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毫米波雷达与无线电探空对云垂直结构探测的一致性分析
被引量：
24
1
作者
王喆
王振会
曹晓钟
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期815-826,共12页
在众多种针对云垂直结构的探测中,毫米波雷达可获取云底、云顶、云厚等完整的云垂直结构信息,并可以连续监测云的垂直剖面变化,是有力的探测手段之一。而无线电探空因其直接的测量优势,能直观、确切地描述大气湿度垂直结构,可将其进一...
在众多种针对云垂直结构的探测中,毫米波雷达可获取云底、云顶、云厚等完整的云垂直结构信息,并可以连续监测云的垂直剖面变化,是有力的探测手段之一。而无线电探空因其直接的测量优势,能直观、确切地描述大气湿度垂直结构,可将其进一步处理生成云垂直结构信息,并作为一种数据源用于与毫米波雷达云垂直结构探测结果进行比对,以评估毫米波雷达针对云宏观垂直结构的探测性能,为毫米波雷达更好地应用于云探测提供参考。通过获取位于北京南郊观象台的毫米波雷达2014年10月28日至2015年2月17日长达113天连续观测的反射率因子以及探空温、压、湿数据,设计或选取合适的方法对二者进行云边界的计算,并进行云高(包括云底高和云顶高)以及云层数的一致性比对分析。结果认为,除对于高层云的云顶高度毫米波雷达由于探测限制不能探测到10 km以上的云顶,某些时刻与探空产生较大差异外,在云底高度以及中低云的云顶高度上可以与探空观测取得很好的匹配效果,对于云的垂直分层上二者也有较强的一致性。该毫米波雷达具有较为准确并连续刻画10 km以下云垂直结构的能力。
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关键词
毫米波测云雷达
l
波段
无线电
气球
探
空
云垂直结构
一致性分析
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职称材料
探空和毫米波云雷达探测云高一致性的时空匹配原则研究
被引量：
4
2
作者
王瑾
张镭
+6 位作者
杜韬
李燕
岳治国
李金辉
周旭
陈闯
丁婕
《高原气象》
CSCD
北大核心
2022年第5期1348-1366,共19页
利用探空检验毫米波云雷达的测云能力时,探空气球的漂移偏差造成二者观测的误差不可忽视.因此,在二者探测云结构对比时,提出筛选二者样本的时间匹配和空间匹配原则,可有效减小探空气球漂移偏差引起的误差.通过分析西安泾河气象站2017年8...
利用探空检验毫米波云雷达的测云能力时,探空气球的漂移偏差造成二者观测的误差不可忽视.因此,在二者探测云结构对比时,提出筛选二者样本的时间匹配和空间匹配原则,可有效减小探空气球漂移偏差引起的误差.通过分析西安泾河气象站2017年8月17日至2018年12月31日长达508天的探空和毫米波云雷达观测的共406组云底和云顶高度样本,结果表明,同时使用时间和空间匹配原则筛选探空和云雷达的云高样本时,二者观测的相关系数显著提高,有效减小探空漂移引起的误差.二者观测的云底和云顶高度的相关系数分别从未使用时空匹配原则筛选样本的0.70和0.66提高到0.98和0.97,均方根误差分别从未使用的2009 m和2148 m减小到602 m和708 m,平均绝对百分误差分别从未使用的47%和47%降低到14%和9%.筛选样本时仅使用时间匹配原则就可以大幅提高二者观测云底高度的相关系数,平均相关系数从未使用的0.35提高至0.86,时间匹配原则筛选样本对于提高二者观测云底高度的一致性非常有效.在筛选二者观测云顶高度时,必须同时使用时间和空间匹配原则才能有效提高二者观测一致性.无论有没有使用时空匹配原则筛选样本,探空观测到的云底和云顶高度均比云雷达观测到的高.另外,探空和云雷达观测的云底和云顶高度的相关系数不随二者相对距离的增大而减小.研究结果有助于评估毫米波云雷达对云宏观垂直结构的探测能力.
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关键词
毫米波云雷达
l波段无线电探空
云垂直结构
一致性对比
时间匹配
空
间匹配
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职称材料
安徽阜阳地区边界层高度的长期变化特征及其影响机制
被引量：
1
3
作者
路传彬
戴秋丹
+4 位作者
谢正辉
陈娟
孙向明
张思超
戴铁
《大气科学》
CSCD
北大核心
2024年第6期2110-2124,共15页
安徽省阜阳市是人口和粮食大市,城镇化进程的加快引起的气候和环境问题急需关注,研究气候变化引起的阜阳市长期边界层结构和气象条件变化特征具有重要意义。我们利用阜阳市常规气象观测数据和阜阳市探空站2010~2019年间的L波段高分辨率...
安徽省阜阳市是人口和粮食大市,城镇化进程的加快引起的气候和环境问题急需关注,研究气候变化引起的阜阳市长期边界层结构和气象条件变化特征具有重要意义。我们利用阜阳市常规气象观测数据和阜阳市探空站2010~2019年间的L波段高分辨率探空观测资料以及ERA5再分析资料,采用总体理查森数方法计算了行星边界层高度(PBLH),对比分析了阜阳市PBLH的长期变化特征;并分析了多年月平均、季节和年际尺度的PBLH与10 m风速、近地面气温、相对湿度、大气压等气象影响因子的关系,以及观测和ERA5 PBLH差异的原因。结果表明:阜阳08时(北京时,下同)和20时探空观测的PBLH全年均小于500 m,这是由于太阳辐射在这两个时段比较弱,边界层没有充分发展或正在向夜间稳定边界层过渡。20时的PBLH高于08时的,是由于20时气压低、温度高和相对湿度小共同造成边界层抬升更高,超过风速低造成的降低影响。PBLH有显著的季节变化,夏季>春季>冬季>秋季。ERA5的PBLH与探空观测的季节变化特征大致相同。08时ERA5的PBLH比观测总体偏高23 m,这是由于ERA5风速偏高、温度偏高和气压偏低等原因造成;20时则是ERA5的PBLH总体偏低99 m,其影响因素比较复杂。ERA5与探空观测的PBLH多年月平均相关系数比较高,在08时和20时分别为0.91和0.74,因此可以用ERA5资料在阜阳站点及东南地区进行PBLH长期趋势研究。观测和ERA5年平均PBLH逐年的波动变化一致,探空PBLH是波动中保持平稳,ERA5则是在波动中略微下降(不具有显著性水平小于0.05的统计学意义)。月平均尺度上地表气象因子对PBLH有显著影响,气压和风速的影响都比较大,温度和湿度的影响次之。探空观测的月平均PBLH值与地面气压和相对湿度都呈现显著的负相关关系,而与地表温度和风速都呈显著正相关关系。08时比20时的相关性都更强一些;年平均PBLH值与地面气象要素的关系并不显著,因此虽然气候变化导致地表温度上升相对湿度增加,但年平均PBLH改变并没有呈现一定趋势。加密观测的结果表明,探空观测和ERA5的PBLH都随时间02~20时由低逐渐升高再降低,白天深厚,夜晚浅薄,反应了PBLH的典型日变化特征。
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关键词
l波段无线电探空
行星/大气边界层高度
阜阳
总体理查森数
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职称材料
题名
毫米波雷达与无线电探空对云垂直结构探测的一致性分析
被引量：
24
1
作者
王喆
王振会
曹晓钟
机构
南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心
南京信息工程大学大气物理学院
中国气象局气象干部培训学院
中国气象局气象探测中心
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期815-826,共12页
基金
国家自然科学基金项目(41275043
61531019)
江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
文摘
在众多种针对云垂直结构的探测中,毫米波雷达可获取云底、云顶、云厚等完整的云垂直结构信息,并可以连续监测云的垂直剖面变化,是有力的探测手段之一。而无线电探空因其直接的测量优势,能直观、确切地描述大气湿度垂直结构,可将其进一步处理生成云垂直结构信息,并作为一种数据源用于与毫米波雷达云垂直结构探测结果进行比对,以评估毫米波雷达针对云宏观垂直结构的探测性能,为毫米波雷达更好地应用于云探测提供参考。通过获取位于北京南郊观象台的毫米波雷达2014年10月28日至2015年2月17日长达113天连续观测的反射率因子以及探空温、压、湿数据,设计或选取合适的方法对二者进行云边界的计算,并进行云高(包括云底高和云顶高)以及云层数的一致性比对分析。结果认为,除对于高层云的云顶高度毫米波雷达由于探测限制不能探测到10 km以上的云顶,某些时刻与探空产生较大差异外,在云底高度以及中低云的云顶高度上可以与探空观测取得很好的匹配效果,对于云的垂直分层上二者也有较强的一致性。该毫米波雷达具有较为准确并连续刻画10 km以下云垂直结构的能力。
关键词
毫米波测云雷达
l
波段
无线电
气球
探
空
云垂直结构
一致性分析
Keywords
Mi
l
l
imeter c
l
oud radar,
l
-band radiosonde, C
l
oud vertica
l
structure, Consistency ana
l
ysis
分类号
P412.15 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
探空和毫米波云雷达探测云高一致性的时空匹配原则研究
被引量：
4
2
作者
王瑾
张镭
杜韬
李燕
岳治国
李金辉
周旭
陈闯
丁婕
机构
陕西省人工影响天气中心
半干旱气候变化教育部重点实验室
陕西省气象科学研究所
中国气象科学研究院
中国气象局云雾物理环境重点开放实验室
陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2022年第5期1348-1366,共19页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFA0601704)
国家重大科研仪器研制项目(41627807)
+4 种基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2021JQ-966)
中国气象局云雾物理环境重点开放实验室开放课题(2020Z007)
陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室面上课题(2020G-12)
陕西省重点研发计划项目(2020SF-429,2021ZDLGY09-09)
西北区域人影科学试验研究项目(RYSY201905,RYSY201909)。
文摘
利用探空检验毫米波云雷达的测云能力时,探空气球的漂移偏差造成二者观测的误差不可忽视.因此,在二者探测云结构对比时,提出筛选二者样本的时间匹配和空间匹配原则,可有效减小探空气球漂移偏差引起的误差.通过分析西安泾河气象站2017年8月17日至2018年12月31日长达508天的探空和毫米波云雷达观测的共406组云底和云顶高度样本,结果表明,同时使用时间和空间匹配原则筛选探空和云雷达的云高样本时,二者观测的相关系数显著提高,有效减小探空漂移引起的误差.二者观测的云底和云顶高度的相关系数分别从未使用时空匹配原则筛选样本的0.70和0.66提高到0.98和0.97,均方根误差分别从未使用的2009 m和2148 m减小到602 m和708 m,平均绝对百分误差分别从未使用的47%和47%降低到14%和9%.筛选样本时仅使用时间匹配原则就可以大幅提高二者观测云底高度的相关系数,平均相关系数从未使用的0.35提高至0.86,时间匹配原则筛选样本对于提高二者观测云底高度的一致性非常有效.在筛选二者观测云顶高度时,必须同时使用时间和空间匹配原则才能有效提高二者观测一致性.无论有没有使用时空匹配原则筛选样本,探空观测到的云底和云顶高度均比云雷达观测到的高.另外,探空和云雷达观测的云底和云顶高度的相关系数不随二者相对距离的增大而减小.研究结果有助于评估毫米波云雷达对云宏观垂直结构的探测能力.
关键词
毫米波云雷达
l波段无线电探空
云垂直结构
一致性对比
时间匹配
空
间匹配
Keywords
Mi
l
l
imeter-wave c
l
oud radar
l
-band radiosonde
c
l
oud vertica
l
structure
consistency comparison
time matching
space matching
分类号
P412.25 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
安徽阜阳地区边界层高度的长期变化特征及其影响机制
被引量：
1
3
作者
路传彬
戴秋丹
谢正辉
陈娟
孙向明
张思超
戴铁
机构
安徽省阜阳市气象局
中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验(LASG)
新加坡国立大学
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2024年第6期2110-2124,共15页
基金
国家重点研发计划项目2017YFA0604500
国家自然科学基金项目42075162、41575092
+1 种基金
安徽省气象创新专项基金项目ahqxcx2023-22
国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”。
文摘
安徽省阜阳市是人口和粮食大市,城镇化进程的加快引起的气候和环境问题急需关注,研究气候变化引起的阜阳市长期边界层结构和气象条件变化特征具有重要意义。我们利用阜阳市常规气象观测数据和阜阳市探空站2010~2019年间的L波段高分辨率探空观测资料以及ERA5再分析资料,采用总体理查森数方法计算了行星边界层高度(PBLH),对比分析了阜阳市PBLH的长期变化特征;并分析了多年月平均、季节和年际尺度的PBLH与10 m风速、近地面气温、相对湿度、大气压等气象影响因子的关系,以及观测和ERA5 PBLH差异的原因。结果表明:阜阳08时(北京时,下同)和20时探空观测的PBLH全年均小于500 m,这是由于太阳辐射在这两个时段比较弱,边界层没有充分发展或正在向夜间稳定边界层过渡。20时的PBLH高于08时的,是由于20时气压低、温度高和相对湿度小共同造成边界层抬升更高,超过风速低造成的降低影响。PBLH有显著的季节变化,夏季>春季>冬季>秋季。ERA5的PBLH与探空观测的季节变化特征大致相同。08时ERA5的PBLH比观测总体偏高23 m,这是由于ERA5风速偏高、温度偏高和气压偏低等原因造成;20时则是ERA5的PBLH总体偏低99 m,其影响因素比较复杂。ERA5与探空观测的PBLH多年月平均相关系数比较高,在08时和20时分别为0.91和0.74,因此可以用ERA5资料在阜阳站点及东南地区进行PBLH长期趋势研究。观测和ERA5年平均PBLH逐年的波动变化一致,探空PBLH是波动中保持平稳,ERA5则是在波动中略微下降(不具有显著性水平小于0.05的统计学意义)。月平均尺度上地表气象因子对PBLH有显著影响,气压和风速的影响都比较大,温度和湿度的影响次之。探空观测的月平均PBLH值与地面气压和相对湿度都呈现显著的负相关关系,而与地表温度和风速都呈显著正相关关系。08时比20时的相关性都更强一些;年平均PBLH值与地面气象要素的关系并不显著,因此虽然气候变化导致地表温度上升相对湿度增加,但年平均PBLH改变并没有呈现一定趋势。加密观测的结果表明,探空观测和ERA5的PBLH都随时间02~20时由低逐渐升高再降低,白天深厚,夜晚浅薄,反应了PBLH的典型日变化特征。
关键词
l波段无线电探空
行星/大气边界层高度
阜阳
总体理查森数
Keywords
l
-band radiosonde sounding
P
l
anetary/atmospheric boundary
l
ayer height
Fuyang
Bu
l
k Richardson number
分类号
P421 [天文地球—大气科学及气象学]
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操作
1
毫米波雷达与无线电探空对云垂直结构探测的一致性分析
王喆
王振会
曹晓钟
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016
24
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职称材料
2
探空和毫米波云雷达探测云高一致性的时空匹配原则研究
王瑾
张镭
杜韬
李燕
岳治国
李金辉
周旭
陈闯
丁婕
《高原气象》
CSCD
北大核心
2022
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3
安徽阜阳地区边界层高度的长期变化特征及其影响机制
路传彬
戴秋丹
谢正辉
陈娟
孙向明
张思超
戴铁
《大气科学》
CSCD
北大核心
2024
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