基于GPS技术的云物理综合探测航线设计

目的 不断提高云物理综合探测的科学性和人工增雨催化作业的有效性.方法 利用GPS定位技术.对飞行探测、催化作业的航线进行设计.通过编程计算得出航线空间定位的具体坐标,设计出探测区、作业区和粒子增长区.结果 以Y-12飞机在延安地区综合探测为例,给出了完整的云物理综合探测航线设计方案.结论 2002-2003年多次外场试验证明,按该方案进行飞行探测和催化作业,使综合探测的科学性和催化作业的有效性明显提高.     

环境风对光学雨滴谱仪探测的影响

为了研究环境风影响下激光雨滴谱仪探测数据的应用, 基于北京2018年6—8月的多次降水过程, 对比架设于不同高度的OTT-Parsivel激光雨滴谱仪和超声风温仪的探测结果, 分析环境中不同强度的水平和垂直风对雨滴谱仪观测的影响。结果表明, 水平风速小于10 m/s且垂直风速大于0.4 m/s时, 利用OTT-Parsivel观测的速度谱估计垂直风速, 80%以上的估计值与超声风温仪观测值一致; 对雨滴垂直速度的修正会使计算得出的直径1 mm左右的雨滴数浓度发生显著变化, 进而影响雨滴谱衍生物理量; 借助定义的样本速度谱平均标准差和异常雨滴比例两个特征参数, 可以识别80%水平风速大于10 m/s的样本。     

不稳定平台OTT-Parsivel雨滴谱仪测量速度订正

针对高架环境中OTT-Parsivel雨滴谱仪测量结果受环境气流影响易出现误差的问题, 开展不稳定平台的OTT-Parsivel激光雨滴谱仪探测试验, 提出在不同水平风速环境下的质量控制方法, 给出测量速度订正模型, 并对其进行仿真实验和误差分析。基于 2020年北京夏季降水过程, 利用280 m高处OTT-Parsivel激光雨滴谱仪、三维超声风温仪和动态倾角传感器的测量数据, 对多次降水个例进行分析。结果表明, 提出的模型对雨滴的垂直下落速度有良好的订正效果, 各尺度通道速度分布更趋于正态分布, 有效粒子数可提高6%。在缺少倾角测量的情形下, 利用超声风温仪风速数据估计缺失的倾角数据, 估算的倾角值与实测值的一致率可达96.43%。在水平风速超过8 m/s的大风情况下, OTT-Parsivel雨滴谱仪测量数据的可用性得到提高。     

雨滴谱gamma函数拟合方法的分析与评估

地面雨滴谱常呈现gamma分布,gamma函数三个参数分布特征与降水云性质有关,采用不同拟合方法得到雨滴谱分布参数亦存在差异。利用2016年6～7月华南前汛期降水观测试验期间广东龙门地面PARSIVEL激光雨滴谱数据和相同地点的C波段调频连续波垂直探测雷达数据进行层状云及对流云分类,对地面雨滴谱数据按照15 min时长进行分组,得到了102组层状云降水样本和64组对流降水样本,开展降水雨滴谱gamma模型函数拟合方法的评估试验。对雨滴谱分布平均值特征曲线的代表性确认后,分别进行了非线性最小二乘法拟合以及多种阶矩法的拟合试验;使用地面实测数据与gamma拟合函数三个参数分别计算雨滴谱数浓度均方根误差、质量加权中值粒径的相对误差和降水强度的相对误差评估拟合结果。结果表明,使用非线性最小二乘法拟合效果最优。联合2016年6月13日调频连续波雷达探测一次降水过程不同阶段的地面雨滴谱特征,得到降水强度与gamma参数的相关关系,为降水云体垂直结构及降水微物理研究提供合理方法。     

洱海初夏人工增雨作业条件和效果分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、新一代多普勒天气雷达资料和激光雨滴谱仪资料分析了2019年6月1日和14日洱海流域增雨作业过程，并对增雨效果进行了分析检验.“06.01”过程受高空槽和切变线的影响，“06.14”过程受孟加拉湾低压槽影响，充沛的水汽条件和上升运动是开展人工增雨作业的必要条件.洱海流域初夏人工增雨作业目标云为混合云，中心强度在35～40 dBz之间，回波顶高为5～7 km，垂直积分液态水含量（Vertical Integrated Liquid water,VIL）大于0.4 kg·m-2，低层速度辐合.开展人工增雨作业后雷达回波增强，30 dBz的回波面积明显增大，降水强度上升，作业影响区降水量比非作业区高，作业效果明显.     

一次过冷水充沛的积层混合云宏微观探测研究

通过飞机微物理探测资料,结合卫星、雷达、探空、EC、雨量、天气形势等多种宏观数据,对2013年4月5日河南中南部一次过冷水充沛的积层混合云系降水过程进行综合分析.结果表明:本次飞机探测为天气系统中后期,云系发展深厚无夹层,飞行区域雷达回波水平及垂直分布不均匀,云中过冷水含量极为充沛,且伴随高度的上升而增大. 4950 m大云粒子以冰晶为主,存在少量冰针等其他形状的固态粒子,降水粒子多数呈枝杈状;3000～4000 m(-3～-6℃)在过冷水丰富条件下,有助于针状粒子形成与增长;2400 m高度上粒子基本以霰和雪等为主.粒子谱宽在冷区大于暖区;整个过程小云粒子浓度较高,谱宽多数集中在20μm以下,谱型呈单峰分布;大云粒子谱在暖区呈单峰分布,在冷区呈双峰分布;降水粒子谱型规律性不强,整个过程呈指数分布或单峰分布.     

一种机载气象雷达飞行试验数据处理方法

机载气象雷达是保障飞机飞行安全的重要电子设备。机载气象雷达探测的气象目标非人力可控,由于无法直接获得气象目标的测量数据,一直以来,飞行试验都难以有效评估机载气象雷达探测气象目标的准确性。给出了一种基于地面天气雷达单站雷达图的机载气象雷达飞行试验数据处理方法,实现了对机载气象雷达探测气象目标的强度、位置及形状准确性的有效评估,为机载气象雷达在飞行试验过程中的参数调整及性能考核提供了依据。     

基于ASTER影像的乌鲁木齐城区热岛空间格局研究

以乌鲁木齐市区为研究对象,利用ASTER热红外波段计算模式, 根据热红外图像的亮度值反演出乌鲁木齐市2005年8月的地面亮温,揭示城市热岛效应空间格局.通过对乌鲁木齐市区热岛效应分析,城区温度明显高于北部郊区,地面亮温的最高值集中于环河滩路及铁路沿线、城区北部、西部及南部工矿用地区域,而亮温的最低值主要集中在水域、城市绿地、林地及北部郊区农田等区域.     

机载气象雷达人工调节故障分析

气象是飞行安全的一个至关重要的因素,恶劣天气也是飞机失事遇难的重要原因。机载气象雷达作为一种颇为有效的气象探测设备,对飞机的安全运行有着不可低估的作用。由于我国的地面气象服务还未能覆盖飞行的整个过程,因此必须使用机载气象雷达等航空电子设备,为飞行员提供实时的气象信息,让他们能避开各种危险区域,安全、准确、舒适地把旅客和货物送往目的地。因此正确使用机载气象探测设备,受到各飞机运营单位的重视。     

重庆市低槽云系人工增雨作业概念模型

本文对2014—2015年重庆市人工增雨作业天气过程(包括地面和飞机作业)进行统计,选取其中作业效果较好的21个个例,利用多种气象观测资料进行分析.根据低槽降水过程对应地面影响系统的不同,将降水天气过程分为有冷锋和无冷锋两种类型.低槽冷锋型过程使降雨产生的区域范围较大,重庆市大部分地区都出现降水;低槽无冷锋型过程使降水产生的区域范围较小,重庆的中西部和长江沿线以北的东北部地区出现降水.重庆市低槽云系的增雨潜力区位于500hPa高空低槽前,700hPa和850hPa切变线之间且温度露点差(t-td)≤2℃的区域,有冷锋影响的天气过程增雨潜力区位于地面冷锋后部.低槽云系降雨天气过程增雨作业的时机可以选择在850hPa切变线开始影响重庆市,且700hPa切变线仍位于四川中东部的时候.冬季的低槽冷锋型降雨过程是最适宜进行人工增雨的天气过程,增雨潜力区位于高空3km附近,中西部和东南部地区的增雨潜力比东北部地区好.     

重庆市低槽云系人工增雨作业概念模型简

本文对2014—2015年重庆市人工增雨作业天气过程(包括地面和飞机作业)进行统计,选取其中作业效果较好的21个个例,利用多种气象观测资料进行分析.根据低槽降水过程对应地面影响系统的不同,将降水天气过程分为有冷锋和无冷锋两种类型.低槽冷锋型过程使降雨产生的区域范围较大,重庆市大部分地区都出现降水;低槽无冷锋型过程使降水产生的区域范围较小,重庆的中西部和长江沿线以北的东北部地区出现降水.重庆市低槽云系的增雨潜力区位于500hPa高空低槽前,700hPa和850hPa切变线之间且温度露点差(t-td)≤2℃的区域,有冷锋影响的天气过程增雨潜力区位于地面冷锋后部.低槽云系降雨天气过程增雨作业的时机可以选择在850hPa切变线开始影响重庆市,且700hPa切变线仍位于四川中东部的时候.冬季的低槽冷锋型降雨过程是最适宜进行人工增雨的天气过程,增雨潜力区位于高空3km附近,中西部和东南部地区的增雨潜力比东北部地区好.     

中原城市群县域城乡一体化水平的空间格局研究

以县域为研究尺度,选择4个研究时间节点,运用主成分分析法对中原城市群48个县(市)的城乡一体化水平进行测度,分析了中原城市群的空间分布格局.研究表明:1高水平区集中在中原城市群中部(郑州市域和许昌的禹州市);较高水平区分布在高水平区外围以及在中原城市群北部零星分布;一般水平区分布在较高水平区的外围和中原城市群区域四周边界;低水平区分布在其他3个区域的外围北部和南部,南北连绵.2显著HH区域分布变化不大,分布在中原城市群区域中部;显著LL区分布变化波动大,分布的地区随着时间截点选取的不同而逐年发生变化,舞钢市4年中有3年在其中;显著LH区主要紧邻显著HH区的西部分布;显著HL区未出现.基于空间分布、空间关联格局分析结果,从区位条件、自然条件、政策原因、经济水平等方面进行了原因分析,进而提出了针对性的发展建议.     

风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的应用

利用上海徐家汇2014年9月~2015年2月风廓线雷达资料,分析了徐家汇上空水平风速与地面能见度的关系,结果表明,在800m~1600m高度上,水平风速小于10m/s,且持续时间长时,地面能见度下降,风速越小,能见度下降越明显;当水平风速小于5m/s时,则可能出现严重灰霾天气。结合风廓线资料,对一次灰霾天气进行分析,发现风廓线雷达探测风场具有实时性特点,能较快发现风向的变化,进而判断污染物的扩散方向和传送途径,能够对灰霾天气作出短时预报;在风廓线雷达垂直速度剖面图上,可以直观地看出某时刻400m~1600m存在上升气流,当大气的垂直上升运动明显时,会使近地面出现弱辐合区,形成小尺度局地环流,使污染物集聚,较易出现污染天气。     

无人机大气污染成份探测载荷试验成功

近日,由中科院安徽光机所自主研发的基于无人机平台的大气污染差分吸收光谱探测系统,在河北上空利用中科院大气物理研究所研制的无人飞机平台,进行了大气环境监测联合飞行试验,成功获取飞行区域大气污染成分NO2等的二维时空分布,此次试验标志着无人机平台大气污染分布遥感载荷技术的重大突破。该技术可应用于监测区域性、突发性、灾害性大气环境污染,从而为大气污染探测提供一种新型、快速的技术手段。     

通辽市降雨天气过程分析

对2011年5月29日发生在通辽市的降雨天气过程进行分析,结合天气图、雷达回波图、卫星云图,旨在对飞机人工增雨作业进行决策、确定飞行方案提供理论指导.     

氡-磁-电联合探测火区技术的应用研究

东峰矿二采区回风大巷在掘进期间与未知小窑火区连通,导致产生多源火区.由于火源位置隐蔽、漏风通道复杂,难以采取针对性措施对火区进行治理.为了准确探测火源位置及范围,提出了测氡法初探火源,用磁探法、自然电位法进一步确定火源位置及范围的地面氡-磁-电联用技术,并进行了应用.结果表明地面氡-磁-电联合探测技术探测出较精准的火区面积约为950m2,井下钻孔测温圈定高温区域面积约为450m2,约占氡-磁-电联合探测面积的47.3％,且基本位于联合探测的火区范围内,验证了火源探测的准确性,可为后期火区治理方案提供科学依据.     

架空输电线路电气施工安全管理

架空输电线路电气施工包括杆塔地面拼接、分段吊装、整体组立、架线施工等关键环节。在施工过程中,不仅需要使用起重机、牵引机、张力机等机械设备,还需要相关作业人员配合,涉及人机协同作业;杆塔上需要布置登塔作业人员,涉及地面人员与地面机械配合、高空作业人员与地面作业人员配合、高空作业人员与地面机械配合作业的问题,由于其间交互存在一定困难,并且同时出现垂直交叉作业,存在较高施工风险。将架空输电线路电气施工的流程进行梳理评估,针对各施工阶段存在的危险点,制定相应的安全施工作业方案,可有效降低施工作业风险,切实提高现场安全管控水平。     

中原经济区城市效率时空格局演变研究

运用超效率DEA模型测得2004-2013年中原经济区30个省辖市的城市效率水平并对其时空演变特征及区域差异进行了分析.结果表明:(1)2004-2013年中原经济区城市效率的发展具有一定的空间邻近性和波动性,城市效率发展总体呈上升趋势,且城市效率水平相当的城市在区位上较为集中;(2)中原经济区城市效率水平区域差异明显,城市效率高水平区由2004年的中部、北部转移到2013年的西部和东部;(3)郑州、漯河、济源、亳州、邯郸、长治、晋城和运城等8个城市的城市效率属于高效稳定型,开封、洛阳、平顶山、濮阳、许昌、南阳、周口、淮北、宿州、蚌埠、聊城、菏泽、三门峡和邢台等14个城市属于波动变化型,其余的8个城市则属于亟待增强型.     

山西省雷暴气候特征

使用山西72个气象站1971—2004年逐日雷暴资料,分析了山西省雷暴的时空分布特征。结果表明:雷暴主要集中在夏季,且北部、山区多,南部、盆地少,具有显著的纬度地带性及垂直性特征;REOF分析将山西雷暴异常划分为4个区,分别是北部区、南部盆地区、南部山地区和中部区,近34年来,各区域雷暴特征有较大差异,雷暴日数整体有减少趋势。     

厦门地区一次午后热对流的中尺度特征分析

利用双偏振雷达、雨滴谱仪等新型探测资料以及双雷达风场反演资料与地面加密自动观测站资料,分析了2019年7月20日厦门同安地区一次局地热对流过程。结果表明,本次局地热对流发生在副高边缘的不稳定区域;低层是一致的西南风,无明显系统影响,湿度条件好。厦门探空为上干下湿的结构,抬升凝结高度和自由对流高度都很低,湿层深厚,层结不稳定条件好。沿着回波传播方向,上层和下层风向几乎完全相反,构成次级环流,强回波向出流方向缓慢移动。本次过程属于冷云降水,强回波发展高度超过0℃层,ZDR和KDP的分布表明成熟阶段存在复杂冰相过程。