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基于Ka波段云雷达观测的中国西天山降雨云宏微观物理特征研究 被引量：2
1
作者 张晋茹 杨莲梅 +2 位作者 刘凡 李建刚 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期756-768,共13页
利用Ka毫米波云雷达与自动气象站降雨资料,研究了西天山地区2019年和2020年5~8月的降雨云宏微观特性。结果表明:(1)降雨主要发生在夜间,累积降雨量集中在21:00(北京时间,下同)至次日07:00,降雨频次和累积降雨量相关系数为0.71。大雨强... 利用Ka毫米波云雷达与自动气象站降雨资料,研究了西天山地区2019年和2020年5~8月的降雨云宏微观特性。结果表明:(1)降雨主要发生在夜间,累积降雨量集中在21:00(北京时间,下同)至次日07:00,降雨频次和累积降雨量相关系数为0.71。大雨强频次虽最少,但对总累积降雨量贡献较显著。(2)小雨强、中雨强、大雨强平均反射率因子最大值分别为30 dBZ、35.8 dBZ和39.5 dBZ,最大平均液态水含量分别为1.5 g m^(-3)、4.2 g m^(-3)和7.3 g m^(-3)。(3)不同降雨强度对应的反射率因子都有两个集中区域,2.0~4.4 km反射率因子集中在15~26 dBZ,地面附近的小雨强、中雨强、大雨强对应的反射率因子分别集中在24~32 dBZ、29~38 dBZ和31~42 dBZ。1.75 km以下中雨强和大雨强液态含水量小于1gm^(-3)的频率明显少于小雨强,降雨强度的越大降雨粒子径向速度越集中。 展开更多
关键词 西天山地区 毫米波云雷达 降雨云 反射率因子 液态水含量
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塔里木盆地及其周边地区大气可降水量分布及其与降水关系的研究 被引量：4
2
作者 刘晶 刘兆旭 +1 位作者 杨莲梅 周玉淑 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第3期617-634,共18页
利用2018年7月至2022年6月塔里木盆地及其周边地区17部地基GPS水汽探测仪遥感的大气可降水量(PWV)资料、 14个地面气象站逐时和逐日降水资料,分析了塔里木盆地西部(区域A)和东部(区域B)PWV分布特征及其与降水关系。结果表明:(1)研究区... 利用2018年7月至2022年6月塔里木盆地及其周边地区17部地基GPS水汽探测仪遥感的大气可降水量(PWV)资料、 14个地面气象站逐时和逐日降水资料,分析了塔里木盆地西部(区域A)和东部(区域B)PWV分布特征及其与降水关系。结果表明:(1)研究区年平均PWV高值区主要集中于盆地北部和盆地西南部平原地区,海拔超过1300 m站点的PWV年平均值与海拔成反比,低于1300 m的低海拔地区PWV年平均值在10~12 mm。夏季测站PWV平均值是春、秋季节的2倍。(2)区域A和区域B PWV月变化呈单峰型分布,分别在8月和7月达到峰值。区域A有、无降水日PWV均在23:00(北京时,下同)达到日峰值。区域B有、无降水日PWV日峰值出现时间相差5 h,分别出现在11:00和17:00。(3)区域A和区域B多数测站ΔPWV(PWV与PWV月平均值差值)峰值分别在降水开始前0~1 h和降水开始时刻前后1 h出现。春季区域B降水前PWV跃变程度较区域A更剧烈,夏季各区域σPWV(PWV与PWV月平均值倍数)提前降水开始时刻1 h、 5~6 h达到1~1.8倍的天气过程较其余时次偏多。秋季和冬季区域BσPWV分别集中在1.4~2.0倍和1.6~2.4倍。(4)海拔高于1400 m测站的5-6月、 7-8月PWV值达到10~20 mm和15~25 mm,对应降水结束时刻。海拔低于1400 m测站5-8月降水结束时刻PWV值逐渐由15~25 mm增至25~35 mm。 展开更多
关键词 塔里木盆地 地基GPS 大气可降水量 时空分布 降水
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西天山地区一次冷锋暴雪微物理特征分析 被引量：2
3
作者 刘凡 张晋茹 +1 位作者 刘晶 杨莲梅 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第2期417-429,共13页
基于二维视频雨滴谱仪联合毫米波云雷达、风廓线雷达、微波辐射计、GPS/MET水汽等垂直探测设备,对2020年2月18~19日西天山地区一次冷锋暴雪过程进行了微物理特征研究。本文设计了雪花及霰粒子分类算法,用于定量研究降雪微物理特征。结... 基于二维视频雨滴谱仪联合毫米波云雷达、风廓线雷达、微波辐射计、GPS/MET水汽等垂直探测设备,对2020年2月18~19日西天山地区一次冷锋暴雪过程进行了微物理特征研究。本文设计了雪花及霰粒子分类算法,用于定量研究降雪微物理特征。结果表明:(1)冷锋入侵、动力强迫阶段,降雪粒子类型主要为雪花,微物理过程主要为凝华增长及聚并增长;(2)冷锋控制、大风降温阶段,降雪粒子类型主要为雪花、霰粒子,微物理过程主要是聚并增长及凇附过程,同时聚并增长有利于凇附过程的发生;(3)在冷锋过境阶段,由于云顶温度升高、大气冰核减少、充足的过冷水,有利于凇附过程的发生。不同于南京地区的降雪,西天山地区降雪,雪花直径及雪强偏小,但霰粒子对雪强有较大贡献。通过两种融化模型,拟合出相应的雨滴谱及其Gamma分布,发现与本地层状云降水的特征相似。 展开更多
关键词 西天山地区 固态降水 凇附过程 微物理特征
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中昆仑山北坡持续性暴雨的水汽输送及其大气三维结构特征 被引量：1
4
作者 刘晶 周雅蔓 +5 位作者 李建刚 曾勇 仝泽鹏 江雨霏 杨莲梅 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1711-1727,共17页
利用基于拉格朗日方法的HYSPLIT_4轨迹模式,结合地基GPS-MET观测资料,对2019年6月24~26日中昆仑山北坡一次持续性暴雨天气大尺度水汽输送特征及水汽源地进行分析,阐明了干旱区强降水期间大尺度环流异常与水汽持续接力输送过程的关系。... 利用基于拉格朗日方法的HYSPLIT_4轨迹模式,结合地基GPS-MET观测资料,对2019年6月24~26日中昆仑山北坡一次持续性暴雨天气大尺度水汽输送特征及水汽源地进行分析,阐明了干旱区强降水期间大尺度环流异常与水汽持续接力输送过程的关系。结果表明:(1)降水前副热带高压(简称副高)位置异常偏西,副高外围偏南气流造成高原增湿明显。强降水期间,副高继续向西北伸展,低纬度水汽沿印度夏季风环流向北输送,经青藏高原接力输送至暴雨区,与塔什干低涡前偏南气流共同构成了中昆仑山北坡持续性强降水的水汽输送通道,水汽持续接力输送造成暴雨区可降水量(PWV)出现两次急剧增湿过程,测站PWV峰值达到气候平均值近2倍。(2)300 hPa温度异常对于本次中昆仑山北坡持续性大暴雨天气水汽输送具有重要的作用。降水前和降水期间,300 hPa暖异常中心激发200 hPa反气旋式环流异常和经向风正异常中心,同时,在暖异常中心南侧(印度半岛北部)和西侧,激发500 hPa反气旋式环流异常中心和气旋式环流异常中心,反气旋式环流后部经向风正异常中心将低纬度地区暖湿气流向北输送,与气旋式环流东部偏南气流在暴雨区汇合,为持续性暴雨的发生提供充沛的水汽供应。 展开更多
关键词 中昆仑山北坡 持续性暴雨 水汽输送 大气环流异常
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基于U-net神经网络的新疆10 m风速预报订正研究 被引量：1
5
作者 朱延和 朱寿鹏 +8 位作者 夏平 孔扬 周林义 吕阳 王宇浩 张殷宸 智协飞 霍文 艾力亚尔·艾海提 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期2300-2315,共16页
本文以新疆地区1~7 d预报时效的10 m高度处风速为研究对象,基于2000~2019年NCEP全球集合预报系统(Global Ensemble Forecasting System,GEFS)新疆地区10 m风再预报资料,构建了基于U-net神经网络的深度学习预报订正模型,并以两种传统方... 本文以新疆地区1~7 d预报时效的10 m高度处风速为研究对象,基于2000~2019年NCEP全球集合预报系统(Global Ensemble Forecasting System,GEFS)新疆地区10 m风再预报资料,构建了基于U-net神经网络的深度学习预报订正模型,并以两种传统方法递减平均、分位数映射作为参考进行订正技巧对比分析。结果表明,原始GEFS风速预报误差呈不对称分布,表现出更多的正偏差特征,且在天山和昆仑山等海拔较高地区误差较大。与两种传统方法相比,U-net模型提高了整个新疆地区的风速预报技巧,有效改善了原始风速预报的正偏差情况,且对天山和昆仑山等原始预报误差较大区域改善效果尤为显著。此外,采用基于均方误差分解的误差分解方法来分析误差来源,结果表明,预报订正前后,序列误差项始终是主要误差来源,且随预报时效显著增长。三种订正方法对风速预报的偏差项、分布误差项和序列误差项都有不同程度的改进,其中U-net模型相较于两种参考预报的优势主要在于其对序列误差项的改进效果。经过U-net模型订正后序列误差项随预报时效增长缓慢,即使在7 d预报时效下,其序列误差项比原始预报减小60%。 展开更多
关键词 新疆 10 M 风速 预报订正 U-net 神经网络 误差分解
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伊犁河谷流域山区和平原雨滴谱特征统计研究
6
作者 江雨霏 杨莲梅 +5 位作者 李建刚 曾勇 仝泽鹏 刘晶 李浩阳 李晓萌 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第5期1271-1285,共15页
雨滴谱是理解降水微物理特性和定量降水估测的基础,尤其是在降水机制复杂、时空变异性大的复杂地形中。本文利用Parsivel2激光雨滴谱仪对2020-2022年夏季伊犁河谷流域山区和平原不同降水强度和不同降水类型的雨滴谱特征进行了研究。结... 雨滴谱是理解降水微物理特性和定量降水估测的基础,尤其是在降水机制复杂、时空变异性大的复杂地形中。本文利用Parsivel2激光雨滴谱仪对2020-2022年夏季伊犁河谷流域山区和平原不同降水强度和不同降水类型的雨滴谱特征进行了研究。结果表明:山区和平原降水主要以小雨滴为主,对降水强度R贡献最大的主要是中雨滴。山区降水和平原降水主要出现在午后至傍晚,山区降水大中型雨滴数浓度在各时间段均高于平原。随着雨强增大,雨滴谱的谱宽和各直径档的雨滴数浓度也随之增加,山区降水的大中型粒子数浓度在小雨和大雨时明显大于平原。在相同降水强度和降水类型的情况下,山区降水具有较大的质量加权平均直径(D_(m))和较小的标准化截断参数(log_(10)N_(w))。此外,伊犁河谷流域山区和平原的对流云滴谱均倾向于“大陆性对流簇”。研究发现,两地区降水的μ-Λ关系和Z-R关系也存在显著差异,Z=300R^(1.40)的经验关系显然高估了降水量。研究结果揭示了伊犁河谷流域不同地形条件下的降水微物理特征,为后续利用雷达资料反演降水提供可靠的事实依据。 展开更多
关键词 伊犁河谷 雨滴谱 地形 降水强度 降水类型
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东天山哈密地区典型暴雨事件对流触发机制对比分析 被引量：4
7
作者 刘晶 刘兆旭 +7 位作者 张晋茹 刘凡 李建刚 曾勇 仝泽鹏 江雨霏 杨莲梅 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期965-988,共24页
本文选取2018年7月31日(简称“7.31”暴雨)和2016年8月8日(简称“8.8”暴雨)两次东天山哈密地区强降水天气过程,利用NCEP/NCAR的FNL资料(0.25°×0.25°)、中国地面卫星雷达三源融合逐小时降水产品、新疆地区常规观测资料、... 本文选取2018年7月31日(简称“7.31”暴雨)和2016年8月8日(简称“8.8”暴雨)两次东天山哈密地区强降水天气过程,利用NCEP/NCAR的FNL资料(0.25°×0.25°)、中国地面卫星雷达三源融合逐小时降水产品、新疆地区常规观测资料、FY-2G卫星产品,通过对暴雨期间锋生函数计算诊断,证实了两次强降水过程中尺度对流系统触发因子差异,取得如下主要结果:(1)“7.31”暴雨期间,500 hPa西太平洋副热带高压位置异常偏北,700 hPa暖舌沿副高南侧偏东急流向西北伸展,低层增暖增湿,暴雨区上空形成不稳定大气层结,多个中尺度对流系统在700 hPa低空急流前生成,向东北方向移动和发展。“8.8”暴雨期间,500 hPa西太平洋副热带高压位置异常偏西,对流云团在对流层低层西南急流前生成向东北方向移动。(2)对流层低层暴雨区暖锋锋生是“7.31”暴雨中尺度对流云团的触发因子,云团初生阶段对流触发主要是锋生水平散度项和由垂直运动发展引起的倾斜项决定,成熟阶段暖锋锋生主要由锋生形变项和倾斜项所致。低空东南急流的维持加强利于锋面次级环流发展,是造成中尺度对流系统长时间维持的主要原因。(3)“8.8”暴雨对流云团由对流层低层弱冷锋触发。对流云团发展初始阶段,对流层低层冷锋锋生主要由水平辐散项决定;对流云团成熟阶段,对流层低层冷锋锋生主要由倾斜项决定。低层切变线长时间维持和加强利于低层冷锋进一步锋生,是造成中尺度对流系统长时间维持的主要原因。 展开更多
关键词 哈密地区 短时强降水 中尺度云团 对流触发
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西风带大陆高压外围新疆哈密地区典型暴雨事件水汽输送特征对比分析 被引量：5
8
作者 刘晶 刘兆旭 +5 位作者 杨莲梅 李建刚 曾勇 仝泽鹏 江雨霏 周玉淑 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第9期1045-1062,共18页
选取2018年7月31日和2016年8月8日两次东天山哈密地区强降水天气过程(分别简称“7·31”过程和“8·8”过程),利用NCEP/NCAR FNL 0.25°×0.25°和GDAS 1°×1°再分析资料、中国地面卫星雷达三源融合... 选取2018年7月31日和2016年8月8日两次东天山哈密地区强降水天气过程(分别简称“7·31”过程和“8·8”过程),利用NCEP/NCAR FNL 0.25°×0.25°和GDAS 1°×1°再分析资料、中国地面卫星雷达三源融合逐小时降水产品、新疆地区常规观测资料、FY-2G卫星产品、基于地基GPS观测的大气可降水量(PWV)资料及基于拉格朗日方法的HYSPLIT轨迹模式,通过对水汽输送流函数、势函数、水汽输送轨迹、暴雨区水汽收支计算诊断,揭示两次强降水期间的大尺度水汽输送、辐合特征,得到如下主要结果:两次强降水过程均发生在大陆高压位置异常情况下,为水汽长距离输送提供了有利的环流背景条件;两次过程水汽输送均由三个阶段构成,且河西走廊水汽输送均对两次暴雨天气过程具有贡献,“7·31”过程降水前和降水期间,河西走廊偏东水汽接力输送通道建立,造成河西走廊—暴雨区自东南向西北先后增湿,较低纬度南海和高压南侧水汽输送和补充为哈密东南部短时强降水天气提供充沛的水汽供应条件。“8·8”过程青藏高原北部—新疆巴州南部水汽接力输送通道建立,高原北部水汽沿高压外围偏南气流向北输送,与中纬度低槽前西南气流在暴雨区有所汇合,同时对流层低层河西走廊偏东水汽进一步补充,造成哈密北部测站PWV出现三次增湿过程。 展开更多
关键词 哈密地区 短时强降水 水汽输送
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