝对值,表明测站附近为气流辐合.垂直风廓线图上,最大风速高度6．7 km,最大风速风向198 deg,最大风速18．0 m/s,表明高层有西南气流加入,在4．6 km高度附近有一个明显的垂直切变线.     

干旱区一次连阴雨过程中暴雨天气的多普勒雷达图像特征

2007年6月15-22日宁夏连阴雨天气是由5次相对明显的降水过程组成,其中第1次过程为对流性降水,后4次过程为混合性降水,暴雨出现在16日下午到17日上午的第2次过程中.利用NCEP逐日再分析资料分析发现,此次连阴雨天气的形成和维持是西风带和副热带天气系统相互作用、北支干冷气团与南支暖湿气团稳定交于宁夏上空、高低空急流相互耦合作用的结果.暴雨发生期间,有4条多单体回波带和1条飑线自雷达站西南方经银川移向东北部,这种"列车效应"是宁夏中北部降水量较大的主要原因.飑线低层弱回波区、中高层悬垂结构明显,多单体回波带与飑线存在明显的差异.     

降水对户外演出活动的影响与预测分析

针对天气对“景德镇记忆”大型户外实景演出的影响程度，制定、分析调查问卷，提出了对大型户外演出活动有影响的降水强度阈值，并分析了降水影响的气候特点及相应的预报着眼点。主要结论：1)设计了调查问卷，记录天气对户外演出的影响程度，分为适宜、一般、不适宜、极不适宜四级；2)降水影响分为持续性降水和阵性降水，当演出时段小时雨强在2 mm附近或以上、累积雨量3 mm或以上时，有明显不利影响。从降水影响的气候概况看，年分布不均匀，主要出现在3—7月，占比近80%或以上，而9—12月很少；3)降水回波主要分为大范围絮状回波、大范围层状云降水回波、强对流回波团或回波短带、飑线、强回波单体等。层状云降水回波与絮状回波对演出影响的预警率高，预报难度小；而对流性降水回波虚警率、漏报率、空报率均较高。当强对流回波主体影响南昌、进贤等地时，预警时效为2 h;当移入鄱阳县后，1 h之后，就可能对演出现场有影响。这些均为更好地开展专业气象服务提供了参考依据。     

一次雷暴回波短带产生强天气的特征分析

为了研究雷暴回波短带在强降水和雷暴大风事件中的特征,使用地面气象要素、闪电信息、MICAPS天气图、雷达拼图等资料,对2023年5月17日江西中北部出现的雷暴回波短带进行分析,结果表明：1)雷暴回波短带发生在200 hPa“出流区”、500 hPa槽前西南气流低涡发展、850 hPa低涡切变线西南气流大气环流中,地面低气压和辐合线发展,为午后雷暴回波短带的形成提供了触发机制。2)雷暴回波短带在雷暴发展初期,通常呈现出不是很强的回波和较弱的闪电活动;在低涡回波团后侧地面辐合线附近发展。随着时间的推移,回波强度快速增强发展,闪电开始增多。3)雷暴回波短带特征包括回波强度较强(50～55 dBZ)、回波顶较高(10～12 km左右)、回波带较短(相比冷锋回波带和飑线回波带),影响区域较小,持续时间较短和短带上回波单体强度分布不均匀等。4)强降水的垂直积分液态水含量(VIL)在20～25 kg/m²附近,而一般降水的VIL都在10 kg/m²以下。因此,在雷暴天气监测和预报中需要综合多种资料分析,以更好地预测强降水和雷暴大风事件的发生。     

京津地区一次强对流天气的初生预警技术研究

基于日本MTSAT卫星数据, 在Mecikalski等提出的8个指标计分统计方法的基础上, 对京津地区的一次强对流天气过程的初生(CI)进行预警试验, 并根据试验结果修改了部分指标的阈值。试验表明, 经过阈值的适当修改, 该方法可以有效地对京津地区的强对流初生提前30分钟进行预警。另外, 使用主成分分析(PCA)方法, 验证了8个指标中的每一个指标对于预警CI都有重要的作用。     

基于卫星资料的对流初生预报及效果评估

利用MTSAT-1R卫星资料中的红外1、红外2和水汽通道亮温数据, 在目标云块识别对比的基础上计算对流初生(CI)预报的8个指标值。根据京津地区的实际情况, 给出修正后的预报指标阈值, 并对2006?2007年京津地区进行17日次对流初生预报实验。实验结果表明, 该预报方法能够对1小时内的对流初生现象进行有效预报。结合云导风矢量给出检验预报结果的方法, 对该预报方法的预报效果进行量化统计。统计结果表明, 该方法预报对流初生的TS (threat score) 评分为0.545, 检测概率(POD)为0.654, 空报率(FAR)为0.435。     

Statistic characteristics of severe convective storm during Warm-Season in the Beijing-Tianjin region and its vicinity

This study analyzed the climatological characteristics of severe convective storms in the Beijing and Tianjin region and its vicinity based on the Doppler radar data of Tanggu during May-August of 2003-2007. The climatological characteristics, e.g. storm area, volume, top height, max reflectivity, life time and motion, are analyzed. The results include： 75% of all storms in the Beijing-Tianjin region last no more than 30 minutes, and most storms have a volume less than 400 kin3; most storms move from southwest to northeast while the speed is between 10-30 km/h; the mean storm top height is about 6 km, but some strong convective storms can have a top height larger than 15 kin; finally, storm area and volume have a similar geographical distribution character showing increasing trends from west to east. Compared with the statistic results based on the conventional surface meteorological observations, the results based on the radar data can present not only 3D spatial statistic results of convective storms （e.g., volume and top height）, but also the quantitative climatological characteristics, such as the lifetime and speed distributions. These statistical results are useful for studying the climatic characteristics of convective storms in the Beijing-Tianjin region and its vicinity.     

Cloud microphysical and rainfall responses to zonal perturbations of sea surface temperature: A cloud-resolving modeling study

The cloud microphysical and rainfall responses to zonal perturbations of sea surface temperature (SST) are investigated by analyzing the equilibrium simulation data (from day 31–40) obtained from a series of two-dimensional cloud-resolving simulations with a zonal model domain of 768 km. Four experiments imposed by zonal SST perturbations of wavenumbers 1 (SST29Z1), 2 (SST29Z2), 4 (SST29Z4), and 8 (SST29Z8) are compared to the control experiment imposed by zonally uniform SST (SST29). The model domain mean SST is 29 C, and the two-dimensional cloud-resolving model with a cyclic lateral boundary is also imposed by zero vertical velocity and constant zonal wind. The time and model domain mean surface rain rates in SST29Z1, SST29Z2, and SST29Z8 are about 10% larger than those in SST29, whereas the mean surface rain rates in SST29Z4 and SST29 are similar. The analysis of mean surface rainfall budgets shows that local water vapor and hydrometeor changes play important roles in determining the differences and similarities in mean surface rain rate between the perturbation experiments and the control experiment. Both convective and stratiform rain rates are larger in SST29Z1 and SST29Z2 than in SST29 due to the smaller advection of rain from convective regions into raining stratiform regions and the larger vapor condensation rates associated with the larger water vapor convergence over raining stratiform regions in SST29Z1 and SST29Z2. The convective rain rates are larger in SST29Z4 and SST29Z8 than in SST29 because of the larger condensation rates associated with the larger water vapor convergence over convective regions in SST29Z4 and SST29Z8. The stratiform rain rates in SST29Z4 and SST29Z8 are smaller than in SST29 due to the smaller vapor condensation rates and smaller collection rates of cloud water by rain over raining stratiform regions in SST29Z4 and SST29Z8.     

一次飑线过程的双多普勒雷达风场反演分析

为揭示飑线发生过程中内部中尺度风场的演变特征,利用江苏连云港和盐城的多普勒雷达资料,采用双多普勒雷达风场反演技术,对2012年5月16日江苏中北部的一次弱弓形飑线过程进行了综合分析。结果表明:飑线后方入流最早出现在系统后部的层状区中,在飑线中段的中尺度涡旋对和地面冷池的共同作用下,后方入流向前延伸并穿过对流区下沉到达地面;飑线后方入流把云外干冷环境空气带到系统内,加剧降水粒子的蒸发冷却过程,促使地面冷池及其外流的加强;后方入流与地面冷池外流的耦合是地面大风生成的主要原因。     

京津地区金融产业转移对承接城市产业结构升级影响研究——以秦皇岛市为例

京津地区产业资源转移是京津冀协同发展的重要组成部分,其中京津金融产业资源转移对秦皇岛市产业结构升级有着重要影响。对秦皇岛市承接京津地区金融产业资源转移的可行性以及其对秦皇岛市产业结构升级的作用机制进行了分析,利用2004—2013年京津冀地区各城市的面板数据对此进行实证研究,并对如何有效承接京津地区金融产业资源转移提出了相关建议。     

中国东北冷涡背景下连续发生的中尺度对流系统的组织演变特征个例分析

使用雷达、地面加密观测、探空数据和ERA5再分析数据研究2009年7月22日0400—2400 UTC的21小时内东北冷涡后部在京津地区连续发生的4次中尺度对流系统的组织形态演变和中尺度环境特征。研究结果表明, 在东北冷涡后部稳定的西北气流背景下, 由于东北冷涡后部对流层中层西北气流中的浅槽、其在对流层低层发展的低槽和低涡以及对流层低层高压脊西北部的西南暖湿气流与冷池之间复杂的相互作用, 导致4次过程中强对流的组织形态各异。第一次过程受冷涡西侧一个浅槽锋生影响, 在河北北部形成西南?东北走向弱对流线, 对流线位于北京北部的对流发展较强, 移动迅速, 发展为超级单体和弓形回波, 其冷池出流和西南暖湿气流辐合形成西北?东南走向的后部增生型组织形态, 横贯京津地区。第二次过程是第一次过程位于北京南部的冷池出流触发, 形成超级单体, 之后受第一次过程冷池向西出流的影响, 产生西南?东北走向的后部增生型对流线。第三次过程发生在第一个浅槽造成对流层低层低涡发展的环境下, 低涡西侧的偏北风与低层高压脊北部的偏南风在冷池上面辐合, 造成多条平行的西北?东南走向的后部增生型对流线, 产生列车效应, 造成天津的强降水。第四次过程由冷涡西南部的又一个浅槽锋生和冷涡在天津北部调整出的切变线共同触发, 两个初始的西南?东北走向对流线合并形成一条西南?东北走向的线状对流, 最后南侧的对流发展为弓形回波。4次过程中出现的弓型回波部分还具有弓箭回波结构特征。     

垂直螺旋度在京津特大暴雨中的诊断分析

利用NCEP的1,°×1,°格点资料,计算北京和天津地区平均垂直螺旋度;配合常规观测资料及多普勒雷达资料,对2012年7月21—22日京津特大暴雨进行诊断分析,结果表明:在高空槽与低空气旋性涡旋配合的形势下,平均垂直螺旋度对特大暴雨的发生发展有很好的诊断作用。     

河北省环京津乡村旅游开发策略——基于循环经济视角

循环经济是一种崭新的环保型经济增长方式,是推进河北旅游业可持续发展战略的重要途径。河北省环京津地区乡村旅游资源丰富,区位优势突出,但其发展缺乏自身特色。因此,河北省应以景区推进、农业基地、特色经济和特色民居四种发展模式,积极培育乡村旅游产业聚集区,有效整合环京津乡村旅游资源,加大投资与宣传力度,提高服务管理水平并对其科学引导,打造环京津乡村旅游的特色产品。