• 2017年第37卷第2期文章目次
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    • >综述
    • 风云四号气象卫星成像特性及其应用前景

      2017, 37(2):1-12. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.001

      摘要 (2776) HTML (1659) PDF 5.04 M (1543) 评论 (0) 收藏

      摘要:风云四号是中国新一代静止轨道气象系列卫星,该系列卫星的设计目的是满足中国气象局2020年前后的业务应用和服务需求。风云四号系列的首发星为科研试验星,代号FY-4A,已于2016年12月14日在西昌卫星发射中心成功发射,从FY-4B开始,风云四号系列卫星将提供业务服务。成像仪是风云四号系列卫星的核心载荷之一,其成像性能比目前使用的风云二号系列卫星在时间空间分辨率、光谱通道等方面有显著提升。本文将就该仪器的工作特点、观测模式设置、光谱通道的选取和特点进行介绍,由于FY-4A卫星正在进行为期一年的在轨测试,本文还将展示在轨测试图像。

    • 孟加拉湾气旋风暴研究回顾

      2017, 37(2):13-21. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.002

      摘要 (1143) HTML (754) PDF 1.73 M (890) 评论 (0) 收藏

      摘要:活动于阿拉伯海和孟加拉湾地区的热带气旋称为气旋性风暴,约占全球热带气旋年均生成总数的10%,其中活跃于孟加拉湾的气旋性风暴是造成中国西南地区强降水的主要天气系统之一。本文简要回顾了过去几十年来国内外在孟加拉湾风暴生成源地、发生频数、移动路径和生命史等方面的活动特征以及结构特征、活动机理,及其对中国天气的影响等方面的研究成果,并在此基础上指出了孟湾风暴研究中存在的问题。

    • >研究论文
    • 热带风暴形成过程中的涡旋自组织及其复杂性:一个典型个例的红外云图分析

      2017, 37(2):22-30. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.003

      摘要 (1104) HTML (268) PDF 1.62 M (792) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用高分辨率的红外卫星云图资料,对台风8807从热带低压发展成热带风暴的过程进行了分析,给出了热带风暴形成过程伴随着复杂涡旋自组织现象的观测证据。结果发现,涡旋自组织可在从数十到十万km2的各种尺度扰动云团之间发生,发生合并的云团除了理想数值试验中的两类前景之外,还存在第三类前景,即较大尺度的云团会发生分裂,部分与其他云团合并。合并形成的新云团可能发展也有可能减弱,这应取决于新云团所处的环境以及是否有其他云团补充并入。用二维Fourier分析可以清楚地看到8807发展成热带风暴的过程可分为两个阶段,一是多涡共存,不同方向、不同尺度系统能量转换频繁阶段,另一是单涡发展阶段,谱密度等值线形态稳定少变。分维计算结果表明,热带风暴形成过程中的相关云团较已有研究分析的云团略显规则,分维略小于已有结果。此外,临界温度取值不同,分维是有差异的,边界温度越低,分维越小。

    • 利用动态阈值方法改进的风云二号卫星海雾检测技术

      2017, 37(2):31-41. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.004

      摘要 (1059) HTML (394) PDF 3.22 M (828) 评论 (0) 收藏

      摘要:有效的观测是提高对海雾认知和预报水平的关键因素,卫星数据是当前最可行的观测数据源,但需要高质量的观测数据和精细的检测技术。本文为提高风云二号海雾检测水平,在现有卫星观测数据条件下借鉴了动态获取云雾阈值的思想,定制设计了一套从获取动态检测阈值到温度、纹理、噪声检测等步骤的黄渤海海雾检测方法流程。对黄渤海白天海雾检测结果的检验表明,虽然对于秋、冬非海雾季月份的效果还有待提高,但在春季海雾季已接近国际同类产品水平。同时该技术方法也需要继续搜集实例,进一步优化阈值获取方案。

    • 台风“妮妲”(1604)登陆期间近地层风特性分析

      2017, 37(2):42-50. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.005

      摘要 (1526) HTML (401) PDF 2.63 M (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用深圳350 m气象梯度观测铁塔获取的台风“妮妲”(1604)登陆期间近地多层风观测资料,分析“妮妲”登陆期间风场和阵风系数等变化特征。结果显示:“妮妲”登陆期间,近地面风速随时间呈增强—减弱—增强—减弱的“M”型特征,风向由西北方向转为南东南;风速随高度增加而增加,其中风速垂直变化最大的时段为“妮妲”后风圈经过期间;垂直方向上,“妮妲”前外围向前风圈过渡期间风向多变,而其他时段风向随高度基本不变;在“妮妲”前外围、前风圈和眼区经过期间,350 m高度以下的风速随高度的变化遵循对数关系,而在“妮妲”后风圈和后外围时段仅适用于150 m以下高度;在“妮妲”登陆过程中,铁塔观测的粗糙度长度约为0.52 m;阵风系数随高度增加而减小,“妮妲”登陆前和眼区的阵风系数较大;另外,阵风系数与风速呈负相关关系,随着风速增加而减小,尤其是风速小于10 m/s时。

    • 西太平洋中南部冬季悬空波导统计分析及成因初探

      2017, 37(2):51-56. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.006

      摘要 (1170) HTML (309) PDF 1.07 M (858) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用2015年11月—2016年1月船载GPS探空数据和欧洲中心ERA-Interim再分析资料,对西太平洋中南部海域悬空波导现象进行了统计分析。探空资料分析表明:该区域出现悬空波导的发生概率为47%,平均高度为1 393 m,平均厚度为205 m,平均强度为11.7 M-unit,平均截止波长为2.7 m。悬空波导发生时,天气晴朗,云量较少,以积云为主。进一步分析发现5~30°N范围内悬空波导发生概率高达77%,在800 hPa左右高度存在强悬空波导现象。ERA-Interim再分析资料表明强悬空波导出现在巨大反气旋运动区,副热带高压内部缓慢下沉引起的干燥大气与海洋边界层内湿润的、上升运动大气相遇,在800 hPa附近形成较强的相对湿度梯度和逆温,导致强悬空波导的发生。

    • W波段和Ka波段云雷达探测回波对比分析

      2017, 37(2):57-64. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.007

      摘要 (1645) HTML (354) PDF 2.90 M (810) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析W波段和Ka波段云雷达同时探测回波的差异,验证了W波段云雷达初样机的探测性能。结果表明:1)W波段云雷达初样机工作稳定,两个波段雷达都可以探测云层、云的边界、云厚等宏观参数,也可以反映出云的精细结构及云内微物理参数的变化,回波强、速度小、谱宽大的冰晶云含有上升气流及较多过冷水。2)增强模式的W波段云雷达在近地面探测雾、霾的能力比Ka波段云雷达强;两部云雷达对云层较薄的云探测能力基本相当,对多层云、云层较厚、含水量较多的云及降水的探测,由于强衰减的作用,W波段雷达所测云厚度小、云顶低、回波强度小,并且非瑞利散射也会造成W波段雷达的回波强度降低。

    • 华南夏季降水20世纪90年代初的年代际变化及其与南亚高压关系

      2017, 37(2):65-73. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.008

      摘要 (1045) HTML (213) PDF 3.54 M (968) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析资料,应用1978—2008年全球逐月观测海表温度驱动NCAR CAM5.1全球大气环流模式进行数值模拟,探讨了华南夏季降水的年代际变化特征及其与南亚高压的关系。结果表明,华南夏季降水与南亚高压的东伸脊点关系密切,均在20世纪90年代初存在年代际转变。在1993—2008(1979—1992)年期间,南亚高压位置偏西(东),西北太平洋副热带高压位置偏东(西),华南地区则低层辐合(辐散)异常、高层辐散(辐合)异常,产生异常上升(下沉)运动,华南地区降水年代际偏多(少),这也被数值试验结果所验证。

    • 东海区风场降尺度模拟影响因子研究

      2017, 37(2):74-82. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.009

      摘要 (882) HTML (259) PDF 3.05 M (740) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于中尺度WRF模式,采用NCEP FNL最终分析资料作为初始场和侧边界条件,以2009年为例,对中国东海区风场进行了动力降尺度研究,旨在检验WRF模式长期积分的动力降尺度能力,并考察动力降尺度方法在东海区的适用情况,为东海区多年时间尺度的风场降尺度研究提供参考。结果表明,3种不同积分方式模拟的风场均能较好地描述东海区风场的季节变化,且整体在冬季的模拟,要优于夏季的模拟。5DAY试验模拟效果最优,其他两组试验稍差。说明每5 d更新一次初始场的积分方式能够最好地描述东海区风场。每10 d更新一次初始场比起1 a连续积分模拟效果并无优势,连续长期积分模拟虽会导致系统误差累积,但定期更新初始场的方法并不一定能有效改善东海区风场的模拟效果。对于加入谱逼近方案的3种积分方式模拟的风场,每10 d更新一次初始场的试验对加入谱逼近方案响应最为明显。但就总体试验效果,5DAYS试验模拟效果仍然是最好的。加入谱逼近方案使得1 a连续积分这种积分方式模拟效果变差。由此说明,加入谱逼近方案后,采用5 d更新一次初始场的方式驱动,每次积分时间较短,初始场的作用还较强,故其改善效果不如10 d更新一次初始场;对于1 a连续积分,谱逼近方案使得初始场的改变导致了连续积分的误差积累增大。

    • >技术报告
    • 济南地区大气可降水量三种观测反演资料的对比分析

      2017, 37(2):83-89. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.010

      摘要 (947) HTML (204) PDF 1.22 M (714) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气可降水量在研究大气辐射和吸收,以及全球的热量输送,尤其是暴雨的预报预测等方面都发挥着重要作用。应用2015年章丘站GPS/MET、微波辐射计和L波段探空3种设备反演的大气可降水量数据,比较了三者之间的偏差特征。结果表明:GPS/MET、微波辐射计和L波段探空3种设备反演的大气可降水量变化趋势一致,但也存在明显的系统偏差,量值从大到小分别是GPS/MET、微波辐射计、L波段探空。三者之间的偏差在春夏秋冬四季的差值都较为稳定;GPS/MET比微波辐射计偏大4.5 mm左右,不会因为季节的改变而明显地增大或减小。但标准差最大是夏季,其次是秋季,冬季最小。由于12:00 UTC水汽含量大于00:00 UTC,造成3种探测手段反演的大气可降水量在12:00 UTC的标准差几乎总是大于00:00 UTC,而相对偏差小于等于00:00 UTC。

    • ASCAT近岸风在山东沿海的适用性分析

      2017, 37(2):90-95. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.011

      摘要 (1454) HTML (200) PDF 950.28 K (876) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用2013年1月—2014年12月山东近海的8个浮标站、海岛站和自动站资料与ASCAT近岸风速和风向进行对比,以分析ASCAT反演风场在山东沿海的适用性。研究发现:总体上看,ASCAT近岸风速与代表站实况风速正相关,ASCAT近岸风速在山东沿海误差较小,风向有明显的偏离。ASCAT近岸风在渤海、渤海海峡和黄海北部的适用性优于黄海中部。风力不同时,ASCAT近岸风速与实况偏差有明显差别,表现为当实况出现6级及以上的大风,ASCAT近岸风速小于实况;当实况出现6级以下的风,ASCAT近岸风速大于实况。就ASCAT风速偏差而言,6级以下的风速偏差小于6级及以上风。ASCAT近岸风向与实况偏差也有明显差别,当实况出现6级及以上的大风,ASCAT近岸风向与实况的偏离变小;当实况出现6级以下的风,ASCAT近岸风向与实况的偏离变大。因此,ASCAT近岸风速在山东沿海有较好的适用性,6级以下风更优;ASCAT近岸风向也有一定的适用性,6级及以上风向可用性比6级以下强。

    • 2015年8月3日山东西北部暴雨过程的中尺度特征分析

      2017, 37(2):96-101. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.012

      摘要 (1317) HTML (211) PDF 3.62 M (838) 评论 (0) 收藏

      摘要:2015年8月3日山东西北部出现一次对流性暴雨过程,中尺度特征明显。利用常规和非常规观测资料对该过程的中尺度环境场、对流系统的触发演变及大暴雨的落区进行分析。结果表明:这是一次典型的低槽冷锋暴雨过程。在高层辐散、中层北涡南槽、低层切变线和低空急流的天气背景下,较大的大气可降水量、大的低层比湿、中低层深厚的湿层和暖云层及大的对流有效位能为暴雨的发生提供了有利的环境条件。暴雨由暖区对流和冷锋对流共同造成,暖区对流在地面露点温度大值区内和低层湿舌的南边缘由地面辐合线触发生成,其在聊城形成列车效应,产生大暴雨。地面冷锋侵入低压后暖区对流带与冷锋对流带合并为一条强对流带,且逐渐转向偏东方向移动,列车效应减弱。强对流带后部形成弓形回波,产生地面大风。本次强降水符合热带强降水型特点。强对流带在卫星云图上表现为一个扁平状的中尺度对流系统,小时雨强50 mm以上的区域对应卫星云图上TBB小于-70 ℃的区域。

    • 泰山CD与济南SA天气雷达探测强冰雹风暴参数对比分析

      2017, 37(2):102-108. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.02.013

      摘要 (1176) HTML (248) PDF 2.67 M (894) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用泰山CD雷达和济南SA雷达探测资料,对2016年6月13—14日和9月11日4个长寿命强冰雹风暴参数进行了对比分析。结果表明,4个强冰雹风暴成熟阶段济南SA雷达探测到的DBZM值都在60 dBZ以上,C-VIL值基本在50 kg·m-2以上,TOP值基本在9 km以上, 0613平阴风暴和0614章丘风暴不仅持续时间相差不多,而且DBZM、C-VIL、TOP值基本相近,DBZM基本在 64 dBZ以上,最大达到70 dBZ,C-VIL基本在60 kg·m-2以上,最大在80 kg·m-2左右,TOP值基本在10~5 km以上;SA雷达和CD雷达监测到的风暴参数有明显差异,SA雷达观测到的强风暴DBZM、C-VIL和TOP值明显大于CD雷达观测到的值,特别是DBZM和C-VIL在风暴强盛阶段差异更加明显,风暴强盛阶段, SA和CD雷达观测到的0613阳谷风暴、0613平阴风暴、0614章丘风暴和0911高青风暴的DBZM平均差值分别为10 dBZ、10 dBZ、9 dBZ和7 dBZ,C-VIL平均差值分别为30 kg·m-2、28 kg·m-2、29 kg·m-2和28 kg·m-2。造成强风暴参数差异性的主要因素是大的粒子或者强降雨对CD雷达电磁波强烈衰减,同时泰山CD雷达的地理环境和观测模式也是原因之一。

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