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云雷达回波强度谱密度定标及云内大气垂直运动速度反演试验 被引量:2
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作者 郑佳锋 刘黎平 +1 位作者 刘艳霞 崔哲虎 《高原气象》 CSCD 北大核心 2016年第6期1650-1661,共12页
云内大气垂直运动在云动力和微物理过程中扮演了重要角色,云雷达功率谱数据是其反演的有效数据,但前提必需对谱线的回波强度进行准确定标,其中噪声电平的计算是关键步骤。本文首先提出了一种云雷达功率谱的模拟方法,利用模拟数据定量评... 云内大气垂直运动在云动力和微物理过程中扮演了重要角色,云雷达功率谱数据是其反演的有效数据,但前提必需对谱线的回波强度进行准确定标,其中噪声电平的计算是关键步骤。本文首先提出了一种云雷达功率谱的模拟方法,利用模拟数据定量评估了三种噪声电平计算方法的准确性,对实测谱线回波强度进行了定标。基于以上方法,采用小粒子示踪法反演了2014年6月广东阳江对流云和层状云内的大气垂直运动速度,并提出了假定数浓度和直径下的谱线回波强度临界阈值,利用该阈值对反演结果进行定量检验。结果表明:(1)利用云雷达的高斯白噪声特征和云信号满足高斯分布特征,结合实测数据统计得到的涨落程度,可以模拟出给定谱参数的功率谱,模拟数据与实测十分相近,可作为功率谱定量研究的有效数据源。(2)三种噪声电平计算方法中,分段法的准确性和稳定性最好,最大速度法受噪声起伏的影响,客观法计算结果偏高,当谱宽和多普勒速度较大时客观法和最大速度法误差会达到很大。(3)谱线回波强度临界阈值的检验结果表明,该对流云内所有示踪谱线的回波强度均远小于临界阈值,云内100%距离库为被反演,反演结果可靠;该层状云内,除了少数距离库,大部分示踪谱线的回波强度在临界阈值以下,云内96.23%距离库可被反演,反演结果可靠。 展开更多
关键词 云雷达功率谱 噪声电平计算方法 大气垂直运动速度反演
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针对一次对流云降水反演大气垂直运动速度及雨滴谱
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作者 徐睿 吴晓燕 +2 位作者 鲁江伟 汪旭东 王涛 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期127-135,共9页
反演大气垂直速度和雨滴谱分布是研究云降水机制和云微物理信息的重要内容,对人工预报天气、干预天气都有重要意义。针对2021年8月29日安徽省内毫米波雷达探测到的一次对流云降水过程,处理毫米波雷达的功率谱数据并进行大气垂直速度和... 反演大气垂直速度和雨滴谱分布是研究云降水机制和云微物理信息的重要内容,对人工预报天气、干预天气都有重要意义。针对2021年8月29日安徽省内毫米波雷达探测到的一次对流云降水过程,处理毫米波雷达的功率谱数据并进行大气垂直速度和雨滴谱反演。在小粒子示踪法的基础上引入改进小粒子示踪法:选取有效云信号段中最小功率对应的谱点作为反演大气垂直速度的示踪物。首先,根据改进前后的小粒子示踪法分别从功率谱数据中反演大气垂直速度,并跟基数据反演大气速度的结果展开对比分析。进一步得到粒子在静止空气中的下落速度,根据现有粒子下落速度-粒子直径之间的经验公式计算反演粒子直径。研究表明:(1)采用改进后的小粒子示踪法反演大气垂直速度得到的结果比小粒子示踪法得到的结果更精确,在云层内部两者误差较大;(2)进一步得到粒子下落速度,结合探测时段的天气状况,得到的粒子速度与大气速度可很好地契合,跟对流云天气情况信息大致吻合;(3)粒子浓度是反演雨滴谱分布时需要注意的主要参数,云在快速发展过程中,内部粒子持续朝外部扩张,云内部的粒子浓度较小,云边界的粒子浓度反而较大。 展开更多
关键词 毫米波雷达 功率谱数据 小粒子示踪法 大气垂直运动速度 雨滴谱分布
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相对垂直加速度和中尺度大气运动方程组 被引量:10
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作者 程麟生 冯伍虎 《高原气象》 CSCD 北大核心 2003年第2期97-103,共7页
对具有强对流性质的中尺度系统运动的描写,直接采用包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组是不精确又不合理的。因此,必须发展更精确的非静力中尺度大气运动方程组。本文通过引入相对垂直加速度δ和通用(x,y,ζ,t)坐标系(简... 对具有强对流性质的中尺度系统运动的描写,直接采用包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组是不精确又不合理的。因此,必须发展更精确的非静力中尺度大气运动方程组。本文通过引入相对垂直加速度δ和通用(x,y,ζ,t)坐标系(简称ζ坐标系),导出了ζ坐标系中的非静力大气运动方程组。该方程组的垂直运动方程是非静力的,相对垂直加速度δ是可预报的;垂直加速度可由δ直接求得;而δ既直接影响速度场、位势场、质量场和地面气压场,还间接影响温度场。通过对通用ζ坐标系中非静力大气运动方程组的应用,可以很容易地获得p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的非静力大气运动方程组;当δ为零时,则简化为一般包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的大气运动方程组。在一般广泛使用的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组中,因未考虑δ的贡献,对一些场的预报就会产生误差,较长时间的数值积分会使这种误差积累愈来愈大。显然,新发展的非静力大气运动方程组考虑了δ的贡献,从而消除了这种误差,所以就更为精确,也更适用于对中尺度系统运动的描写和预报。 展开更多
关键词 相对垂直速度 中尺度大气运动方程 位势场 质量场 地面气压场 温度场
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对流降水云中大气垂直运动反演及个例试验 被引量:4
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作者 董佳阳 崔晔 +3 位作者 阮征 李南 魏鸣 李丰 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期167-179,共13页
为深入认识对流降水云结构及动力特征,基于降水频段调频连续波5520 MHz垂直指向雷达(VPR-CFMCW),使用地面至15 km高度的反射率因子及径向速度,建立对流降水云中大气垂直运动的反演方法,分析对流垂直结构及大气垂直运动随高度分布的演变... 为深入认识对流降水云结构及动力特征,基于降水频段调频连续波5520 MHz垂直指向雷达(VPR-CFMCW),使用地面至15 km高度的反射率因子及径向速度,建立对流降水云中大气垂直运动的反演方法,分析对流垂直结构及大气垂直运动随高度分布的演变特征。对在广东龙门测站探测的2019年4月20—22日前汛期4次对流降水进行反演试验发现,对流降水前大气上升运动对降水云反射率因子及地面降水有正贡献,深厚对流具有倾斜性,会导致垂直剖面在某些时刻呈分层结构;对流降水整层以下沉运动为主导,高层大气上升运动与下沉运动交替出现,低层大气下沉运动占比最高,大气上升运动在6 km高度以上占比有所增加;大气垂直速度在高层较大、在低层较小,超过10 m·s^(-1)的强上升运动与下沉运动多出现在6 km高度以上,4~6 km高度垂直运动变化较大,4 km高度以下的平均下沉运动小于5 m·s^(-1),上升运动约为2 m·s^(-1)。 展开更多
关键词 垂直指向雷达 大气垂直运动反演 对流云垂直结构 对流云内垂直运动 华南前汛期
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大气垂直速度计算中校正方法的探讨 被引量:1
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作者 沈雪龙 《东海海洋》 1997年第4期24-28,共5页
本文对大气运动中垂直速度w计算中的几种校正方法作了分析比较,并在前人工作的基础上,对校正方法作了改进,提出了进行低通滤波、散度校正和法线风分量校正的方法。通过这些校正,使计算出的平均散度和垂直速度的垂直廓线能维持原计... 本文对大气运动中垂直速度w计算中的几种校正方法作了分析比较,并在前人工作的基础上,对校正方法作了改进,提出了进行低通滤波、散度校正和法线风分量校正的方法。通过这些校正,使计算出的平均散度和垂直速度的垂直廓线能维持原计算曲线的形式,并能满足整个气层连续方程积分为零的条件,也符合误差随高度增大的情况。 展开更多
关键词 大气 垂直速度 校正法 大气运动
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2003年10月河北省沧州秋季暴雨成因分析 被引量:24
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作者 王淑云 寿绍文 刘艳钗 《气象》 CSCD 北大核心 2005年第4期69-72,共4页
通过对2 0 0 3年1 0月1 0日夜间发生在沧州的秋季大暴雨过程的影响系统、触发机制、稳定度以及涡度、散度、垂直速度等物理量的分析,发现此次暴雨过程前后大气层结一直稳定,属于稳定型降水;能量积聚小于夏季,但是高低空急流较强,所配合... 通过对2 0 0 3年1 0月1 0日夜间发生在沧州的秋季大暴雨过程的影响系统、触发机制、稳定度以及涡度、散度、垂直速度等物理量的分析,发现此次暴雨过程前后大气层结一直稳定,属于稳定型降水;能量积聚小于夏季,但是高低空急流较强,所配合物理量不小于夏季,暴雨出现在低层辐合高层辐散的强垂直运动上升区,表明急流为暴雨提供了很好的水汽及动力条件。 展开更多
关键词 2003年10月 成因分析 秋季暴雨 沧州 河北省 大暴雨过程 高低空急流 影响系统 触发机制 垂直速度 大气层结 能量积聚 垂直运动 低层辐合 动力条件 物理量 稳定度 稳定型 夏季 涡度 散度 降水 上升 水汽
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大气骚动研究(一)
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作者 束星北 《山东大学学报(哲学社会科学版)》 1953年第0期53-63,共11页
1.导言:在所看到的一般研究大气骚动的著作里在第一次近似中,尢其在主要问题上,常忽去垂直运动w的作用.事实上w虽仅有每秒一厘米的速度,牠的影响并不小於水平速度每秒一千厘米速度的影响例如:w(?p/?z)就比u(?p/?x)大,w(?p/?z)也和u(?T/... 1.导言:在所看到的一般研究大气骚动的著作里在第一次近似中,尢其在主要问题上,常忽去垂直运动w的作用.事实上w虽仅有每秒一厘米的速度,牠的影响并不小於水平速度每秒一千厘米速度的影响例如:w(?p/?z)就比u(?p/?x)大,w(?p/?z)也和u(?T/?x)差不多大小即?w/?z,w(?p/?z)也和?u/?x,u?p/?x差不多大小,因之在第一次近似中忽去w在理论上是说不通的,因之,尤其在高空中,我想很难符合事实的。 展开更多
关键词 一次近似 主要问题 水平速度 波速 大气 偏微分方程 垂直运动 振幅 函数 形式研究
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