青藏高原那曲地区夏季对流云结构及雨滴谱分布日变化特征

青藏高原对于我国大气水循环、生态环境、灾害天气产生及气候变化等均具有重要作用和影响.为进一步揭示青藏高原气象和大气物理过程,我国启动了第三次青藏高原科学试验-边界层与对流层观测(2014~2017年)重大研究项目,其中云降水物理观测试验采用了包括C波段连续波雷达、Ka波段毫米波云雷达、地面雨滴谱仪、激光云高仪等目前先进的观测仪器.本文利用2014年7月1日~8月31日期间在西藏那曲的观测数据,结合FY-2E卫星的TBB资料,分析研究了青藏高原夏季(7~8月)对流云及其降水过程和雨滴谱分布特征.研究结果表明,观测试验期间青藏高原对流活动主要集中在高原东南部和中部地区,其降水过程存在准两周的周期性;由于高原的加热效应,对流云和降水过程有着显著的日变化特征,对流活动在11:00(当地时间)由局地热对流发展,经合并增长在17:00~18:00达到最强,入夜后降水过程开始偏平流性并持续至6:00,之后逐渐消散,上午对流活动较少.高原对流云平均云顶高度为11.5 km左右(海拔高度),最大云顶高可超过19 km;平均云底高度6.88 km.降水过程主要表现为短时阵性降水,持续时间基本小于1 h,平均降水强度在1.2 mm/h左右.另外,研究发现高原雨滴谱分布相对于同纬度和季节的平原地区较宽,导致高原对流易产生降水.Γ分布相对于M-P分布更适用于对高原上的雨滴谱分布进行拟合.     

对全面开展我国云霧及降水科学研究的一些看法

云雾,特別是降水,对国民經济和国家社会主义建設有密切的关系。去年,在党的領导和全国人民的支持下,我国开展的人工控制天气的工作,特别是人造雨工作,仅在几个月內,就以惊人的速度取得了很大的成就。云雾降水以及与它們有联系的大气物理現象;一直到現在还有許多問題不清楚。現在世界上研究云雾及降水的方法基本上可分为四类。 (1)天气学的研究方法:就是由气象观測員的观測,利用各种天气图分析等来預报云雾降水。这些方法在我国是比較熟悉的。 (2)高空气象的研究方法:这里包括无綫电控空仪、气球、各种系留汽球、飞机及雷达探測等,其中,飞机及雷达探測尤其重要。     

强雷雨云低层流出气流的结构分析

本文利用325米气象塔、结合测雨雷达以及常规气象资料,分析了北京夏季副冷锋锋生过程中雷雨云低层密度流的特性,随着雷雨云的过镜,密度流出现多次浪涌。浪涌期间动量和热量输送比非浪涌时大2—3个量级。气象要素场发生急剧的变化,飑锋强风速垂直切变到达之前半小时,气象塔高度内出现了垂直范围约百米和水平范围约几公里左右的南北风垂直切变     

5 cm数字化雷达降水衰减订正

利用淮河流域能量和水循环试验（ＨＵＢＥＸ）中的阜阳５ｃｍ数字化雷达探测资料进行了降水粒子衰减订正研究,订正方法使用迭代法,初步结果表明,雷达直接探测的ｄＢＺ值和降水衰减订正后的ｄＢＺ值差别可能很大。     

全球热带海洋地区降水季节变化的TRMM卫星观测

基于2007~2012年TRMM卫星上搭载的降水雷达提供的雷达反射率因子、降水率、降水类型等产品,结合ECMWF提供的再分析数据资料,分析了全球热带海洋地区平均降水率、400 h Pa垂直速度、850 h Pa相对湿度和下对流层稳定度的时空分布特征.根据400 h Pa垂直速度的季节差异确定了4个子研究区及相应对比季节,给出了对比季节内浅对流单体、层云、对流云3种降水系统降水量、降水面积、降水强度以及垂直结构上的差异.结果表明:(1)热带海洋地区平均降水率与400 h Pa上升速度在时空分布上存在一个显著的正相关,即400 h Pa上升速度越强的地区平均降水率越大;(2)4个子研究区内层云降水对区域累积降水面积贡献率最大(年均值均超过50%),对流云降水次之(约30%),而对流云降水对区域累积降水量贡献率最大(约65%),层云降水次之(约25%);(3)400 h Pa上升速度较强时,4个子研究区中3类降水系统的累积降水面积、累积降水量都有所增加,但降水强度以及降水系统垂直结构的变化存在差异,其中对流云降水强度一致增大且其垂直结构上的发展更旺盛;(4)对流云降水系统的雨顶高度、雷达反射率重心以及30 d BZ回波顶高随着400 h Pa上升速度的增强以及850 h Pa相对湿度的增加而迅速抬升,同时随着下对流层稳定度的降低有所抬升,但变化率较小.说明影响对流降水系统垂直结构的主要气象条件是400 h Pa上升速度和850 h Pa相对湿度.     

土壤湿度资料同化对中国东部夏季区域气候模拟的改进

采用牛顿张弛同化法把GSWP2资料同化进区域气候模式BCC_RegCM1.0(简称RegCM)中土壤湿度初始场, 结果得到采用不同张弛参数对土壤湿度资料进行同化, 均能不同程度的改进气温和降水的模拟, 当张弛强度取0.5和张弛时间为5 d时, 对中国东部地区气温和降水模拟的改进效果较好. 加入土壤湿度资料同化后, 不仅对中国东部地区的降水和气温的空间分布型有所改进, 而且修正了控制试验中地表气温的系统性冷偏差以及中国东部地区的降水偏少, 使地表气温和降水的模拟值较控制试验结果接近于观测值, 这说明RegCM对地面气温的偏低和降水量的偏少, 可能与陆面过程中的土壤湿度处理有较大的关系, 今后应注重RegCM中土壤湿度的作用.     

有关东亚季风的一些问题

一引言我国古代有不少关于季风现象的记载,但我们对季风的研究是在1925年中国气象学会成立以后才开始。 1925 — 1932年气象工作者所发表的气象论着中,曾附带地讨论了季风现象,但都是零星片段的。真正把季风现象作为一个研究对象,还是在1934年以后。当时,大家的注意力主要是集中在季风与中国的降水关系上,特别是竺可桢教授,他利用当时不多的气象资料,肯定了东南季风与中国降水的复杂关系,并指出单一的、强盛的东南季风控制下的地区主旱,而不是多雨,只     

2021年7月河南极端暴雨过程概况及多尺度特征初探

2021年7月17～22日,河南省发生了致灾严重的极端暴雨过程,气象观测站最大6日累积降水量为1122.6 mm(鹤壁市),最大小时雨强高达201.9 mm(郑州市),突破了中国内陆小时雨强历史纪录.利用气象雨量站、探空和多普勒天气雷达等观测资料以及ERA5再分析资料对极端暴雨概况和多尺度特征进行了初探.结果表明,此次极端暴雨过程是在对流层高、中、低层以及中、低纬度多尺度大气系统共同作用,并叠加地形影响下产生的:(1)西南季风将南海的水汽向西北太平洋输送并经由热带气旋“烟花”向北抽吸,西北太平洋上的水汽经“烟花”北部的偏东低空急流和异常偏北偏强的副热带高压西南缘的东南气流向河南输送;这条异常的东进河南的热带气旋远距离接力水汽输送通道导致河南可降水量正异常.(2)对流层高层,河南位于短波槽前辐散区;对流层低层,河南及附近为低涡或倒槽影响,这些均有利于低层大气的辐合和上升.此外,伏牛和太行等山脉对水汽的汇聚和对低层偏东或东南气流的抬升有作用.(3)副热带高压和异常偏强的大陆高压连成“高压坝”,阻碍了中高纬度冷空气南下,郑州极端暴雨发生在暖湿层深厚的环境场中,降水系统呈现低质心热带型雷达回波...     

大气边界层中强风结构的研究

本文利用北京325米气象塔的水平风速资料,对中性和非稳定层结条件下的天气过程出现的强风进行了湍流能谱、风的阵性以及风速垂直分布的计算分析,结果表明:(1)冷锋过程含能区有二个,一个为20—130分钟,另一个为3—10分钟,峰值变化在10~°—2×10~(-1)米~2/秒~2之间。雷暴过程主要含能区在6—12分钟及2—4分钟,峰值变化在10~°—8×10~(-2)米~2/秒~2之     

纵向岭谷区植被覆盖的空间分异及其对气候的时滞效应

分析了西南纵向岭谷区NDVI时间序列与温度降水两类气象因子的相关性,探讨植被对温度和降水变化响应敏感性的空间格局,通过构造NDVIr指数揭示纵向岭谷区植被覆盖变化与土地利用之间的相互关系,得出如下结论:(1)纵向岭谷区植被对温度和降水变化的响应过程具有"时滞效应",不同地区出现最大相关系数所对应的滞后时间不同;植被对温度和降水变化的反应可以分为"雨热同期、雨先热后和热先雨后"3种时间组合.(2)植被对温度变化反应的敏感程度在空间上形成数个不连续的高相关中心和低相关中心;与温度不同,在研究区北部形成了植被-降水相关关系的两个低敏感区,沿纵向岭谷方向形成了两条高相关带.(3)构造了NDVIr指数,发现NDVIr与气象因子和土地利用状况具有较好的对应关系.     

你问我答

问：时钟的计时是60进位制,为什么体育赛事中的计时进入秒以后就改成了百进位？ 答：时间单位之间的换算是最复杂的。在小时的上面是天（日）,24小时为一天、30天或31天为一个月,而一年又分为12个月。通常情况下秒是最小时间单位,如果秒的下面还有另外一种单位,就应该以60进位制来计算。既然秒已经是最小单位,再往下计算就只能按数学方式采用百进位了,     

春季北极涛动对南海气候的影响

利用1979~2013年月降水量和NCEP再分析大气环流资料,分析了春季(3~5月)北极涛动对南海气候变率的可能影响.结果表明,春季南海多气候要素主导模态的时间系数与同期北极涛动指数相关系数达?0.4,超过95%的信度水平,二者反位相的特征在年际尺度上更加明显.当北极涛动指数为正异常时,西太平洋副热带高压减弱,热带西太平洋有异常气旋式环流,南海地区偏南风减弱,南海大部分地区降水增多,北部到华南地区降水减少,北极涛动指数为负异常时情况则相反.北极涛动可由两条途径影响南海地区气候,一是通过青藏高原南侧西风急流的波列,二是通过北太平洋西风急流区南北侧的偶极型环流异常.南海地区环流和气候的异常与这两条途径的相对强弱和配置有关,当高原南侧波列异常偏强同时北太平洋偶极型异常偏弱时,二者共同作用可增强西太平洋副热带高压和南海地区异常反气旋环流,导致降水的显著减少.当北极涛动指数为正异常时,北太平洋偶极型南支的气旋还可触发热带地区海气相互作用间接影响南海气候.     

2018/2019年冬季江南超长连阴雨天气特征及其成因

2018/2019年冬季,我国长江以南(简称江南)地区发生了超长连阴雨天气.区域平均有效降水日数长达51 d,打破了1981年以来的最高纪录,造成了极大的社会影响.本研究利用JRA55再分析资料,通过诊断分析,指出2018/2019年冬季中部型El Ni?o导致的江南地区异常低空水汽辐合和东亚冬季风次季节变化异常活跃,是造成此次江南地区超长连阴雨天气的主要原因.一方面,受此次中部型El Ni?o影响,西太平洋副热带高压异常偏强西伸,为江南地区的持续性降水异常提供了稳定的异常暖湿背景.另一方面,东亚冬季风准双周活动的异常偏强是江南地区超长连阴雨天气的维持条件.当冬季风偏强时,中、高纬度冷空气向南输送至江南地区,触发了局地强降水过程;而当冬季风偏弱时,副热带地区的大气东传低频波列活跃,当该波列到达青藏高原后,在高原大地形的机械阻挡作用下,加强了江南地区上空的动力抬升,并引发弱降水过程.与历史事件相比, 2018/2019年冬季江南地区的低空水汽辐合最强,东亚冬季风次季节显著周期最长,两者均达自1981年以来的极值.因此,江南地区次季节强、弱降水过程的交替出现,最终造成了此次当地的超长连阴雨天气.     

夏季青藏高原地面反照率和净辐射特征

1979年5—8月,我国在青藏高原进行了第一次大规模的气象科学实验,获取了大量的高原常规资料和热源观测资料。 1986年6—7月,在拉萨和那曲地区又进行了中美青藏高原联合气象考察,中美双方的气象学家共同研究高原上的辐射收支和热状况。这次考察安置了两套装置:一是辐射、降水、风、状态参数和地面热量、水汽监测站;二是塔式的四层涡动通量监视站。     

救命的雷达

1994年4月25日晚9点38分,一阵强烈的龙卷风掠过了美国德克萨斯州兰开斯特镇的中心地区,摧毁了至少175座房屋,把这一带历史悠久的商业区的一半建筑物夷为平地,使整个街区成了瓦砾堆。 令人吃惊的是,在这么大的风灾中只有4人丧生,这主要归功于设在离此地约100公里远的沃斯堡的“国家气象服务台”的一种新型气象雷达。这种雷达名叫Nexrad,意思是“下一代的气象雷达”。     

TRMM卫星升轨对热带地区气候尺度降水探测的影响

1997年发射升空的热带测雨卫星(tropical rainfall measuring mission,简称TRMM)距今已经稳定运行十余年,其上搭载的首部星载主动式测雨雷达(precipitation radar,简称PR)收集了多年高信度的降水探测资料,这些资料现已被广泛应用于全球气候和水文等研究领域.然而,为延长     

星载Ku,Ka和W三频雷达探测云雨三维结构模拟仿真

对星载Ku, Ka和W波段微波雷达联合观测中纬度陆地气旋、热带台风和热带洋面气旋个例中云和降水的三维结构进行了模拟仿真.首先利用Weather Research and Forecasting(WRF)云模式模拟了个例中各种水凝物的时空分布,并利用Aqua卫星MODIS观测结果直接检验了中纬度陆地气旋个例模拟结果;然后将模拟结果作为输入,利用星载雷达模拟器计算了相应的雷达回波反射率因子,并利用CloudsSat卫星的W波段云雷达CPR实测信号对之进行了验证;随后利用该模拟数据研究了不同粒子雷达回波反射率的特点.最后假设Ku,Ka和W波段雷达的灵敏度分别为15, 5和-35 dBZ,定量研究了这3个波段在探测云顶高度、云底高度上的优缺点和误差大小.模拟结果证实随着频率的增高,水凝物粒子的雷达回波反射率因子减小.非降水云水和云冰粒子回波明显弱于降水和降雪粒子,一般很难被Ku和Ka波段星载雷达观测到.研究发现W波段雷达对云顶的探测误差一般很小(不到30 m),而Ku,Ka雷达对云顶的探测误差可达数千米.对云底探测而言,W波段雷达可以有效穿透低层液态水含量低的天气系统,但对强降水天气系统云底探测误差较大;Ka波段雷达在台风眼壁云墙附近的强降水区也会出现较大探测误差;而Ku波段雷达云底的探测误差都较小.     

最短和最长的时间单位

世界上最短的时间单位叫做“那诺秒”。这个单位在1960年开始正式使用。我们通常感到一秒钟已经很短了,但一个“那诺秒”居然等于1.0×10-9秒。在一秒钟内,光可跑近30万千米,但在一个“那诺秒”内,它只行进约30厘米。可见,“那诺秒”这一单位之小了。     

1901—1950年时期中我国部分地区降水偏距的统计研究

我们根据二十世纪前50年国内的降水资料,研究了长江中下游、东南沿海地带、渤海周围地区在该时期中普遍出现水旱的月份。历年逐月各地的降水量资料皆可分为七级,第一级降水最少,第七级降水最多。每个地区普遍出现第一、二极的降水时称为旱月,普遍出现第六、七级的降水时称为水月。50年中     

青藏高原西部降水中δ18O变化特征及其气候意义

根据青藏高原西部阿里地区狮泉河和改则二站点降水中δ¹⁸O实测值和相关气象资料, 研究发现, 在一定程度上, 温度能够影响狮泉河和改则二站点降水中δ¹⁸O变化. 在夏季, 特别是同一降水过程中, 两个站点降水中δ¹⁸O变化趋势非常一致, 且在季风活跃期, 降水中δ¹⁸O都出现多次明显的低值, 这与西南季风水汽输送密切相关, 而在季风间歇期, 降水中δ¹⁸O仍然表现相对高值, 水汽主要来源于局地水汽的再循环; 在非季风时段, 降水中δ¹⁸O与温度的正相关性都更为显著, 该研究区域降水的水汽主要受局地环流和西风环流控制. 另外, 该研究区域的蒸发条件也同样影响降水中δ¹⁸O变化. 通过该区域及其毗邻地区降水中δ¹⁸O空间分布特征的研究, 揭示了5月底或6月初始至8月底或9月初是青藏高原不同水汽来源的一个重要的时间分界线, 而在空间上, 位于青藏高原北部的西昆仑山与唐古拉山是一条重要的气候分界线.