一次天津地区暴雨过程的中小尺度分析

用NCEP再分析资料、雷达资料以及地面自动站每小时资料对2005年6月28-29日发生在天津地区的局地暴雨天气进行诊断分析,研究结果表明:高低空急流耦合是暴雨发生发展的有利背景,由天津市西南方向移来的中尺度系统与市区地面中尺度辐合线共同作用是产生这次局地暴雨天气的直接触发机制。天津市区的局地条件在这次局地降水的过程中起到了相当重要的作用。     

一次罕见的致灾飑线天气雷达回波分析

使用MICAPS资料、江西强天气监测数据、江西WebGIS雷达拼图数据和江西自动站等数据,采用数据统计、形态分析、个例对比等方法,对2019年3月21日江西上饶强飑线过程进行分析。结果表明:1)飑线是在低层暖湿、中层干冷,不稳定的大气层结以及江南暖倒槽发展、地面中尺度辐合线、低层切变线、急流共同作用下产生的,前期属于槽前暖平流强迫类强对流,后期冷锋强迫抬升转为斜压锋生类强对流;2)对流回波带发展成弓状回波结构后,回波强度CR可达60～70 dBz,弓状回波带中段前沿向前突出,移动速度达到110 km/h,带来雷暴大风、冰雹、强雷电和短时强降水等强对流天气;3)对流风暴前端大的回波梯度、快速移动的弓状回波,以及明显的悬垂结构、强的VIL都是容易造成雷暴大风、冰雹和短时强降水的雷达回波典型特征。     

秦岭近邻地区秋季暴雨的天气动力学分析

对2005年10月1-2日秦岭近邻地区连阴雨中的暴雨天气的成因进行分析,结果表明：暴雨发生在500hPa东亚稳定的东高低环流形势下;低空西南急流为雨区提供了大量热量、动量及水汽,而高、低空急流的次级环流以及锋面次级环流之间的耦合加大了低层辐合和高层辐散,使暴雨区产生了强烈上升运动,为产生暴雨的中-α尺度系统形成提供了有利的大尺度环流背景场,秦巴山区复杂地形对产生暴雨中-α尺度的形成和发展也有一定的激发作用;螺旋度强度变化对暴雨发生发展有一定的指示意义。暴雨发生前对流中底层有较大螺旋度值,且呈下正上负的垂直结构,暴雨一般发生在对流层低层螺旆度正值中心的前方．     

一次影响靖安的飑线天气过程分析

使用地面自动站观测资料、常规气象资料、FY-2G逐小时红外卫星云图、多普勒雷达拼图资料等,采用天气学诊断分析、中尺度分析、形态分析等方法,对2018年3月15日影响靖安的一次飑线天气过程进行分析。结果表明:1)飑线上的强单体回波造成靖安县国家站18:14出现了极大风速18. 1 m/s的雷暴大风,18:24-18:50出现了冰雹,冰雹最大直径30 mm,18:00-19:00出现了1 h 42. 4 mm的短时强降水并伴有强雷电。飑线过境时,伴有由2个≥10 mm/10min超短时强降水组成,风向突变,风速加大并出现雷暴大风,气压上升,相对湿度上升,气温迟后几分钟快速下降。2) 500 h Pa阶梯槽向东发展移动,呈前顷结构,利于热力和动力不稳定增长;较强的西南暖湿气流,低层湿舌向东北伸展,NE-SW走向的地面辐合线有利于飑线生成、维持和发展。逆温层积累了大量不稳定能量,零度层高度3 409 m,-20℃层高度6 615 m,非常有利于冰雹的生成。3)飑线单体排列趋向紧密,回波强度达到60～65 d Bz,中部向南弯曲,弯曲段回波单体强度达70 d Bz。飑线回波带的特征主要有两点:一是由多个单体回波紧密排列成带状的回波带或短带形式;二是回波带上强回波单体或超级单体结构。     

一次多单体风暴和弓形回波过程的多普勒雷达探测特征研究

2006年5月8-9日,受中低层切变线和地面低压倒槽影响,浙江省西部及中北部地区出现了大范围的暴雨和地面大风天气。根据宁波和温州2部WSR-88D天气雷达提供的产品分析发现,8日08时至9日13时的大暴雨过程主要表现为3次多单体风暴的生成、发展加强和减弱消亡过程;9日16时至23时浙中地区自西向东出现的短时暴雨和地面大风天气是一次典型的弓形回波过境影响过程。     

滇东北一次暴雪天气过程个例分析

利用常规观测资料和多普勒雷达回波资料,综合分析了2008年1月31日发生在滇东北的一次暴雪天气过程.结果表明:过程前期500 hPa南支槽加深东移,槽前西南急流把孟加拉湾的水汽源源不断地向高纬度输送,为暴雪区提供了充足的水汽条件.阻高崩溃横槽转竖引导槽后冷空气南下,准静止锋补充加强,叠加在低层西南暖湿气流上空,触发了不稳定能量的释放.Ω型能量系统的建立和维持为强降雪的发生提供了足够的能量条件,强降雪发生在下游低能舌内.径向速度图上低层零速度带在0.38 km高度间隔内出现180°的顺转说明对流层低层存在强暖切变.西南方和东北方大片速度模糊区的出现反映了强西南急流的存在,西南急流的建立、维持和减弱时间与降雪强度的变化有较好的对应关系.强暖平流的存在和对流层低层1.0~1.2 km高度强垂直风切变的长时间维持为强降雪的产生提供了充足的动力条件.     

运城市一次致灾飑线的雷达回波分析

本文应用天气图,数值预报产品和遥感资料,并重点应用运城市周围的临汾CINAR-CC雷达、河南三门峡CINAR-SB雷达,实时获取两部新一代天气雷达的基本产品和导出产品,分析了2006年5月26日影响山西南部的一次强飑线过程,揭示了山脉地形及中尺度辐舍线在飑线的组织化、加强、维持过程中的重要作用,以及小尺度气旋的发生、发展与强风暴单体的紧密关系．掌握这些有助于今后的监测及临近预报,并为地面灾害性大风、冰雹等该类天气过程的认识、预报提供诊断依据,提前发布强对流天气预警．     

2013年初夏河南一次区域性暴雨天气过程的分析

利用常规资料和NCEP再分析资料,对2013年5月25—26日河南省区域性暴雨过程的环流形势、水汽条件和垂直螺旋度进行了分析,结果发现:西南涡沿切变线移出是暴雨形成的诱因,中低层低涡与涡前持续的低空急流为暴雨的产生提供有利的大尺度天气背景条件.700 hPa水汽通量变化对强降水落区有一定的指示作用,暴雨区一般位于水汽通量大值中心附近和前端等值线梯度密集带内;水汽通量辐合增强增厚降水增强.强降水多位于垂直螺旋度正大值中心附近和长轴两侧.     

华东地区一次飑线过程的地闪演变特征

为深入了解飑线的触发机制和其地闪活动演变特征,本文利用全国地闪定位资料、常规气象观测资料、雷达资料,分析了发生在安徽和江苏地区的一次飑线过程的天气背景、地闪时空分布特征及其与雷达回波之间的关系。结果表明,飑线的发生依赖于"下湿上干"的不稳定大气层结,低层的辐射逆温层加剧了不稳定能量的积累,槽前高低空急流和副热带高压带来了充足的水汽和热量,同时低涡和切变线提供动力条件。此次飑线过程中,负地闪占主导,一般集中于45~55 d BZ的强回波区,而正地闪更容易发生于强对流中心外围30~45 d BZ的次强回波区内,负地闪和正地闪的频数演变特征在飑线成熟阶段基本一致,但正地闪在对流云体减弱时却显得相对活跃。地闪活动集中于回波顶高8~14 km且40 d BZ回波顶高突破了0℃层结高度尤其是突破了-10℃的区域。随着对流系统的减弱负地闪的发生位置更加趋近于强回波中心,而正地闪主要分布于回波单体之间的过渡区,对单体的对流强度要求较负地闪要低。     

一种新的多普勒天气雷达回波数据无损压缩

为了解决多普勒天气雷达回波数据传输的实时性以及数据存储的有效性问题,提出了一种基于阶梯量化的多普勒天气雷达回波数据无损压缩新算法。针对天气雷达回波数据的特点,首先对天气雷达回波数据进行预处理,即将雷达回波数据进行格式转换;其次提出了一种阶梯量化方法,并采用MED预测进一步去除数据中的相关性;最后对量化和预测后的回波数据采用LZW编码以实现无损压缩。实验结果表明,新方法较其他方法大幅提高了回波数据的无损压缩倍数,可实现对多普勒天气雷达回波数据的有效压缩。     

双偏振多普勒天气雷达监测雷电的分析

为了更有效开展雷电的实时监测和预警,利用S波段双线偏振多普勒天气雷达回波资料和闪电定位仪数据,对2009年7月初发生在江苏的一次雷暴天气过程进行了分析。在有闪电的回波区,闪电频次峰值出现在水平反射率因子42dBZ处,集中在34~46dBZ之间;闪电频次峰值出现在差分反射率因子ZDR的0.4dB处,主要集中在-0.4~1.4dB;闪电频次峰值出现在差分传播相位常数KDP的1°/km处,集中在0~2°/km附近;闪电频次峰值出现在相关系数ρhv的0.98处,集中在0.96以上。而无闪电回波的偏振参量都明显小于发生闪电回波的值。通过对雷暴回波单体偏振参量随时间变化的分析,发现偏振参量和闪电频次之间有较好的一致性。随着闪电的发生和频次的增加,回波单体的反射率因子ZH、差分反射率因子ZDR、差分传播相位常数KDP都有不同程度的逐步增加。最大时ZH达47dBZ、ZDR达到2dB以上、KDP达到2.5°/km。     

Regional Prediction of Impending Debris Flow Based on Doppler Weather Radar

Debris flow prediction is one of the important means to reduce the loss caused by debris flow. This paper built a regional prediction model of impending debris flow based on regional environmental background （including topography, geology, land use, and etc.）, rainfall and debris flow data. A system of regional prediction of impending debris flow was set up on ArcGIS 9.0 platform according to the model. The system used forecast precipitation data of Doppler weather radar and observational precipitation data as its input data. It could provide a prediction about the possibility of debris flow one to three hours before it happened, and was put into use in Liangshan Meteorological Observatory in Sichuan province in the monsoon of 2006.     

某天气雷达站塔楼结构反应谱分析

运用通用有限元程序ANSYS对某天气雷达站塔楼结构进行了振型分解反应谱分析,通过计算得出了雷达站塔楼在地震反应谱作用下位移及内力,与工程计算软件SATWE的计算结果比较,从而验证了结构设计的可靠性。     

滇西北强对流灾害天气的多普勒雷达回波特征研究

 选取了2006年丽江多普勒天气雷达（CINRAD/CC）投入使用以来观测到的59次强对流灾害天气过程的雷达资料,重点分析了造成短时暴雨和冰雹的雷达各产品特征,初步得出：①触发丽江强对流天气的环境风场;②强回波在雷达速度场中切变类型、分布特征及其与强对流天气的相关关系;③丽江强对流天气初生阶段和旺盛阶段雷达反射率因子形状场、数值场、高度场、垂直累积液态水等指标的特征及其预警临界值;④灾害天气从初生阶段至旺盛阶段回波发展的时间间隔特征.通过分析丰富了丽江周边短时暴雨和冰雹的探测方法,得出部分多普勒雷达研究指标,对滇西北开展灾害性强对流天气的预警预报具有一定的指导作用.     

某天气雷达站塔楼结构时程分析

运用通用有限元程序ANSYS对某天气雷达站塔楼结构进行了自振特性分析及地震载荷作用下的时程分析,通过计算得出了雷达站塔楼的前20阶频率、振型,并进一步计算了在地震作用下时程分析的位移及内力,结果表明该结构具有很大的抗侧刚度,且沿高度分布均匀,自振频率满足结构使用要求,验证了结构设计的可靠性,为结构设计提供了可靠的参考数据．     

基于形态梯度变换和改进支持向量机的多普勒雷达天线机械故障诊断方法

提出了基于形态梯度变换和改进支持向量机的多普勒雷达天线机械故障诊断方法。首先基于数学形态梯度对雷达天线机械故障信号进行滤波,消除噪声因素的影响。然后,针对现有支持向量机投票策略在构造多类分类器的过程中存在的部分区域不可分的问题,提出基于Beta映射关系函数的贝叶斯优化投票策略支持向量机模型,建立基于Beta映射关系函数的贝叶斯先验分布和后验分布之间的联系,对后验分布进行精确的估计,实现对不可分区域数据的有效分类。通过对采集到的某型号多普勒雷达天线的轴承故障信号的有效分类,表明了本文所提方法的准确性。     

一种机载前视风切变雷达的信号分析及仿真

机载前视风切变雷达是飞机进行风切变探测和预警的重要工具.为了设计一种可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器,利用快速傅立叶变换(FFT)法分析某型机载前视风切变雷达的回波信号,分别用频谱估计法和经典功率谱估计法两种方法估计了雷达回波信号的多普勒频移,比较两种方法的优劣,进而选择经典功率谱估计法计算出风场的径向风速分布.建立均一化静止对称的风场模型仿真了风切变雷达的回波信号,从而设计出可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器,可满足机载气象雷达航空部附件维护和维修时对便携性和灵活性的需求.     

波形对气象雷达探测的影响研究

对于雷达系统来说,发射波形决定了雷达系统的信号处理方式,因此发射的波形对于雷达系统来说十分重要。常规的气象雷达波形单一,在气象探测中存在不足;基于这个问题,从改变气象雷达波形的角度出发,研究波形对气象雷达探测的影响。分别从脉冲压缩后主旁瓣比、波形对雨量的衰减程度以及多普勒效应方面对三种波形进行仿真和分析,得出当降雨强度为中雨以上和小雨时分别采用线性调频波形信号和13位巴克码波形信号进行探测较为理想,当降雨强度在短时间内变化较大时则采用组合波形信号探测较为合适。     

气象因素影响下的雷达作用距离预测

大气环境对电磁波的吸收衰减作用使雷达的作用距离减小，大气异常折射现象使雷达的作用距离增大或减小．为此重点研究了气象要素特别是异常折射对雷达作用距离的影响，从分析异常折射产生的原因和规律人手，提出了气象要素的观测和雷达作用距离的预测方法．该方法对雷达在航海及军事上的应用具有重要意义．