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GPM卫星探测新疆区域降雪敏感性及云结构特征研究 被引量：1
1
作者 王智敏 汪会 +3 位作者 冯婉悦 李斌 李圆圆 郑博华 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第6期686-700,共15页
目前人们对新疆干旱区降雪云结构特征的认知仍有限。利用2014—2021年GPM(global precipitation measurement)卫星搭载的测雨雷达DPR(dual-frequency precipitation radar)和微波成像仪GMI(GPM microwave imager)观测资料,对比了DPR不... 目前人们对新疆干旱区降雪云结构特征的认知仍有限。利用2014—2021年GPM(global precipitation measurement)卫星搭载的测雨雷达DPR(dual-frequency precipitation radar)和微波成像仪GMI(GPM microwave imager)观测资料,对比了DPR不同产品对新疆区域降雪的敏感性及三类降雪云(深厚、浅薄和近地表)的宏微观特性差异,利用等频率高度统计方法,分析了四次新疆不同下垫面降雪云结构特征。结果表明:浅薄降雪云出现频率超过60%,而深厚降雪云对降雪量的贡献最大,三类云的液水路径(LWP)和冰水路径(IWP)集中在80~450 g·m^(-2)和100~380 g·m^(-2),回波顶高、LWP、IWP与近地表降水率总体上呈正相关;四次典型降雪系统分别发生在阿勒泰山区(A个例)、伊犁河谷(B个例)、古尔班通古特沙漠腹地(C个例)及昆仑山北麓戈壁地区(D个例),其中A、B个例主要为冰云,C、D个例多为冰水混合云,在GMI中166 GHz高频通道对降雪的敏感性较好,亮温分布在200~275 K;雷达反射率因子(Z)集中在16~25 dBz,对应高度为0.75~4.65 km,A、B和D个例云团存在“左倾”结构,Z集中在云体中上部,属于发展阶段,C个例的Z主要位于云体下部,云团处于成熟阶段。质量加权平均直径(D m)和粒子数浓度(dB N w)在1.00~1.22 mm和33~35产生的降雪量较大,降雪强度不仅与冰晶和过冷水粒子大小有关,还受到粒子数浓度的影响。研究成果对提升新疆地区降雪监测水平,深入认识该地区降雪形成机制及评估复杂地形条件下人工增雨(雪)潜力等具有积极意义。 展开更多
关键词 测雨雷达(DPR) 微波成像仪(GMI) 降雪系统结构 粒子谱分布
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基于GPM观测的山谷风对伊犁河谷地形降水的影响研究
2
作者 王智敏 冯婉悦 +3 位作者 杨璟 李圆圆 汪会 付亚鹏 《高原气象》 北大核心 2025年第3期720-732,共13页
研究山谷风对地形降水的影响是深入认识复杂地形条件下局地降水形成机制的关键。根据2014-2021年GPM/DPR数据,采用连通域法识别了伊犁河谷夏季地形降水系统,结合ERA5的10 m地表风资料将降水过程分为谷风型和山风型,对比分析了这两类“... 研究山谷风对地形降水的影响是深入认识复杂地形条件下局地降水形成机制的关键。根据2014-2021年GPM/DPR数据,采用连通域法识别了伊犁河谷夏季地形降水系统,结合ERA5的10 m地表风资料将降水过程分为谷风型和山风型,对比分析了这两类“喇叭口”地形降水的时空分布、垂直结构及宏微观特征差异。结果表明:谷风降水集中在河谷南部和东部山麓迎风坡,降水时段主要在午后-傍晚(12:00-20:00,北京时,下同),山风降水在河谷平原较多,降水多发于夜间-清晨(01:00-06:00),谷风平均风速(0.79 m·s^(-1))比山风(0.74 m·s^(-1))大6.8%,谷风和山风降水的近地表降水率(R)和雨顶高度(STH)平均值分别为1.32 mm·h^(-1)、1.15 mm·h^(-1)和5.90 km、5.72 km,统计发现STH与R呈正相关;在上坡风影响下谷风降水的R、STH和质量加权平均直径(D_(m))和粒子数浓度(dBNw)在地形抬升作用下出现增幅,在海拔2~3 km处达到极大值,迎风坡形成的上升气流促进了云滴凝结和碰并增长形成雨滴;谷风降水的平均dBN_(w)(33.5)比山风(34.5)偏小近3%,而前者平均D_(m)(1.63 mm)较后者(1.38 mm)大18.1%。由于山风比谷风降水在0℃层以下液相区域的雷达反射率因子偏小,当雨滴下降到近地面的干燥层时,大液滴破碎蒸发导致dBNw偏多而D_(m)较小。山谷风影响着地形降水的宏观结构和微物理过程,未来在判别地形云人工增雨潜力及数值模拟山区降水精细结构等研究中,将注重考虑山谷风的影响及其动力学机制。 展开更多
关键词 伊犁河谷 降水系统 山谷风 GPM/DPR
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GPM日降水产品在中国大陆的准确性评估 被引量：16
3
作者 施丽娟 冯婉悦 +2 位作者 雷勇 王智敏 郑清 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第11期1428-1438,共11页
以中国2423个地面气象站点的降水传感器观测数据为基准,采用定量统计指标(相关系数R、均方根误差RMSE、平均绝对误差MAE、相对误差RE)以及分类统计指标(探测率POD、误报率FAR、虚报漏报率Bias、风险评分ETS),从不同空间尺度、不同时间... 以中国2423个地面气象站点的降水传感器观测数据为基准,采用定量统计指标(相关系数R、均方根误差RMSE、平均绝对误差MAE、相对误差RE)以及分类统计指标(探测率POD、误报率FAR、虚报漏报率Bias、风险评分ETS),从不同空间尺度、不同时间尺度和不同降水强度三个维度,分析了GPM降水产品的观测准确性,以探究GPM卫星降水产品在中国大陆的适用性。结果表明:从不同空间尺度特征看,GPM降水在全国范围均呈现较高的观测准确性,72%的站点R值超过0.7,在华东地区最好,西北区相对较差;全国大部分区域都为正的相对误差,各区RE集中分布在0~20%。不同高程带内的准确性显示,GPM产品对降水的高估情况在低海拔(<2000 m)、高海拔(>4000 m)地区较为明显,在中海拔地区(2000~4000 m)GPM降水数据适用性相对较好。从不同时间尺度特征看,GPM降水产品与降水传感器实测降水年总量分布上较为一致,两者的R为0.75,但在量值上存在一定程度的偏差,RMSE为6.15 mm·d^(-1)。从逐月结果看,GPM降水产品与地面降水传感器的一致性在1—10月表现较好,R均在0.7以上,11、12月略低,夏季误差值比冬季大。从不同降水强度特征看,POD随着降水强度的增加而降低,GPM降水产品对“中雨”强度降水事件的整体探测能力较优,而在“小雨”和“暴雨”的探测能力稍弱。 展开更多
关键词 GPM 降水量 准确性分析 分类统计指标
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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
4
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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移动X波段双线偏振雷达数据质量分析及偏差订正 被引量：8
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作者 张林 李峰 +1 位作者 冯婉悦 刘新安 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第3期337-347,共11页
2019年8月,中国电子科技集团第十四研究所南京恩瑞特实业有限公司研制的GLC-12A型移动X波段双线偏振多普勒天气雷达在江苏大丰进行外场观测。根据该雷达外场观测资料,联合盐城新一代SA天气雷达和江苏省6个雨量站资料,对移动X波段双线偏... 2019年8月,中国电子科技集团第十四研究所南京恩瑞特实业有限公司研制的GLC-12A型移动X波段双线偏振多普勒天气雷达在江苏大丰进行外场观测。根据该雷达外场观测资料,联合盐城新一代SA天气雷达和江苏省6个雨量站资料,对移动X波段双线偏振雷达做数据质量分析。结果表明,针对同一次降水过程而言,距离越远,衰减越大。为了降低衰减造成的观测误差,首先利用信噪比对差分反射率Z_(dr)、零滞后相关系数ρhv(0)进行偏差订正,提高Z_(dr)和ρhv(0)的数据质量,以便进行地杂波、生物回波等非降水回波过滤。然后应用去抖动滤波后的差分传播相移率K dp或总差分传播相位Φdp表达在雨中距离雷达R处的总双向反射率因子衰减订正值。数据分析表明,订正后移动X波段双线偏振雷达数据质量得到了提高。 展开更多
关键词 X波段双偏振雷达 数据质量 衰减订正
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雨滴谱仪资料在“温比亚”台风降水估测中的应用探究 被引量：14
6
作者 冯婉悦 施丽娟 +3 位作者 王智敏 黄晓 杨莲梅 张林 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第4期389-397,共9页
利用台风温比亚(1808)登陆阶段受外围云系降水影响的上海、浙江、江苏、安徽四个省(直辖市)42个雨滴谱仪站点数据,对比分析雨滴谱仪数据计算获得的雷达反射率因子、降水强度分别与雷达实测、雨量计实测的差异;进行Z-R关系拟合,以探究台... 利用台风温比亚(1808)登陆阶段受外围云系降水影响的上海、浙江、江苏、安徽四个省(直辖市)42个雨滴谱仪站点数据,对比分析雨滴谱仪数据计算获得的雷达反射率因子、降水强度分别与雷达实测、雨量计实测的差异;进行Z-R关系拟合,以探究台风降水回波与降水强度的关系;分别利用两种Z-R关系进行降水估测效果对比,以探究雨滴谱仪资料在台风雷达降水估测中的应用效果。结果表明:雨滴谱仪数据计算得到的雷达反射率因子与雷达观测一致性较好,两者相关系数为0.96,前者略小于后者。雨滴谱仪数据计算得到的降水强度与雨量计观测的降水强度相比,变化趋势一致,相关系数为0.94,但在量值上,部分区域仪器存在较大的差异,其可能原因:一是该区域内仪器本身系统误差,二是受台风大风影响,雨滴下落速度快,容易发生破碎、重叠等,使到达地面的雨滴直径、数目产生一定的误差。台风温比亚外围云系降水回波与强度的拟合公式:Z=188.85 R^(1.42),利用此关系的估测效果优于默认关系Z=300 R^(1.4),估测降水量提高近17%左右。 展开更多
关键词 台风温比亚 雨滴谱 雷达回波 降水强度 Z-R 关系
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基于GPM/DPR数据的北疆地区降雪云宏观结构和微物理特征分析 被引量：3
7
作者 王智敏 施丽娟 +3 位作者 汪会 殷占福 李圆圆 冯婉悦 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第9期1140-1152,共13页
利用GPM/DPR双频降水雷达资料、FY-2E卫星资料和地面降水实况,对新疆北部四次成熟期降雪过程的红外亮温、水平分布和垂直结构特征进行了分析。结果表明:降雪云团的云顶亮温集中在210~245 K,降雪云主要为层状云,中云对降水率贡献最大,近... 利用GPM/DPR双频降水雷达资料、FY-2E卫星资料和地面降水实况,对新疆北部四次成熟期降雪过程的红外亮温、水平分布和垂直结构特征进行了分析。结果表明:降雪云团的云顶亮温集中在210~245 K,降雪云主要为层状云,中云对降水率贡献最大,近地面降水率多分布于0.5~2.0 mm·h^(-1),回波顶高主要集中在3.0~4.5 km范围内,回波顶高与近地表降水率强弱变化存在正相关;雷达反射率因子(Z)范围在22~35 dBz,强回波中心高度主要分布在1.25~4.50 km;质量加权平均直径(D_(m))为1.01~1.25 mm和粒子数浓度(dB N_(w))为32~36的配置贡献的降水最多,对应的高度范围为2.19~2.50 km和2.13~2.67 km;近地表由碰撞-聚并过程产生的大粒子较多,近地表附近D_(m)达到了2.33~3.00 mm,Z和D_(m)朝地面几乎恒定或稍有增加,Z和D_(m)数值大小与地表降水量变化呈正相关特征。 展开更多
关键词 双频降水雷达(DPR) 降水垂直结构 回波顶高 滴谱参数
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CoP/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其光催化还原CO_(2)性能 被引量：3
8
作者 郑国宏 张春雷 +1 位作者 陈旻澍 蔡炜 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期821-828,共8页
采用水热法制备了CoP/g-C_(3)N_(4)复合材料,将其用于光催化还原CO_(2),结合XRD、SEM-EDS、TEM、XPS、UV-Vis DRS、PL、电化学测试和原位DRIFTS技术建立了复合光催化剂的构效关系,并探究了其光催化还原CO_(2)的机理。实验结果表明,相比... 采用水热法制备了CoP/g-C_(3)N_(4)复合材料,将其用于光催化还原CO_(2),结合XRD、SEM-EDS、TEM、XPS、UV-Vis DRS、PL、电化学测试和原位DRIFTS技术建立了复合光催化剂的构效关系,并探究了其光催化还原CO_(2)的机理。实验结果表明,相比于纯g-C_(3)N_(4),CoP的引入使甲烷的产率提升了近2倍,同时产生了新的还原产物甲醇,甲烷和甲醇的产率分别为104.23μmol/(g·h)和63.83μmol/(g·h)。表征结果显示,偏向金属特性的CoP颗粒均匀分布在g-C_(3)N_(4)片状结构上,二者通过电子相互作用形成紧密接触的异质结结构,一方面可显著抑制光生载流子的复合,另一方面可有效建立内建电场,加速光生载流子从体相到催化剂表面的迁移,从而提升催化剂的光催化还原CO_(2)性能。 展开更多
关键词 CO_(2)还原 光催化 COP g-C_(3)N_(4) 构效关系
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