陕西关中增雨播云线源输送扩散数值模拟

利用层状云播云线源输送扩散三维时变烟发迹模式，通过对陕西关中飞机增雨作业实例的数值模拟研究，结果表明：模拟的播云线源输送扩散特征与输送扩散的基本理论和一般规律相吻合，并且再现了非垂直（与风向）多条播云线源非均匀非定常的输送扩散特点；浓度等值线的水平分布和垂直分布均不规则，比均匀定带点源更为复杂，整体不满足高斯浓度分布，表明在这种情况下均匀定常模式已不适用。另外，模式能够精确地模拟出播云线间的精细结构。播云线源水平输送距离1h平均为65km，扩散速率1h平均为0．82m/s。     

利用分裂窗直方图法对半透明云云顶高度的反演研究

针对2016年4 — 9月90°—140°E, 15°—55°N区域的半透明云, 使用分裂窗直方图法, 利用Himawari-8的AHI观测数据进行云顶高度反演。首先使用阈值法筛选出半透明云区; 然后基于分裂窗直方图法, 利用Himawari-8的10.4 μm 和12.4 μm两个分裂窗通道数据以及ERA-Interim再分析资料中的温度气压层数据和位势高度气压层数据反演云顶高度, 并将反演结果与CloudSat的2B-GEOPROF产品数据进行匹配和对比, 结果表明: 1) 分裂窗直方图法对 Himawari-8数据反演半透明云云顶高度的结果与CloudSat的数据结果较一致, 均方根偏差为1.45 km; 2) 海陆类型对反演结果没有明显的影响。所提算法有较强的适用性, 可以应用于不同卫星的分裂窗通道数据反演, 特别是对中国新一代静止气象卫星风云四号的业务反演有理论参考价值。     

静止卫星立体观测云顶高度几何算法研究

由卫星资料反演的云顶高度是天气学、气候学的重要科学资料。以静止气象卫星影像立体像对为数据来源,以云顶高度为研究对象,根据卫星-真云-投影云共线的事实,以及卫星-投影云-真云之间的几何关系,建立云顶高度立体解算模型;并在模型中考虑成像过程中云移动的影响。最终,通过几何关系建立严密云顶高度和云移动速度的线性化联立解算模型,运用最小二乘法解算出云顶高度,为气象预报提供精确、可靠的云参数。     

ASTER多角度影像云参数模型解算与云迹风反演

卫星资料具有覆盖范围广、时空密度大等优点,能有效地弥补缺测地区观测信息不足的现状,可为天气分析和数值预报模式等研究提供大量有用资料.采用青藏高原西藏阿里地区上空的Terra ASTER多角度影像立体成像像对,结合遥感和摄影测量理论,建立了基于摄影中心、影像点和实际物方点共线关系的云顶三维参数解算模型,用以求取云顶三维坐...     

基于MODIS数据与数值模式的云垂直结构估计

为了利用MODIS数据与数值模式估测云的垂直结构,通过运行PSU/NCAR MM5非静力数值模式,以模式输出的温湿廓线与MOD06云顶气压产品插值得到云顶高度,并利用WR95探空分析算法判定云底高度;以CloudSat/CPR主动遥感数据为真值进行云垂直结构的对比试验.初步结果表明:结合MODIS云产品与中尺度数值模式...     

静止卫星云图的云位置偏差及其几何校正

利用静止气象卫星云图红外亮温数据和大气的温度层结曲线计算云顶高度。根据几何关系推导出观测云与真云位置偏差的计算公式, 得到中国大陆地区对流云的观测偏差一般为5~20 km的结论。通过观测云经纬度和云顶高度计算真云经纬度, 在此基础上进行了卫星云图几何校正实验, 得到误差不超过2 km的云图校正结果。通过校正前后云图与雷达图的对比, 验证了校正方法的有效性。最后, 分析了云顶高度估算误差所造成的云图校正误差。     

层状云人工催化物理效应的数值模拟

对于自然云催化过程的数值模拟可以再现人工催化后云的宏微观物理响应特征,有助于提高对人工催化机理的科学认识,优化人工催化方案。在天气研究与预报(weather research and forecasting, WRF)模型Thompson微物理方案中加入碘化银人工催化过程,对2018年河北省一次层状云催化过程开展数值研究。数值模拟结果表明,采用与实际催化过程相似的催化剂量,层状云降水个例催化后冰晶含水量及地面降水显著增加。该次降水个例自然云中冰相粒子较少,自然云中冰相过程不活跃,数值模拟结果再现了降水个例催化后从过冷却到冰、雪晶含量明显增加的转变。相同催化剂量下,催化层厚度的减少提高了播撒率,进一步优化了催化效果,可见,应该在云中过冷水含量丰富的云区开展冷云催化作业。人工催化过程增加的冰晶通过凝华过程增长并自动转化为雪晶,雪晶增长下落过程中以凇附过冷云水增长为主。催化过程导致地面降雪显著增加。     

风云四号静止气象卫星的云顶高度反演算法

我国新一代静止轨道气象卫星——风云四号搭载多通道扫描成像辐射计(AGRI).云顶高度产品对于监测中小尺度强对流系统、研究云的气候效应具有重要意义.风云四号云顶高度算法(FCTHA)融合红外分裂窗和CO 2切片算法的优点,反演得到的云顶高度产品与多源卫星观测资料的交叉检验结果较好.与静止轨道葵花八号卫星云顶高度产品比较,...     

利用星载云雷达资料分析夏季青藏高原的云辐射强迫

利用最新的星载云雷达提供的青藏高原(25°～45°N,75°～105°E)夏季(JJA)2006年至2009年的辐射资料,以及云和地球辐射能地系统(CERES)提供的云量资料,分析了2006-2007年青藏高原夏季云量空间分布,以及青藏高原周边的山脉地区和中心地方云的辐射强迫和云对大气垂直加热率的影响.结果表明夏季青藏高原大气层顶(TOA)处云对长短波辐射的影响以及大气层底(BOA)处云对长短波辐射的影响远大于同纬度的其他地区,从大气加热率的垂直分布来看,有云存在时,对于短波来说,在云层中有明显的加热效应;而对于长波,在云顶有明显的冷却效应,在云底有较弱的加热效应.当存在多层云时,在高云与低云之间,云对大气的影响表现为冷却效应,其最高值接近于云顶对大气的冷却率;当存在多种类型的云时,大气净加热率可以看作是各种单层云在垂直分布上的叠加.     

基于回归预测的遥感卫星数据云检测方法研究

将遥感卫星数据中的云数据与晴空数据分离出来是卫星资料研究的重要工作。利用MODIS第20通道的亮温数据,通过回归预测法及拉依达法则对某一沿海地区的遥感卫星数据进行云检测。将实验结果与未经处理的云数据进行对比,表明回归预测法对类似地区遥感卫星云数据的检测具有较高的有效性。该方法具有操作简便,处理时间短等优点,适用于类似地区处理大量数据的的场合。     

海岸地区大气边界层数值模拟的有限元方法

用有限元方法建立了一个二维边界层预报模式，对污染物的输送扩散进行数值研究．主要考虑了海陆温差、地形、粗糙度跃变以及城市等因素对边界层中风场的影响，以模拟沿海地区海风演变过程中污染物的输送扩散．在污染物输送扩散模式中，应用了随机走方法．     

一个大型水电站泻洪水雾输送与扩散的风洞模拟实验研究

根据大气环境物理模拟技术的原理和方法，在南京大学NJU大气环境风洞中，实施了一项风洞模型实验，模拟对象是一个地处河谷山地的水电站坝址，旨在研究建坝前后 的气流分布和变化以及水电站大坝泻洪水雾的输送与扩散范围。实验结果表明：拟建水电站大坝会对坝址区流场有一定的影响，但相当有限，垂直影响层高度约在1．5倍坝高；水平范围则在1km范围。而摄录的示踪水雾图象显示水雾散布的影响范围主要限于离站址0．5km范围内。 这些结果与已经进行的数值模拟的结果一致。这样,一方面用现代先进的数码摄像和照相技术显示了水电站大坝泻洪水雾输送扩散的模拟图象，另一方面通过气流测量的结果也为数值模式的进一步完善提供了实验依据。这些均表明了风洞模拟实验研究是一种有效和实用的技术手段。     

双星立体观测云顶高度几何反演方法

通过双星立体观测中卫星-球心-投影云-真云的平面和球面三角几何关系推导出真云云顶高度计算公式,利用云顶高度变化和图像匹配的方法,对模拟得到的双星"立体观测图像对"进行云顶高度反演实验.通过对具有台风和冷锋形态分布的卫星红外云图模拟资料进行实验,得出平均垂直高度误差不超过500 m 的云顶高度,并对图像对比中1个像素偏移导致的云顶高度误差进行了误差分析.     

福建省及周边地区云类型的主动卫星检测

利用CloudSat和CALIPSO卫星融合云分类产品2B-CLDCLASS-LIDAR 2007-2010年观测资料,研究福建省及周边地区云系的构成、发生频率、垂直结构特征。研究结果表明,云系的层数以一层为主,且其发生频率约是双层云系统的2倍或多层云系统的4倍。在单层状态下,层积云、高积云和高云是主导云类型,在全年的占比之和达70.8%。而在双层状态下,这三种云类型相互重叠出现的情况也最频繁。与双层云系统和三层云系统相比,单层云系统的云底高度或云顶高度均要高于它们的最底层云或最上层云。此外,由于各季节的主导云类型不同,云系的垂直结构呈现出明显的季节变化,表现为夏季云分数廓线在15.5km处达到峰值,而冬季则在3.5km处达到峰值。     

回归预测法在某沿海地区遥感卫星数据云检测中的应用

将遥感卫星数据中的云数据与晴空数据分离出来是卫星资料研究的重要工作。利用MODIS第20通道的亮温数据,通过回归预测法及拉依达法则对某一沿海地区的遥感卫星数据进行云检测。将实验结果与未经处理的云数据进行对比,表明回归预测法对类似地区遥感卫星云数据的检测具有较高的有效性。该方法具有操作简便,处理时间短等优点,适用于类似地区处理大量数据的的场合。     

计算机模拟技术在逆向云发生器中的应用

针对采集大量的定量信息存在一定的困难,引入了计算机模拟技术。利用计算机模拟技术,可以由采集到的少量的云滴信息模拟出大量的云滴信息。逆向云发生器可以实现定量数值到定性语言值的转换,其精度依赖于定量数值的数目,误差随着定量信息的增加而减少。通过实例验证,结果表明：模拟数据可信,该研究为提高逆向云发生器算法的精度提供了一种新的方法。     

旱地冬小麦地膜周年覆盖高效用水技术

在冬小麦生产年度中 ,夏休闲期降雨量多且集中 ,是土壤水库充水的主要来源 ,对越冬作物生长发育有明显的当前效应和滞后效应。经连续多年在同一施肥水平下的小区试验结果表明 ,底墒的作用明显大于生育期降雨的作用。同时 ,研究表明播前底墒对冬小麦产量的方差贡献率为 3 8.6% ,说明冬小麦产量的近 40 %由播前底墒决定。所以 ,做好夏休闲期土壤水分的蓄保工作 ,是冬小麦增收的关键。1　夏休闲期农田微地型覆膜集流保墒技术1.1　夏休闲期农田微地型覆膜集水保墒的适宜沟垄比　夏休闲期降水在垄上集流汇聚到沟内入渗 ,通过分析建立农田尚不发生径流且降雨最大限度就地拦蓄入渗的沟垄比关系式 ,并根据多年的实验数据和相关文献资料确立沟垄比为 6.6:1、3 .3 :1、2 .2 :1,即地膜覆盖垄面依次为 86.8%、76.7%、68.8%。考虑到沟内水分富集区以垂直入渗为主 ,同时向膜内横向扩散 ,为了使膜内土壤不出现干土层 ,田间沟垄区地膜覆盖宽度以不超过12 0ｃｍ为界 ,若地膜覆盖宽度为 1ｍ时 ,则 12小时降雨 5 0、10 0、15 0ｍｍ时 ,沟垄比的上限值为 10 0 :13 .2、10 0 :2 3 .3、1...     

卫星资料在中尺度模式ARPS中的应用

利用美国“风暴分析预报中心”开发的中尺度模式ARPS (Advanced Regional Prediction System)的资料分析系统ADAS (ARPS Data Analysis System),成功地把地面报文资料和卫星 红外云图资料加入到数值模式中。通过加入卫星资料的综合云分析过程能够改善水汽初始条件,进而得到更准确地反映中尺度特征的初始场。对一次暴雨个例的模拟对比试     

无约束气云爆炸热辐射伤害效应研究

为了准确预测无约束气云爆炸产生的热辐射伤害效应,利用计算流体力学技术对无约束空间内甲烷与空气预混气云爆炸的非稳态流场进行了数值计算,得到了气云爆炸热辐射伤害效应的分布规律及伤害半径确定方法.研究结果表明:热剂量峰值与气云的质量有关,随距离呈指数衰减规律.与同质量凝聚相炸药相比,气云爆炸的热伤害效应范围更大,热剂量随距离的衰减更缓慢.     

青藏高原地气系统云辐射强迫的气候学特征

利用ＥＲＢＥ—Ｓ４和ＩＳＣＣＰ—Ｃ２月平均资料着重分析了青藏高原这一特殊气候区域地气系统云辐射强迫的气候学特征。分析结果表明：冬、夏季云对地气系统辐射强迫的场分布形势有明显的差异。对于地气系统长波辐射，冬季高原主体为云强迫高值区，夏季云强迫空间变化平缓，高原主体平均云的温室效应春季最大，秋季最小，云使地气系统射出长波辐射年平均减少４５．６Ｗ／ｍ２；对于地气系统长波辐射，冬季高原地区为云强迫相对高值区，夏季云强迫为西部小，东部大，高原主体平均云的反射率效应春季最大，冬季最小，云使地气系统短波吸收辐射年平均减少４９．７Ｗ／ｍ２；高原地区冬季云的温室效应大于云的反射率效应，云对地气系统起着辐射增温的作用，春、夏、秋三季的情况则与之相反，云对地气系统有辐射冷却的作用。就全年情况而言，云的辐射冷却作用占优势，年平均净辐射云强迫值－４．１Ｗ／ｍ２。