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利用L波段风廓线雷达资料,对北京2014年10月7-10日持续性雾霾天气过程的机理进行了研究,结果表明:低空偏南气流对雾霾的维持和发展有明显影响,当偏南风速大于8m/s时对大气扩散能力有一定改善作用,会抑制PM2.5浓度的持续增加;中低空弱冷空气扰动的下传高度决定了对污染物浓度的影响,当扰动不能到达近地层时,对污染物浓度影响较为微弱;雾霾维持阶段,近地层信噪比强度一般为10~35dB,可反映雾霾层的厚度;折射率结构常数可用于判断大气边界层高度变化情况,在热力湍流和污染物粒子散射作用下,白天边界层折射率结构常数可比夜间增大约3个量级。 相似文献
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将射频波段大气湍流模型的精细结构模式转换到激光波段,计算结果表明:湍流常数的量级和高度变化趋势与我们对已有的了解是一致的,但是它随气象条件的变化很大 ,其起伏可以达到数个量级. 相似文献
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本文给出了一种利用常规气象资料计算大气折射率湍流结构常数Cn~2的方法。计算结果表明:计算方案是合理的,结果的空间变化特点与目前国际上多部雷达得到的结果相似,这种方案对局地均匀、各向同性条件下充分发展的处于惯性子区内的湍流不失为一种估算大气折射率湍流结构常数的有效方法。 相似文献
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将射频波段大气湍流模型的精细结构模式转换到激光波段,计算结果表明：湍流常数的量级和高度变化趋势与我们对已有的了解是一致的,但是它随气象条件的变化很大,其起伏可以达到数个量级。 相似文献
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本文讨论了大气微波辐射起伏的机制。推导出利用大气氧气微波辐射起伏统计特征,探测大气温度结构常数分布与风分布的遥感方程。对遥感方程核函数的基本性质进行了讨论。 相似文献
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根据最优化规划理论,提出利用激光在湍流大气中的闪烁效应遥感大气折射率结构常数及风速分布的一种设想。进行了平面波传播反演大气参数的数值试验;讨论了利用球面波传播遥感大气参数分布的可能性。 相似文献
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晴空回波有助于认识大气的风温湿结构,双偏振多普勒天气雷达为探测晴空大气提供了丰富信息。本文以2015年夏季南京信息工程大学C波段双偏振雷达探测的晴空回波为例,结合探空资料分析大气风温湿结构及晴空回波的影响因素,分析了晴空大气的反射率因子Z、径向速度Vr以及差分反射率因子ZDR回波特征。研究表明:大气温、压、湿梯度造成折射指数分布不均以及背景风场引起的湍流增强,均可造成晴空回波,其回波机理为湍流散射;差分反射率因子受到多普勒效应的影响;在风场及大气湍团干湿特性不同的情况下,晴空回波的差分反射率因子呈现不同的特征。研究结果有益于深入认识大气风温湿结构特征对雷达电磁波的散射的影响以及雷达资料质量控制。 相似文献
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利用风廓线雷达资料对广州地区边界层日变化特征的分析研究 总被引：6，自引：2，他引：4
利用2010年11—12月亚运会期间设在广州五山站的车载式边界层风廓线雷达资料,对广州地区晴天条件下的边界层日变化特征进行分析。结论表明:（1） 折射率结构常数具有明显的日变化特征。夜间,受大气层结的抑制作用,湍流强度较弱,折射率结构常数的观测值约为10-17～10-18 m-2/3;白天,湍流在热力作用和动力作用的共同影响下,从底层大气向自由大气发展,观测值比夜间可增大两个量级,且在边界层顶部有较大阶跃。（2） 利用风廓线雷达谱宽资料可算出湍流耗散率,作为一种新的风廓线雷达二次产品,该参数对湍流的描述更为准确和细致。在晴天条件下,广州地区边界层顶从08时开始迅速上升,11时前后达到1 300 m左右,在日落前基本维持这个高度不变。 相似文献
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1999年梅雨锋系结构特征的模拟诊断 总被引：2，自引：0，他引：2
通过中尺度模式MM5对1999年江淮流域一次梅雨锋暴雨过程的数值模拟,利用高分辨率模拟资料,诊断了江淮地区梅雨锋系的双锋结构特征及相应的大气相当位温、位温和湿度(比湿)分布特征.结果表明,大气位温梯度和湿度梯度均对江淮梅雨锋系双锋结构中相应的两个相当位温梯度大值带的存在有着重要贡献,而湿度梯度的贡献更大.进而从理论上推导了大气湿度梯度倾向方程,指出大气湿度梯度的变化与平流效应、散度效应、水平或垂直涡管(次级环流)效应以及水汽源汇的梯度有关;利用中尺度模拟资料对湿度梯度倾向方程的经向分量进行了简单的方程诊断,模拟时段平均的诊断分析表明,大气经向湿度梯度绝对值的变化主要同散度效应、与水平涡管相关的次级环流效应以及水汽源汇效应相关.由于水汽源汇是由与水汽相关的相变过程造成,与云物理过程的发展和演变直接相关,因此,大气湿度梯度的演变与云物理过程,并进而与云或降水系统的分布、发展和演变相关.梅雨锋系的存在为其附近暴雨中尺度系统的发展提供了有利的环境条件,起到一定的组织或控制作用;反过来,暴雨系统的发展、降水云系的发展和演变,又通过改变大气温、湿状况,对梅雨锋系产生影响. 相似文献
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基于湍流散射理论,运用边界层风廓线雷达 (WPR) 联合RASS (Radio Acoustic Sounding System), GPS/PWV (Global Position System/Precipitable Water Vapor) 进行全遥感系统的大气比湿廓线反演试验,并对影响因子进行分析。利用2011年8—9月云南大理综合探测试验数据的反演结果与探空数据进行比较分析,结果表明:WPR联合探空的温度廓线和起始边界比湿 (q0) 反演大气比湿廓线,与探空大气比湿廓线相比具有相同的变化趋势,标准差为0.84 g·kg-1,误差随高度增加呈递增趋势;WPR联合RASS, GPS/PWV数据反演大气比湿廓线,与探空大气比湿廓线的标准差为0.85 g·kg-1。参加反演的数据中,折射指数结构常数Cn2与谱宽σturb2对反演影响最大,反演算法中大气折射指数梯度M符号的判断对反演精度也有较大影响。 相似文献
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F. C. Medeiros Filho D. A. R. Jayasuriya R. S. Cole C. G. Helmis D. N. Asimakopoulos 《Meteorology and Atmospheric Physics》1988,39(3-4):197-202
Summary To investigate the effect of atmospheric turbulence on microwave communication links, temperature and water vapor pressure have been measured and radio refractivity has been computed, during different meteorological conditions, in the atmospheric boundary layer of an urban site. The cospectra between temperature (T) and water vapor pressure (e) have been found to be either negative over the whole range of frequencies, or the low-frequency end of the cospectrum is of opposite sign relative to higher frequency end. In both cases cospectra follow a–5/3 law in the inertial subrange, in agreement with the theoretical predictions. The coherence spectra clearly show that the temperature and humidity fluctuations are highly coherent within the inertial subrange under both convective and stable conditions. The relative contribution ofC
T
2
,C
eT
andC
e
2
to the real refractive index structure parameterC
n
2
is examined and discussed.With 4 Figures 相似文献
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Random fluctuations of turbulence bring random fluctuations of the refractive index, making the atmosphere a random fluctuation medium that destroys the coherence of light-waves. Research in atmospheric turbulence is actually the investigation of the atmospheric refractive index. The atmospheric structure constant of refractive index, Cn2, is an important parameter denoting atmospheric turbulence. In this paper, Cn2 is measured during the day and at night and in all four seasons using a high sensitivity micro-thermal meter QHTP-2. The vertical profile of Cn2 in Hefei (0–30 km) is investigated by the analysis of experimental data. The average profile of Cn2 in Hefei exhibits conspicuous day and night differences with increased altitude. The distribution of log(Cn2) is nearly normal and has conspicuous seasonal differences. 相似文献
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利用2018年1月至2019年12月河北省中南部地区的微波辐射计和探空数据，将两种探测设备取得的资料在时间和空间上进行点对点匹配，共筛选出187条晴空廓线、1176条云天廓线和12条毛毛雨天廓线，定量分析了各个高度层的晴天、云天和毛毛雨天气条件下两种大气探测设备的温度、相对湿度和水汽密度廓线的相关性及误差情况。结果表明：3种天气条件下的微波辐射计与无线电探空仪温度和水汽密度的相关性整体较好，地基微波辐射计观测的大气参数分布存在不同程度的差异，但是微波辐射计和探空的变化趋势一致性较好，并且无线电探空仪观测的大气参数和微波辐射计反演的温度、相对湿度和水汽密度相关性整体上均呈现低层大气优于高层大气，温度相关性最好，水汽密度次之，相对湿度最低。通过对比各个高度层的拟合程度，发现3.5 km以下的低层大气参数精度更可靠，对于需要间接计算的大气物理量，如K指数、有效位能、积分水汽含量等，使用低层数据计算的大气物理量精度会更好。本文开展的地基微波辐射计反演的大气物理参数与探空仪观测对比研究工作，对提高微波辐射计在大气物理和人工影响天气的探测精度方面具有参考意义。 相似文献
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This paper reviews the remote sensing of waves and turbulence in statically stable atmospheric layers, utilizing sodar and microwave radar echoes from the small-scale inhomogeneities in gaseous refractive index caused by localized fluctuations in temperature, humidity, and velocity. Scattering theory and sounding methodology are reviewed briefly, and the relative performance of typical radar and sodar systems compared. The main section of the paper takes the form of a summary and discussion of experimental progress since 1969, showing how the echo patterns obtained may be applied to the interpretation of multiple layering, gravity waves, internal fronts and the details of dynamic instability and the genesis of turbulence in stably stratified shear layers. In addition, methods for the measurement of the intensity of the small-scale ( /2) variability of wind, temperature and water vapor from the observed radar or sodar echo intensities, and the use of Doppler techniques for the measurement of mean velocity and turbulence are discussed.SODAR from SOund Detection And Ranging in analogy to RAdio Detection And Ranging. 相似文献
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The optical refractive index fluctuation has been determined from measurements of turbulent temperature and humidity fluctuations in the atmospheric surface layer over the ocean. Probability density, spectral density and even- and odd-order structure functions of the refractive index fluctuation are presented. The spectral density exhibits a significant -5/3 inertial subrange as a result of the existence of a -5/3 subrange in the spectra of temperature and humidity fluctuations and in the temperature-humidity co-spectrum. The behaviour in the inertial subrange of fourth- and sixth-order structure functions of the refractive index is in reasonable agreement with that predicted by the analysis of Antonia and Van Atta (1975, 1978). The third-order structure functions of the refractive index exhibit an approximately linear dependence on separation in the inertial subrange, in agreement with a ramp model for the large coherent structure of the motion. 相似文献
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利用中国气象局成都高原气象研究所建立的5个边界层站（湄潭、巴中、什邡、曲麻莱、狮泉河）2019年的观测资料，对比分析青藏高原及周边地区近地层大气要素变化和陆—气能量交换特征及异同点，探讨其原因。结果表明：（1）青藏高原及周边地区近地层大气温度、相对湿度、风速、感热通量、潜热通量、动量通量均符合一峰一谷的常规日变化特征，气压具有双峰双谷的日变化特征。（2）高海拔台站近地层温度日变幅（12℃）高于周边低海拔地区（4～6℃），季变幅与海拔高度的关系不显著。（3）相对湿度与温度关系密切，相对湿度的垂直结构和日变化都具有明显的区域差异，其垂直梯度夜间显著高于白天，峰值出现时间随夏、秋、春、冬季呈现季节性滞后，而谷值超前。（4）风速春季较大，夏、秋季次之，冬季小，季变幅略小于日变幅；低海拔区域的风速及其日变幅均显著低于高海拔区域。（5）低海拔区域气压季变幅（>13 hPa）远高于日变幅（2.5 hPa左右），而高海拔区域气压季变幅（>3 hPa）略低于日变幅（2 hPa左右）。（6）感热通量春季大、冬季小；感热通量和动量通量在高海拔区域均较高，二者具有较一致的日、季变化特征，表明大气动... 相似文献
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The Critical Richardson Number and Limits of Applicability of Local Similarity Theory in the Stable Boundary Layer 总被引：7，自引：7，他引：0
Andrey A. Grachev Edgar L Andreas Christopher W. Fairall Peter S. Guest P. Ola G. Persson 《Boundary-Layer Meteorology》2013,147(1):51-82
Measurements of atmospheric turbulence made over the Arctic pack ice during the Surface Heat Budget of the Arctic Ocean experiment (SHEBA) are used to determine the limits of applicability of Monin–Obukhov similarity theory (in the local scaling formulation) in the stable atmospheric boundary layer. Based on the spectral analysis of wind velocity and air temperature fluctuations, it is shown that, when both the gradient Richardson number, Ri, and the flux Richardson number, Rf, exceed a ‘critical value’ of about 0.20–0.25, the inertial subrange associated with the Richardson–Kolmogorov cascade dies out and vertical turbulent fluxes become small. Some small-scale turbulence survives even in this supercritical regime, but this is non-Kolmogorov turbulence, and it decays rapidly with further increasing stability. Similarity theory is based on the turbulent fluxes in the high-frequency part of the spectra that are associated with energy-containing/flux-carrying eddies. Spectral densities in this high-frequency band diminish as the Richardson–Kolmogorov energy cascade weakens; therefore, the applicability of local Monin–Obukhov similarity theory in stable conditions is limited by the inequalities Ri < Ri cr and Rf < Rf cr. However, it is found that Rf cr = 0.20–0.25 is a primary threshold for applicability. Applying this prerequisite shows that the data follow classical Monin–Obukhov local z-less predictions after the irrelevant cases (turbulence without the Richardson–Kolmogorov cascade) have been filtered out. 相似文献
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风廓线雷达对塔克拉玛干沙漠晴天边界层的探测分析 总被引：2，自引：0，他引：2
利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站2010年8和10月边界层风廓线雷达资料,分析了沙漠晴天边界层湍流、大气温度、水平风速风向以及垂直速度的发展演变特征和日变化规律。研究表明：（1）大气折射率结构常数（C_n~2）能较好地反映晴空湍流对电磁波的后向散射能力,可以详细刻画湍流发展旺盛区域的高度、强度及其演变特征;沙漠夏季白天湍流发展剧烈,旺盛区域顶部可达4000 m高度左右。（2）RASS系统对沙漠边界层大气温度的探测具有较好的可信度,其近地边界层温度符合一般的日变化规律,昼夜温差显著,白天高温维持时间长,升温过程相对滞后于近地表气温。（3）风廓线雷达对大气风场的探测结果与地面风速风向一致,沙漠晴天主要受东风和东北风控制,风速较小,平均在2.0～6.0 m·s~（-1）范围变化。（4）沙漠腹地大气垂直速度变化符合静力平衡理论,铅直方向运动很弱,一般在-1.0～1.0 m·s~（-1）范围波动。 相似文献
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搭载在中国新一代极轨卫星FY-3A上的微波湿度计对于大气湿度以及云雨分布特征具有较好的探测能力。利用其150 GHz极化波段亮温和183.31 GHz附近的水汽吸收波段亮温及其反演产品,对2008年7月22日襄樊特大暴雨中10：00—11：00强降水成因进行了分析。结果表明：襄樊10：00—11：00强降水产生时,微波湿度计5个波段亮温均处于低值区的大梯度带;极化比、极化差出现明显的大、小值分裂;微波湿度计的高频通道资料表明,襄樊处于深对流中心地带,正是这种深厚的对流系统导致了襄樊的强降水。 相似文献