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基于多源资料的东北冷涡降水垂直结构分析
1
作者 李遥 张铁凝 +2 位作者 赵姝慧 孙丽 翟晴飞 《大气科学》 北大核心 2025年第2期406-418,共13页
为进一步研究东北冷涡云系降水的垂直结构,本文利用布设在辽宁省阜新蒙古族自治县国家级地面观测站内的微雨雷达和激光雨滴谱仪等设备,对2020年以来阜蒙县的三次东北冷涡降水天气过程的微物理特征进行分析。结果表明:在层云稳定性降水... 为进一步研究东北冷涡云系降水的垂直结构,本文利用布设在辽宁省阜新蒙古族自治县国家级地面观测站内的微雨雷达和激光雨滴谱仪等设备,对2020年以来阜蒙县的三次东北冷涡降水天气过程的微物理特征进行分析。结果表明:在层云稳定性降水主导的个例中,微雨雷达和雨滴谱仪测得的雨滴谱吻合程度较高,而在对流性降水较多的个例中,微雨雷达与雨滴谱仪观测的平均雨滴谱仅在中等粒子段(1~2.5 mm)表现出较好的一致性;在层云性降水阶段,较小的冰晶粒子更快的通过零度层开始融化,小液滴在零度层下方累积,出现数浓度的极值,在该极值下方,较大的冰晶粒子经历了更长的融化距离,成为较大雨滴。同时,小云滴的累积进一步促进了大云滴的收集及碰并效应的发生,利于大雨滴的形成,在零度层下方出现一个雨滴谱谱宽的极值,表现为垂直方向的雨滴谱的“凸起”,“凸起”的发生到下落发生在2~3分钟之内。垂直方向雨滴谱的拓宽在地面能否带来明显的雨强的明显增大,要取决于近地层大气中水汽含量,在辽西地区即表现为,干旱的春季,大气相对湿度较低,融化层的存在对于地面雨滴谱的拓宽无明显帮助,但在水汽相对充沛的夏季,“凸起”的下移一定程度上导致了近地层雨滴谱拓宽及雨强的增大;相对其他地区,辽西地区降水粒子数浓度偏小,但层云性降水和对流性降水的平均数浓度差别不大,质量加权直径的差异导致了雨强的差异。 展开更多
关键词 东北冷涡 微雨雷达 雨滴谱垂直结构
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八大公山中亚热带山地常绿落叶阔叶混交林物种组成与结构 被引量：58
2
作者 卢志军 鲍大川 +14 位作者 郭屹立 路俊盟 王庆刚 何东 张奎汉 徐耀粘 刘海波 孟红杰 黄汉东 魏新增 廖建雄 乔秀娟 江明喜 谷志容 廖春林 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期336-344,共9页
山地常绿落叶阔叶混交林在我国主要分布在中亚热带1000～2000 m中山地带。八大公山位于武陵山系北端,中亚热带北缘,具有保护较好的典型山地常绿落叶阔叶混交林。为了研究常绿落叶阔叶混交林动态和川东-鄂西植物多样性形成及维持机制,按... 山地常绿落叶阔叶混交林在我国主要分布在中亚热带1000～2000 m中山地带。八大公山位于武陵山系北端,中亚热带北缘,具有保护较好的典型山地常绿落叶阔叶混交林。为了研究常绿落叶阔叶混交林动态和川东-鄂西植物多样性形成及维持机制,按照CTFS(Center for Tropical Forest Science)样地建设标准,中国科学院武汉植物园于2010-2011年在湖南八大公山(Badagongshan,BDGS)国家级自然保护区建立了一个25 hm2(500 m×500 m)中亚热带山地常绿落叶阔叶混交林动态监测样地(Forest Dynamic Plot)。本研究以样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物(不含竹藤)为研究对象,分析该样地区系成分、群落组成、垂直结构、径级结构和空间分布。结果表明:八大公山样地属于典型的山地常绿落叶阔叶混交林,植物以泛热带分布科(24.50%)和北温带分布属(24.56%)占优势,包括9种珍稀濒危植物。样地内木本植物合计53科、114属、238种(含种下分类单位),186556株存活个体。落叶树144种,常绿树94种。壳斗科(Fagaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)、樟科(Lauraceae)和山茶科(Theaceae)占据优势;个体数超过1000的有38个物种,以常绿树种(63.16%)为主;稀有种(<25株)103个(占样地物种总数43.28%)。群落垂直结构可分为乔木层(优势树种多脉青冈Cyclobalanopsis multinervis和亮叶水青冈Fagus lucida)、亚乔木层(优势种长蕊杜鹃Rhododendron stamineum和黄丹木姜子Litsea elongata)和灌木层(优势种短柱柃Eurya brevistyla和薄叶山矾Symplocos anomala)。个体数超过1000的树种和稀有种主要来自灌木层。由于生长型限制,样地内树种平均胸径较小(5.41 cm),DBH<5 cm的个体占优势(68.40%)。主要优势树种的径级结构呈现倒J型。 展开更多
关键词 常绿落叶阔叶混交林 垂直结构 径级结构 空间分布 区系 武陵山系 物种组成
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海南岛霸王岭热带山地雨林木质藤本垂直结构特征 被引量：11
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作者 赵科 陶建平 +1 位作者 郝建辉 乌玉娜 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3173-3181,共9页
木质藤本植物是热带森林结构和功能的重要组分,但对于其垂直分布的研究较少。通过对海南岛霸王岭热带山地雨林坡地8条样带内胸径≥0.5cm的攀援木质藤本进行调查,比较分析了其多度、物种丰富度、径级结构、攀援方式组成、物种组成的垂直... 木质藤本植物是热带森林结构和功能的重要组分,但对于其垂直分布的研究较少。通过对海南岛霸王岭热带山地雨林坡地8条样带内胸径≥0.5cm的攀援木质藤本进行调查,比较分析了其多度、物种丰富度、径级结构、攀援方式组成、物种组成的垂直结构特征。结果表明:(1)随着高度级增加,木质藤本多度和物种丰富度都呈现出一种先增加后降低的单峰型曲线变化规律。(2)随着高度级增加,木质藤本个体趋于分布在更大径级。在森林底层(0<5m)和林冠层(≥15m)分别以0.5<1cm和≥2cm径级的木质藤本占优。(3)不同高度级间,不同攀援方式木质藤本个体比例存在显著差异。主茎缠绕类木质藤本在各高度级都占优势,卷须类木质藤本个体比例随高度增加显著降低,根攀类木质藤本呈现相反趋势。(4)随着高度级增加,木质藤本物种优势度明显发生变化。总体来看,木质藤本呈现出一种复杂、有序的垂直结构,这可能决定其对森林动态的影响。 展开更多
关键词 木质藤本 热带山地雨林 海南岛 垂直分布 攀援方式 径级结构 物种组成
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突扩突跌体型侧墙负压区的演变特征 被引量：5
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作者 聂孟喜 段冰 李琳琳 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2006年第6期34-36,共3页
针对突扩突跌体型泄水建筑物侧墙上呈现出的复杂水力特性,通过大比尺模型试验,测量了突扩突跌体型侧墙上的平面压力分布,绘制了侧墙等压线分布图,并对其分布特征及演变规律进行研究。结果表明,突扩突跌体型侧墙上存在呈椭圆形分布的负... 针对突扩突跌体型泄水建筑物侧墙上呈现出的复杂水力特性,通过大比尺模型试验,测量了突扩突跌体型侧墙上的平面压力分布,绘制了侧墙等压线分布图,并对其分布特征及演变规律进行研究。结果表明,突扩突跌体型侧墙上存在呈椭圆形分布的负压区域,负压区的范围、负压值等随水头变化较大,但是负压区的中心位置具有相对稳定性,其相对稳定位置与侧空腔的长度有关。 展开更多
关键词 泄水建筑物 突扩突跌体型 建筑物侧墙 压力分布 负压区 等压线
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利用Ka波段毫米波雷达功率谱反演云降水大气垂直速度和雨滴谱分布研究 被引量：18
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作者 马宁堃 刘黎平 郑佳锋 《高原气象》 CSCD 北大核心 2019年第2期325-339,共15页
利用中国气象科学研究院2016年华南云降水试验中Ka波段毫米波雷达探测一次层状云降水过程,开展了云内大气垂直速度和雨滴谱的反演研究,并与地面激光雨滴谱仪和微降水雷达的测量雨滴谱结果进行对比分析。首先,采用小粒子示踪法从功率谱... 利用中国气象科学研究院2016年华南云降水试验中Ka波段毫米波雷达探测一次层状云降水过程,开展了云内大气垂直速度和雨滴谱的反演研究,并与地面激光雨滴谱仪和微降水雷达的测量雨滴谱结果进行对比分析。首先,采用小粒子示踪法从功率谱密度中反演大气垂直速度以得到静止空气条件下的功率谱密度,进而利用粒子下落末速度-粒子直径关系反演出雨滴谱,最后进行标准化的Gamma分布拟合。研究表明:(1)云降水从零度层到地面1 km,主要由下沉气流主导,近地面大气浮游粒子和直流干扰造成的晴空杂波会影响雷达的功率谱分布;受动态范围限制,回波强度过饱和现象会影响近地面大气垂直速度的反演结果;(2)毫米波雷达CR、微雨雷达MRR和地面雨滴谱仪测量回波强度存在一定差异,MRR相较于CR与地面雨滴谱仪测量偏差较小;在稳定降水时CR和MRR功率谱密度对比较为一致;(3) CR和MRR反演雨滴谱对比实验中,雨滴谱反演对大气垂直速度十分敏感,大气垂直速度的变化,会使CR反演雨滴谱随着高度增加数浓度量级变大、粒子平均半径变小。CR反演的雨滴谱与M RR反演结果基本一致,验证了CR功率谱反演雨滴谱方法的可靠性;(4) CR与地面雨滴谱仪雨滴谱拟合参数的对比表明,CR大气垂直反演的雨滴谱与地面雨滴谱相比粒子平均直径Dm较小,数浓度则较为一致。 展开更多
关键词 小粒子示踪法 毫米波雷达 功率谱 大气垂直速度 雨滴谱分布
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Ka/Ku双波段云雷达探测云降水滴谱和空气垂直运动速度的能力模拟分析 被引量：11
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作者 郑晨雨 刘黎平 《高原气象》 CSCD 北大核心 2020年第3期543-559,共17页
由于湍流、雷达探测灵敏度等对单波长云雷达探测回波强度谱密度的影响,造成了云雷达探测空气垂直运动速度和雨滴谱的误差,而双波长云雷达利用Mie散射造成的不同粒子后向散射大小差异来提高空气上升速度探测精度,从而提高反演雨滴谱的能... 由于湍流、雷达探测灵敏度等对单波长云雷达探测回波强度谱密度的影响,造成了云雷达探测空气垂直运动速度和雨滴谱的误差,而双波长云雷达利用Mie散射造成的不同粒子后向散射大小差异来提高空气上升速度探测精度,从而提高反演雨滴谱的能力,并且可提高订正雨区衰减的能力。为此中国气象科学研究院研发了Ka/Ku双波段云雷达,并于2019年4月开始在广东龙门进行了云降水观测。本文针对该双波段云雷达观测模式和灵敏度等参数,在Gamma滴谱假设条件下,模拟分析了Ka、Ku波段功率谱及其比值与云降水参数、温度和湍流的关系,研究了雷达灵敏度、湍流对空气垂直速度、雨滴谱反演和衰减订正的影响,并利用个例数据进行了风场反演试验,讨论了双波段探测微降水动力和微物理参数的优势。结果表明:(1)温度只能影响两个波段功率谱比值(Ratio)的大小,对其峰值位置基本没有影响,而湍流对其峰值位置的影响不超过0.5 m·s^-1;(2)湍流、雷达灵敏度对单波段云雷达探测空气垂直速度的影响比较明显,湍流使空气上升速度被高估,雷达最小可测回波强度随高度的增加而增加使该参数被低估,其影响远远大于温度和湍流对双波段云雷达反演空气垂直速度的影响;(3)对于单波段雷达来说,雷达灵敏度和湍流明显影响雨滴谱、含水量和衰减系数的探测,湍流使得雨滴谱拓宽,低估含水量和衰减系数;而雷达灵敏度却使反演的雨滴谱变窄,增加小粒子数浓度,并高估了含水量和衰减系数;(4)选取2019年4月15^-16日的个例进行空气上升速度的反演,并与模拟分析的结果进行对比。结果显示实际观测数据反演的空气上升速度与模拟分析结果中的趋势较为一致。这项工作为单波段和双波段云雷达的多普勒功率谱数据分析和云降水微物理和动力参数的反演可提供参考。 展开更多
关键词 双波段云雷达 空气运动速度 雨滴谱 雷达灵敏度 湍流
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藏东南墨脱地区季风期降水的垂直结构特征 被引量：6
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作者 文镓齐 王改利 +1 位作者 周任然 李冉 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期562-573,共12页
以2021年6—9月(季风期)藏东南水汽输送通道入口关键区墨脱布设的微雨雷达、降水现象仪和雨量计的观测数据为基础,对比不同仪器测量结果的一致性。将降水划分为对流云降水、层状云降水、浅层云降水3种类型,研究不同类型降水的雨滴谱分... 以2021年6—9月(季风期)藏东南水汽输送通道入口关键区墨脱布设的微雨雷达、降水现象仪和雨量计的观测数据为基础,对比不同仪器测量结果的一致性。将降水划分为对流云降水、层状云降水、浅层云降水3种类型,研究不同类型降水的雨滴谱分布、下落速度、降水率、液态水含量和雷达反射率因子的平均垂直分布特征。结果表明:微雨雷达、降水现象仪和雨量计测量结果一致性较好,微雨雷达和雨量计日降水量相关系数最高达到0.96,各相关系数的显著性水平较高;对流云降水的各微物理量特征值较大,雨滴在下落过程中碰并增长过程显著,雨滴数浓度迅速增加,在1~2 km高度处存在明显的上升气流;层状云降水回波强度较弱,反射率因子、降水率和液态水含量随高度降低有所增加,雨滴下落速度在垂直方向基本保持均匀,中等大小的雨滴浓度随高度不变,蒸发、破碎和碰并过程处于相对平衡状态;浅层云降水各微物理量较小,但随高度变化明显,垂直方向上为明显的负梯度变化,以雨滴的碰并过程为主。 展开更多
关键词 微雨雷达 雨滴谱 墨脱 垂直结构 降水分类
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宁夏夏季降水性层状云微结构观测分析 被引量：46
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作者 牛生杰 马铁汉 +1 位作者 管月娥 卢玉莲 《高原气象》 CSCD 北大核心 1992年第3期241-248,共8页
本文分析了1988—1989年5—7月在人工增雨作业的同时在飞机上所获取的云物理资料,得到以下几点新结论:(1)三类主要降水天气条件下高层云(As)云滴谱用赫尔吉安-马逊公式来拟合,系数α值为0.898—20.018,系数b值为0.427—0.598,相关系数均... 本文分析了1988—1989年5—7月在人工增雨作业的同时在飞机上所获取的云物理资料,得到以下几点新结论:(1)三类主要降水天气条件下高层云(As)云滴谱用赫尔吉安-马逊公式来拟合,系数α值为0.898—20.018,系数b值为0.427—0.598,相关系数均在0.86以上;(2)取得了云滴浓度、平均直径、平均立方根直径的垂直分布;(3)雪晶平均谱呈现出单峰和双峰的特点;(4)三类主要降水天气高层云平均含水量分别为0.11,0.08和0.05g/m^3,且含水量在水平方向的分布呈现出不均匀性。 展开更多
关键词 宁夏 夏季 降水 云 结构 观测
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成都市郊冬季一次大气重污染过程化学组分粒径分布特征 被引量：4
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作者 王碧菡 廖婷婷 +4 位作者 蒋婉婷 车红蕾 王雨婷 宋明昊 张小玲 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3323-3334,共12页
利用惯性撞击式8级采样器(Andersen)于2017年12月15日至2018年1月3日对成都大气颗粒物进行连续采样,结合气象观测资料和气溶胶激光雷达数据分析污染过程水溶性无机离子和碳质气溶胶粒径分布变化特征及气溶胶垂直分布演变.结果表明,二次... 利用惯性撞击式8级采样器(Andersen)于2017年12月15日至2018年1月3日对成都大气颗粒物进行连续采样,结合气象观测资料和气溶胶激光雷达数据分析污染过程水溶性无机离子和碳质气溶胶粒径分布变化特征及气溶胶垂直分布演变.结果表明,二次气溶胶的形成和积累是此次污染过程发生发展的重要原因.NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)重污染阶段呈单峰型分布,峰值粒径出现在0.65-1.1μm粒径段,表明主要由前提物的云内反应生成,沙尘阶段呈双峰型分布,主峰位于3.3-4.7μm,NO_(3)^(-)主要以非均相反应存在于粗粒径段中,SO_(4)^(2-)既有来自一次污染源(沙尘、土壤源等),也有来自二次氧化反应;高湿度下液相反应的加剧,NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NH_(4)^(+)细粒子峰由0.65-1.1μm向1.1-2.1μm粒径段转移.Ca^(2+)、Mg^(2+)和Na^(+)主要集中在粗模态中,自然源对沙尘污染贡献显著;K^(+)和Cl^(-)沙尘阶段呈明显双峰型分布;OC和EC主要呈双模态分布,不同阶段峰值出现的粒径段有所改变.重污染阶段消光系数大值区主要位于1.0 km以下;边界层高度0.5 km左右且伴随有下沉气流,持续的偏东风或偏南风有利于大气增湿及污染物区域输送共同导致此次污染过程污染物持续升高.本研究可为成都市大气颗粒物形成的化学和物理机制的深入研究提供基础资料. 展开更多
关键词 成都 大气颗粒物 化学组分 粒径分布 垂直结构
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