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动力因子对2006“碧利斯”台风暴雨的诊断分析 被引量：24
1
作者 汪亚萍 崔晓鹏 +1 位作者 冉令坤 余晖 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第4期747-756,共10页
本文利用2006年登陆台风"碧利斯"暴雨过程高分辨率数值模拟资料,结合湿热力平流参数、广义对流涡度矢量垂直分量、水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量、热力切变平流参数和Q*矢量散度等8个动力因子,对&q... 本文利用2006年登陆台风"碧利斯"暴雨过程高分辨率数值模拟资料,结合湿热力平流参数、广义对流涡度矢量垂直分量、水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量、热力切变平流参数和Q*矢量散度等8个动力因子,对"碧利斯"台风暴雨进行诊断分析。结果指出:(1)8个动力因子在"碧利斯"台风强降水区均表现为强信号,其中,水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量等动力因子与降水强度的相关系数均达0.99以上,与总云水物质的相关系数也均达0.97以上,而热力切变平流参数与上述二者的相关系数最低,达0.5左右;(2)8个动力因子中,Q*矢量散度随降水强度先增大后减小,与"霰融化成雨水造成雨水增长"微物理过程随降水强度的变化相似,热力切变平流参数随降水强度呈现"增大—减小—再增大"的变化特征,而其他6个动力因子均呈现单调增长趋势,与"雨水碰并云水造成雨水增长"微物理过程随降水强度的变化相类似;(3)总体看来,水汽螺旋度、热力螺旋度、散度垂直通量、热力散度垂直通量4个动力因子与降水强度及雨水收支相关的总的云微物理过程转化率对应更好,因此,对降水的指示意义也更好。 展开更多
关键词 “碧利斯” 台风暴雨 动力因子 云微物理过程
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湛江东海岛一次春季海雾的宏微观结构及边界层演变特征 被引量：31
2
作者 吕晶晶 牛生杰 +1 位作者 张羽 徐峰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期350-365,共16页
2011年2—3月利用雾滴谱仪、能见度仪、风廓线雷达及100 m边界层气象要素梯度观测塔在湛江东海岛开展海雾综合观测试验。选取2011年2月23—24日一次约15 h的浓雾过程,从宏微观角度着重分析了其间近地层风、温、湿结构和热、动力演变,微... 2011年2—3月利用雾滴谱仪、能见度仪、风廓线雷达及100 m边界层气象要素梯度观测塔在湛江东海岛开展海雾综合观测试验。选取2011年2月23—24日一次约15 h的浓雾过程,从宏微观角度着重分析了其间近地层风、温、湿结构和热、动力演变,微物理过程和爆发性增长特征,及湍流通量输送。结果表明:来自南海暖海面的偏东南暖湿气流平流至广东省沿岸冷海面,发生冷却并达到饱和形成海雾。偏东南暖湿气流为浓雾的酝酿、生成及成熟提供了充沛水汽和稳定的逆温层结条件,逆温强度与暧湿气流强度关系密切。海雾多发生在270 m以下,当630—870 m高度层存在明显的下沉运动时,150—390 m高度层则可保持近似等温和弱逆温层,阻止了下层(270 m以下)水汽与其上层(390 m以上)干冷空气交换,导致下层大气持续髙湿稳定状态。整个过程中,雾滴数浓度(/V)、含水量(W)、平均直径(DnvJ、谱宽(Dmax)和有效半径的平均值分别为248 cm 3,0.102 g/cm3、5.2 pm、36.0和7.0/im。雾滴数浓度(iV)与平均直径(CU)在雾发展初期(生成、发展)和末期(消散)多成正相关趋势,而在成熟阶段两者多成反相关趋势。雾前4小时稳定层结及偏东南暖湿气流持续增湿可认为是雾层爆发性增长的酝酿阶段,雾滴谱拓宽是经过活跃一稳定一爆发的3阶段完成,湍流混合对其影响不大;浓雾快速消散是雾滴蒸发、重力碰并沉降、湍流碰并沉降等共同作用造成的,其中直径大于21 Mm液滴的大量耗散是消散的重要阶段。雾前,湍流由强转弱。雾发生后,湍流持续较弱。由于东南急流引发的风切变导致湍流增强,感热通量出现向上强输送,这与冷海雾维持阶段高层热量交换过程类似。雾消散时,湍流逐渐转强。平均动能在雾前和雾中的两次跃增与偏东南暖湿气流显著增强有关,而雾成熟期湍流动能大幅跃增主要是由雾顶辐射冷却产生的热力湍流和风切变引发的机械湍流增强所致。 展开更多
关键词 海雾 微物理参量 热力和动力结构 湍流通量 垂直结构
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Ka/Ku双波段云雷达反演空气垂直运动速度和雨滴谱方法研究及初步应用 被引量：10
3
作者 刘黎平 张扬 丁晗 《大气科学》 CSCD 北大核心 2021年第5期1099-1113,共15页
在Ka波段云雷达上升级改造建成的Ka/Ku(Ka和Ku波段波长分别为8.9 mm和2.2 cm)双波段云雷达2019年用于华南云降水垂直结构观测,以改进云内动力和微物理参数探测能力。为了利用该双波段云雷达研究华南降水微物理和动力结构,本文提出了基... 在Ka波段云雷达上升级改造建成的Ka/Ku(Ka和Ku波段波长分别为8.9 mm和2.2 cm)双波段云雷达2019年用于华南云降水垂直结构观测,以改进云内动力和微物理参数探测能力。为了利用该双波段云雷达研究华南降水微物理和动力结构,本文提出了基于双波段云雷达回波强度谱密度(SZ)数据和最优估计技术的云内空气垂直运动速度(Vair)、雨滴谱(DSD)、含水量(LWC)、雨强(R)的反演方法(DWSZ),雨区衰减的订正方法。利用2019年在广东龙门观测的一次降水过程数据,对比分析了云雷达反演的微物理参数与雨滴谱直接观测量,并检验了云雷达反演的低层空气垂直运动速度,利用反演结果分析了一次混合云过程的Vair与这些微物理参数的垂直结构和相互关系。结果表明:Ka/Ku双波段云雷达合理反演了微降水微物理和动力参数及其垂直分布,经过衰减订正的Ka和Ku波段回波强度偏差明显减小。该双波段云雷达数据可以用于分析0~30 dBZ回波强度的云降水垂直结构。本次过程为混合云降水,对流单体前部存在明显的上升气流,后部存在下沉气流;从平均垂直结构来看:Vair和粒子平均直径(Dm)在2 km高度层到达最大,粒子数密度(Nw)、LWC和R在2 km以下明显增强,粒子直径却减小,水汽凝结过程、雨滴碰并云滴是本次过程的主要机制。这一工作验证了Ka和Ku波段组合的双波段云雷达的可行性,为Ka/Ku波段云雷达技术的推广,单波段云雷达反演算法进一步改进,云降水精细结构分析等提供了基础。 展开更多
关键词 Ka/Ku 波段双波段云雷达 微物理和动力参数反演 华南云降水
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利用毫米波云雷达数据反演层云微物理参数和云内湍流耗散率 被引量：11
4
作者 黄兴友 陆琳 +2 位作者 洪滔 梅垚 杨敏 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期908-916,共9页
利用地基毫米波雷达进行云参数及云内湍流特性的探测和反演。根据云雷达回波的功率谱数据,反演出大气垂直运动速度和云微物理参数,得到云内湍流耗散率ε的大小和分布情况,并进一步研究和分析了云内空气垂直运动与云微物理参数、反射率... 利用地基毫米波雷达进行云参数及云内湍流特性的探测和反演。根据云雷达回波的功率谱数据,反演出大气垂直运动速度和云微物理参数,得到云内湍流耗散率ε的大小和分布情况,并进一步研究和分析了云内空气垂直运动与云微物理参数、反射率因子、多普勒速度、速度谱宽变化的关系,更好地了解云的演变情况。对2016年8月8日四川稻城的一次层状云过程的探测和反演表明:1)粒子有效半径随着上升气流的增强而增大,由于碰并聚合的作用,粒子数浓度也呈现相应减小的趋势。2)云内湍流耗散率ε在云底、云顶较大,云内较小,量级在10^-8~10^-2m^2·s^-3,多普勒速度能谱验证了假设雷达探测湍涡的尺度在惯性副区的合理性。3)随着上升气流的增强,云粒子的下沉运动相应减小,速度谱宽相应增大。 展开更多
关键词 毫米波雷达 湍流耗散率 空气垂直运动 云微物理参数 反演
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基于Ka/Ku双波段回波强度差约束和多普勒功率谱的微物理和动力参数反演方法和应用 被引量：3
5
作者 刘黎平 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期1827-1842,共16页
回波强度定标误差、天线水膜衰减和雨区衰减造成的回波强度偏差对云雷达反演微物理和动力参数有非常重要的影响,准确分析这些偏差对提高反演精度至关重要。为了消除云雷达因定标和天线罩等引起的回波强度和功率谱大小的影响,实现高精度... 回波强度定标误差、天线水膜衰减和雨区衰减造成的回波强度偏差对云雷达反演微物理和动力参数有非常重要的影响,准确分析这些偏差对提高反演精度至关重要。为了消除云雷达因定标和天线罩等引起的回波强度和功率谱大小的影响,实现高精度和雷达全观测范围的反演,本文提出了基于Ka/Ku双波段云雷达回波强度差约束和回波强度谱密度数据的降水内空气垂直运动速度和雨滴谱反演方法(DWR-SZ),并将该方法应用到2020年6月8日和2021年6月1日华南两次对流性云降水垂直结构观测数据,利用雨滴谱仪数据分析了该方法反演结果的改进程度,分析了上升速度对反演的回波强度和微物理参数的影响。该方法首先融合双波段云雷达反演(DWSZ)和单波段小粒子跟踪方法(ST)方法反演的云内空气垂直速度V_(air),形成全观测域的V_(air),然后利用DWSZ方法得到微物理参数初估值,并计算衰减影响,最后利用双波段回波强度差(DWR)调整回波强度系统偏差和反演的微物理参数,使DWR-SZ方法正演得到的DWR与雷达观测值差到达极小。结果表明:(1)采用脉冲压缩技术的高雷达灵敏度模式与采用短脉冲的低灵敏度模式相比,DWSZ方法反演的V_(air)与雷达灵敏度相关性非常小,结果稳定,但这种方法只能应用于含有大粒子的液体降水区(粒子直径大于1.8mm);小粒子跟踪ST方法通常低估V_(air),但在低层的35 dBZ以下降水V_(air)低估程度不大,且灵敏度提高会极大改进Ka波段雷达反演能力;两种方法融合的V_(air)比较合理;(2)雨区衰减和距离是造成ST方法低估V_(air)的主要原因;而固态降水的功率谱非常窄而且陡,灵敏度对固态降水区V_(air)影响不大;(3)采用DWR作为约束,有效减小了回波强度的系统偏差和天线水膜影响,提高了微物理参数的反演准确率;(4)ST方法反演的V_(air)高估了粒子数密度,液体含水量(LWC)和衰减系数,低估了粒子大小,但对天线水膜引起的回波强度系统偏差影响不大。 展开更多
关键词 Ka/Ku 波段双波段云雷达 云微物理动力参数反演 回波强度误差和衰减的订正方法
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船舶岸基通信网络动态数据自动检索方法 被引量：3
6
作者 吴义三 肖红 陈希球 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第24期133-135,共3页
岸基通信网络形成的索引结构存在通信延迟,导致检索动态数据时产生的检索效率较小,针对该问题,设计船舶岸基通信网络动态数据自动检索方法。按照岸基通信网络的数据增量,设置通信网络的偏置参数,建立动态数据的同步策略,按照交叉信息论... 岸基通信网络形成的索引结构存在通信延迟,导致检索动态数据时产生的检索效率较小,针对该问题,设计船舶岸基通信网络动态数据自动检索方法。按照岸基通信网络的数据增量,设置通信网络的偏置参数,建立动态数据的同步策略,按照交叉信息论衡量不同时间周期内数据的差异参数,生成数据索引结构,按照一次生成倒排表所消耗的代价,按照检索循环周期,制定检索更新策略,最终实现对动态数据的自动检索。部署岸基通信环境后,整理时间周期范围内的岸基通信网络参数,准备基于非结构化数据的自动检索方法、基于HBASE的自动检索方法以及所设计的自动检索方法参与测试,测试结果表明,设计的自动检索方法的检索效率最大,检索时效性最佳。 展开更多
关键词 船舶岸基 通信网络 动态数据 自动检索 通信延迟 差异参数
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太赫兹频段雷达探测的冰云微物理参数反演算法模拟研究 被引量：3
7
作者 丁霞 黄兴友 王海涛 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期63-72,共10页
在假设冰云粒子呈球形以及粒子谱服从对数正态分布的条件下,利用离散偶极子近似法(DDA),计算出太赫兹频段(220 GHz)冰云粒子的雷达反射率因子,及其与瑞利假设下雷达反射率因子的比值。忽略衰减和多次散射的影响,根据太赫兹波段冰云的雷... 在假设冰云粒子呈球形以及粒子谱服从对数正态分布的条件下,利用离散偶极子近似法(DDA),计算出太赫兹频段(220 GHz)冰云粒子的雷达反射率因子,及其与瑞利假设下雷达反射率因子的比值。忽略衰减和多次散射的影响,根据太赫兹波段冰云的雷达反射率因子,基于最优估计理论反演冰云的微物理参数,并验证该算法的可靠性。反演结果表明,当冰云粒子大小在设定的尺度范围内时,有效粒子半径(re)的反演误差小于4%,粒子谱宽(σ)的误差小于2.5%、粒子数密度(NT)的误差小于1%,冰水含量(IWC)的误差小于5%。还分析了当NT和σ为定值时,反演结果随粒子尺寸的变化情况,当冰云粒子尺寸在模拟计算设定的范围内时,re的反演误差小于0.04%,σ的反演误差小于0.02%,NT的反演误差小于0.50%,IWC的反演误差小于0.08%,如果冰云粒子大小超出模拟计算设置的范围,反演误差随着re增加而增大。该结果证明了基于最优估计理论反演得到的冰云微物理参数与模拟设定值有良好的一致性,说明该方法可应用于太赫兹频段云雷达的冰云观测及云微物理参数的反演和研究。 展开更多
关键词 太赫兹 冰云 最优估计 云微物理参数 反演
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