基于CloudSat-CALIPSO数据的黄土高原地区云特征分析

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作者 尤丹丹 张淑花 +1 位作者 金存银 王倩茹 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第3期583-594,共12页

云是地气系统的重要组成部分,为深入分析黄土高原地区云特征,利用2007-2016年搭载首部云探测雷达云卫星(CloudSat)与云-气溶胶激光雷达和红外探测者观测卫星(The Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation, C... 云是地气系统的重要组成部分,为深入分析黄土高原地区云特征,利用2007-2016年搭载首部云探测雷达云卫星(CloudSat)与云-气溶胶激光雷达和红外探测者观测卫星(The Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation, CALIPSO)资料,选取黄土高原半湿润、半干旱、干旱和寒旱四个区域,对云的宏、微观物理特征进行了分析。结果表明:(1)黄土高原各区域云出现频率年均值达到了55%以上,其中,春、夏季云出现频率最高,秋冬两季相对较低;半湿润区云出现频率高于其他区域,但其他三个区域云出现频率最高的月份均早于半湿润区。(2)各区域中单层云出现频率最高,占到总云量的60%以上,多层云中主要是双层云,约占总云量的25%。云层高度在不同区域表现为春、夏季节大于秋、冬季节,半湿润区的云层高度在四季均大于其他区域。各区域云几何厚度季节变化不显著,均在1~4 km之间,主要以薄云为主,且78.13%的云几何厚度不超过2 km。(3)各区域的云液态水含量年均值均达到了220.5 mg·m^(-3),约为冰水含量年均值的6.5倍,主要分布在8.5 km以下的高度层。随着高度的减小,液态水含量逐渐增多,其中半湿润区云液态水含量大于其他区域。各区域全年冰水含量占比较小,主要分布在16.5 km以下的高度层。(4)液滴有效半径在各区域的值主要集中在12~16μm,在半干旱区的春季出现了最大值,约为24μm;冰粒子有效半径最大值出现在半湿润区的夏季。液滴数浓度在各区域的值集中在60~80 cm^(-3),均小于冰粒子数浓度平均值,其峰值出现在各区域的夏季,冰粒子数浓度的峰值出现在半湿润和半干旱区的春季。该研究结果有助于深入认识黄土高原云的特征,为区域气候模式对黄土高原地区云特征的模拟提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 黄土高原 cloudSat-CALIPSO 云垂直结构 宏微观物理特征

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基于CloudSat资料分析北疆强降雪天气的云结构特征 被引量：3

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作者 王智敏 冯婉悦 +3 位作者 李圆圆 储长江 徐文霞 陈勇航 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2019年第2期244-251,共8页

利用NASA发布的2008—2015年CloudSat卫星的2B-CWC-RO、2B-CLDCLASS、2C-SNOW-PROFILE和地面气象站的观测资料,对北疆沿天山及其周边区域内21次强降雪天气降雪前和降雪期间卫星过境时云宏微观特征进行了对比分析。通过将研究区域分为北... 利用NASA发布的2008—2015年CloudSat卫星的2B-CWC-RO、2B-CLDCLASS、2C-SNOW-PROFILE和地面气象站的观测资料,对北疆沿天山及其周边区域内21次强降雪天气降雪前和降雪期间卫星过境时云宏微观特征进行了对比分析。通过将研究区域分为北疆沿天山西部和中部地区进行分析,结果表明:(1)降雪前和降雪期间的云类型以层云、积云、高层云和深对流云为主。(2)降雪前冰粒子等效半径均值分布在58.65～67.29μm之间,冰粒子数浓度的均值分布在41.2～76.5 L^(-1)之间,冰水含量的均值在25.4～135.1 mg·m^(-3)之间,雪水含量均值在28.0～88.0 mg·m^(-3)之间,降雪强度均值在0.08～0.36 mm·h^(-1)之间。(3)降雪前冰粒子等效半径、冰粒子数浓度、冰水含量、雪水含量和降雪强度均值分别比降雪期间大2.9%、6.2%、34.4%、36.4%和18.7%,且高值区主要集中在北疆沿天山西部地区。 展开更多

关键词 cloudSAT 强降雪 宏微观物理量 北疆区域

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基于多源观测资料的江淮气旋北部层状云系宏微观特征

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作者 赵舒文 陶玥 +6 位作者 胡向峰 左懂飞 陈羿辰 李军霞 魏蕾 沈淑婧 李祥 《大气科学学报》 北大核心 2025年第1期164-176,共13页

基于卫星、组网天气雷达、毫米波云雷达和飞机等观测资料以及ERA5再分析资料,对2023年4月4日河北南部一次层状云降水过程进行分析。结果表明,此次降水过程是高空槽、江淮气旋以及低空急流共同影响下的江淮气旋北部层状云降水过程。云系... 基于卫星、组网天气雷达、毫米波云雷达和飞机等观测资料以及ERA5再分析资料,对2023年4月4日河北南部一次层状云降水过程进行分析。结果表明,此次降水过程是高空槽、江淮气旋以及低空急流共同影响下的江淮气旋北部层状云降水过程。云系结构分析表明,江淮气旋进入成熟阶段后,云系向东北方向移动,云顶高度介于8至11 km,云系发展深厚。在降水发展时段,云中冰相粒子占主导地位,微物理转化过程主要涉及冰晶的凝华增长、聚并增长以及淞附增长。在降水消散时段,云中同样以冰相粒子为主,但云顶和云底降低,冰晶层变得浅薄,云中存在冰晶繁生过程。 展开更多

关键词 层状云降水 云宏微观特征 飞机观测 多源观测 江淮气旋

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西北地区春季云系的垂直结构特征飞机观测统计分析 被引量：22

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作者 赵增亮 毛节泰 +4 位作者 魏强 应亚江 王磊 韩志刚 李成才 《气象》 CSCD 北大核心 2010年第5期71-77,共7页

根据2001年5—6月8架次的飞机探测资料,配合地面观测和卫星资料综合分析得出了西北地区春季云系的垂直结构宏微观特征,包括云厚、云底高度、云粒子浓度、含水量、有效半径、粒子谱分布函数等。降水性层状云厚平均约2000 m,低云含水量垂... 根据2001年5—6月8架次的飞机探测资料,配合地面观测和卫星资料综合分析得出了西北地区春季云系的垂直结构宏微观特征,包括云厚、云底高度、云粒子浓度、含水量、有效半径、粒子谱分布函数等。降水性层状云厚平均约2000 m,低云含水量垂直方向上平均为0.07 g·m^(-3),中云含水量垂直方向上平均为0.03 g·m^(-3)。对比分析降水云和非降水云系的微物理特征量,两者存在显著的差异,降水性层状云有效半径要达到10～16μm。 展开更多

关键词 云物理 飞机探测 宏微观特征

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天山山脉强降水云宏微观物理属性的空间分布特征 被引量：11

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作者 王旭 张嘉伟 +1 位作者 马禹 陈勇航 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2016年第6期1153-1161,共9页

天山山脉是新疆重要的水源地,分析这一区域降水云的宏观和微观物理属性的垂直和水平分布,对于科学高效地开展人工增水作业具有重要意义。利用CloudSat和Aqua卫星资料对天山山脉3次强降水过程云高、云厚、冰粒子等效半径和直径(IER、IED... 天山山脉是新疆重要的水源地,分析这一区域降水云的宏观和微观物理属性的垂直和水平分布,对于科学高效地开展人工增水作业具有重要意义。利用CloudSat和Aqua卫星资料对天山山脉3次强降水过程云高、云厚、冰粒子等效半径和直径(IER、IED)、水粒子等效半径(LER)、冰水含量(IWC)、液态水含量(LWC)、冰水路径(IWP)、液态水路径(LWP)的分析表明:(1)天山山脉强降水云分布在0.9~9.4 km范围内,天山东、西部云底偏低、云体偏厚,而中部云底偏高、云体偏薄。降水云占有率天山中部、东部分别为5%,西部为15.6%。(2)天山山脉强降水云IER以0~60μm为主,LER以0~5μm为主,IWC和LWC集中在0~50 mg·m^(-3),强降水云从低层到高层这些微物理量的低值段占优势,天山山脉西部、中部这些微物理量的低值段随高度呈单峰分布,西部和中部峰值分别出现在云层下部和中上部;天山山脉东部这些微物理量的低值段随高度呈双峰分布,极大值出现在云层下部和上部。(3)天山南脉、天山西部强降水云的IED较小,而天山中部、东部较大;天山中部云的LER较大,天山东部、西部、天山南脉较小;IWP从大到小依次排序为中部、东部、西部、天山南脉;天山中部云的LWP略大于天山西部和东部,天山南脉最小。 展开更多

关键词 cloudSat/Aqua 云宏观和微观物理量 强降水 垂直和水平分布

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气溶胶对云宏微观特性和降水影响的研究进展 被引量：32

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作者 杨慧玲 肖辉 洪延超 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期525-542,共18页

气溶胶—云—降水相互作用是当今大气科学研究的热点和前沿问题。概述性地回顾了气溶胶对云宏微观特性和降水影响的研究进展,分别讨论了气溶胶对层状云、对流云等典型云系的动力和微物理过程的影响,总结了国内外研究关于气溶胶对云宏微... 气溶胶—云—降水相互作用是当今大气科学研究的热点和前沿问题。概述性地回顾了气溶胶对云宏微观特性和降水影响的研究进展,分别讨论了气溶胶对层状云、对流云等典型云系的动力和微物理过程的影响,总结了国内外研究关于气溶胶对云宏微观特性影响的可能的物理解释。回顾外场观测及数值研究表明,气溶胶对云液态水含量、地面降水及光学厚度的影响存在着许多不确定性。另外指出,在研究气溶胶对云宏观特性和降水影响时,应该加强气溶胶对云微物理特性影响的观测(卫星、雷达、飞机、地面观测等)和数值模拟的综合分析研究。 展开更多

关键词 气溶胶—云—降水相互作用 宏微观物理 动力

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基于激光雷达和毫米波云雷达的卷云特性分析 被引量：4

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作者 卜令兵 覃艳秋 +2 位作者 吴放 刘新波 黄兴友 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期297-302,共6页

使用美国ARM计划安徽省寿县站2008年的微脉冲激光雷达和毫米波雷达的观测数据对寿县上空卷云的宏观物理特性进行了分析，联合两种雷达观测卷云扩大了卷云的边界轮廓，得到更为全面的卷云信息，结果表明了联合激光雷达和毫米波雷达观测... 使用美国ARM计划安徽省寿县站2008年的微脉冲激光雷达和毫米波雷达的观测数据对寿县上空卷云的宏观物理特性进行了分析，联合两种雷达观测卷云扩大了卷云的边界轮廓，得到更为全面的卷云信息，结果表明了联合激光雷达和毫米波雷达观测卷云的必要性。在此基础上，对观测期间寿县上空的卷云个例进行统计分析，结果显示：卷云过程的平均云底高度分布在5～10km，其中6～7km范围所占的频率最大；平均云厚的分布范围为0．25～5km，其中90．8％分布在0．5～2．5km；卷云过程持续时间总体上随着持续时间的增大呈减少的趋势，持续时间最长为35．5h，平均为3．6h，持续时间小于5h的卷云过程占82．5％。 展开更多

关键词 微脉冲激光雷达 毫米波雷达 卷云 宏观物理特性

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椰子纤维研究利用及发展趋势 被引量：7

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作者 朱赛玲 熊雪平 +2 位作者 徐朝阳 王广静 徐长妍 《福建林业科技》 北大核心 2014年第2期231-234,共4页

椰子纤维,数量多、价格便宜、综合性能优越,其研究和利用是一种变废为宝,利国利民的重大举措。本文对椰子纤维的学术研究及加工利用现状进行阐述,主要包括宏微观构造、解剖特征、化学成分分析和物理力学强度等,并介绍了椰子纤维在人造... 椰子纤维,数量多、价格便宜、综合性能优越,其研究和利用是一种变废为宝,利国利民的重大举措。本文对椰子纤维的学术研究及加工利用现状进行阐述,主要包括宏微观构造、解剖特征、化学成分分析和物理力学强度等,并介绍了椰子纤维在人造板和复合材料领域的利用现状。纵观椰子纤维利用全貌,椰子叶柄纤维至今未得到有效利用,如何对椰子各部位纤维有效利用,应成为今后学术研究及成果产业化的重点。 展开更多

关键词 椰子纤维 宏微观结构 解剖特征 化学成分分析 物理力学强度 加工利用

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白鹤滩水电站层间错动带工程地质特性 被引量：9

9

作者 韩钢 周辉 +4 位作者 陈建林 张传庆 高阳 宋桂红 洪望兵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期3559-3568,3575,共11页

白鹤滩水电站层间错动带结构松散、水理性质不良、力学性质差且延展范围广,是地下空间围岩体中的弱结构面,控制围岩体的变形破坏。在大量地质勘探及室内试验研究资料基础上,将白鹤滩工程区的层间错动带划分为节理带、劈理带和泥化带,有... 白鹤滩水电站层间错动带结构松散、水理性质不良、力学性质差且延展范围广,是地下空间围岩体中的弱结构面,控制围岩体的变形破坏。在大量地质勘探及室内试验研究资料基础上,将白鹤滩工程区的层间错动带划分为节理带、劈理带和泥化带,有利于其力学特性的研究;在分类的基础之上,研究了C2、C4层间错动带中不同带区的形成模式、宏微观结构特征、矿物成分、水理性质以及剪切力学特性等主要工程地质问题,认为白鹤滩层间错动带主要是构造成因,不同带区在黏土矿物含量、微观结构以及水理性质等方面差异明显,错动带的剪切位移曲线整体呈理想弹塑性特征;分析了施工期层间错动带的地质特性对工程岩体的影响,含层间错动带围岩体主要存在3种破坏形式:块体塌落、剪切滑移与渗透破坏。 展开更多

关键词 白鹤滩水电站 层间错动带 宏微观结构 物理力学性质 破坏形式

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中国天山西部区域云降水物理野外观测科学试验研究若干进展 被引量：1

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作者 杨涛 杨莲梅 +1 位作者 李建刚 仝泽鹏 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2023年第10期1602-1611,共10页

天山西部区域是中亚地区降水量最多的区域,其向西开口独特河谷地形与西风环流构成了中亚区域独有的云降水物理过程,降水形成积雪、冰川和径流对中亚社会经济和生态环境形成重要影响。随着国家“丝绸之路经济带”建设的推进,对中亚水资... 天山西部区域是中亚地区降水量最多的区域,其向西开口独特河谷地形与西风环流构成了中亚区域独有的云降水物理过程,降水形成积雪、冰川和径流对中亚社会经济和生态环境形成重要影响。随着国家“丝绸之路经济带”建设的推进,对中亚水资源、气象防灾减灾和生态环境保护提出了严峻的科技挑战,而该区域云降水物理过程的观测和研究是科技基础,仍处于起步阶段,不能满足国家战略和中国气象事业发展需求,为此于2019年建设了天山西部区域云降水物理野外观测科学试验基地,并对云宏微物理、层状云/对流云雨滴谱、中/西天山雨滴谱特征异同、冷锋暴雪微物理等开展了相关研究并取得了前沿成果,本文对此进行提炼总结,以期推动中亚地区云降水物理学科发展。 展开更多

关键词 野外观测试验 云降水 宏微物理特征 研究进展 中国天山西部区域

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基于吉洪诺夫正则化的人造天然气水合物地层骨架数字化制备技术 被引量：1

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作者 郑明明 王晓宇 +3 位作者 韦猛 刘天乐 蒋国盛 高震宇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期876-889,共14页

以地质资料丰富、成藏条件良好的美国阿拉斯加北部斜坡Mount Elbert井Unit C-GH1井段水合物地层为参照对象,将岩心制作工艺、宏观物性和微观孔隙3个方面有机结合,采用控制变量、正交分析以及吉洪诺夫正则化等方法,建立岩心工艺参数、渗... 以地质资料丰富、成藏条件良好的美国阿拉斯加北部斜坡Mount Elbert井Unit C-GH1井段水合物地层为参照对象,将岩心制作工艺、宏观物性和微观孔隙3个方面有机结合,采用控制变量、正交分析以及吉洪诺夫正则化等方法,建立岩心工艺参数、渗透率与孔隙度、孔喉直径之间的拟合函数关系及其相应的数学计算模型,从而开发出一套高效快速的人造天然气水合物地层骨架的数字化制备技术。研究结果表明:通过控制变量和正交分析分析得出的最优人造岩心配方与原位水合物目标地层骨架十分相近,宏观物性参数渗透率和孔隙度相对误差分别为2.00%和0.40%,微观孔隙形态主要特征与天然地层骨架趋于一致;岩心制作工艺参数、膨润土添加质量分数、黏结剂添加质量分数、压力和时间与宏观物性渗透率和孔隙度的相关性极高,通过一元回归得出其相关系数均在0.9以上;基于吉洪诺夫正则化进行的多元回归分析得出了高精度的二次渗透率和一次孔隙度预测函数模型,平均测试相对误差分别为2.65%和0.87%;利用所提出的预测模型思路和建立的数学模型可以在已知一方参数的情况下快速计算出岩心的渗透率、孔隙度以及孔喉直径等另外两方参数,从而提高制作工艺参数优选效率与提高人造岩心贴近程度。 展开更多

关键词 天然气水合物地层 人造岩心骨架 宏−微观物性 吉洪诺夫正则化 数学模型 数字岩心技术

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红麻结构与物理性质的研究 被引量：1

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作者 刘忠辉 《福建林学院学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期226-230,共5页

对红麻的宏观、微观结构和物理性质进行观察测定。结果表明,红麻秆的管孔排列与阔叶树散孔材相近,射线细胞等薄壁细胞较多,纤维细胞壁较薄。分析红麻秆高度对物理性能的影响。结果表明,密度从基部到梢部逐渐增大;含水率从基部到梢部逐... 对红麻的宏观、微观结构和物理性质进行观察测定。结果表明,红麻秆的管孔排列与阔叶树散孔材相近,射线细胞等薄壁细胞较多,纤维细胞壁较薄。分析红麻秆高度对物理性能的影响。结果表明,密度从基部到梢部逐渐增大;含水率从基部到梢部逐渐减小;气干、全干干缩率的大小为弦向>径向>纵向,中部差异干缩最大,径向气干湿胀率最大,弦向全湿胀率最大,纵向干缩率和湿胀率均为负数,纵向没有参与干缩湿胀。在浸泡前期(<50h),吸水性的大小为中部>基部>梢部,50h后,吸水性的大小为基部>中部>梢部。 展开更多

关键词 红麻 宏观结构 显微结构 物理性质

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基于灰度分析的抑尘沥青混合料微宏观性能关联研究

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作者 索智 谭祎天 谢聪聪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期258-263,共6页

抑尘沥青混合料能利用其表面吸附的水分捕获空气中的颗粒物,进而达到抑尘的目的。因此吸湿性能决定了其抑尘效果。为探究影响抑尘沥青混合料吸湿性能的主次因素,对以不同矿粉置换率分别掺入天然沸石粉、无水氯化钙及玉米芯粉成型的试件... 抑尘沥青混合料能利用其表面吸附的水分捕获空气中的颗粒物,进而达到抑尘的目的。因此吸湿性能决定了其抑尘效果。为探究影响抑尘沥青混合料吸湿性能的主次因素,对以不同矿粉置换率分别掺入天然沸石粉、无水氯化钙及玉米芯粉成型的试件进行了研究。采用物理吸附仪、接触角仪及吸湿试验得到了在不同比表面积、孔总体积、平均孔径及表面自由能下的吸湿质量增重。在此基础上通过灰度分析,确定了微观因素对抑尘沥青混合料宏观吸湿性能的影响程度。结果表明:随着置换物掺量的增加,比表面积、孔总体积、平均孔径及表面自由能的值均呈上升趋势,吸湿质量增重也随之增大。通过吸湿质量增重的灰色关联计算,得到了比表面积、孔总体积、平均孔径及表面自由能与其关联度分别为0.891,0.873,0.646和0.759,说明比表面积对吸湿质量增重的影响最大,孔总体积与表面自由能次之,平均孔径对吸湿质量增重的影响最小。 展开更多

关键词 抑尘沥青混合料 微宏观性能 物理吸附 接触角 灰度分析

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