薄分子云湍流结构函数的倾角改正及其应用          下载免费PDF全文

钱磊 《天文学报》2021,62(1):7-87

通过结构函数可以测量湍流的能量级联速率.在实际观测中,无法测量分子云中气体的3维速度,这使得其湍流结构函数难以测量.对垂直于视线方向的薄分子云的情形,结构函数Stt2可以通过云核速度弥散(core velocity dispersion,CVD)进行测量,CVD2=1/2Stt2.对此进行推广,对于不垂直于视线方向的薄分子云,CVD2=1/2Stt2(1-1/8cos2θ)R2/3,其中,θ是视线方向与投影方向的夹角,平均投影距离与3维距离之比R可以用第2类椭圆积分E(k,φ)表示为R=2/πE(cosθ,π/2).  相似文献   

京津冀夏季强降水下冰云宏微观特征          下载免费PDF全文

郑倩  郑有飞  王立稳  李特  林彤  杜傢义 《干旱区地理》2019,42(1):67-76

根据Aqua MODIS 2级云产品和Cloudsat的2级产品资料，结合降水数据和MODIS L1B级辐射率数据，对发生在京津冀地区夏季的三次强降水过程中冰云的宏微观物理量的特征进行分析，并探究这些物理量和降水强度的关系。结果表明：在水平分布中，强降水过程中降水强度高值区内云相为冰云，冰云云顶高度在8~17 km，冰云粒子有效半径、冰云光学厚度、冰水路径分别最高可达60 μm、 150、 5 000 g?m^-2；冰云光学厚度、冰水路径、冰云云顶高度随降水强度增大而增大。在垂直分布中，冰云主要分布在3.5 km以上，发生强降水站点的冰云为深对流云，冰云粒子有效半径、冰水含量、冰云粒子数浓度分别最高可达150 μm、 3 000 mg?m^-3 、 500 L^-1；冰云粒子有效半径高值区存在于云层中下部，且随高度上升而减小，冰云粒子数浓度高值区存在于云层中上部，且随高度上升而增加，冰水含量高值区则存在于云层中部；冰云粒子有效半径、冰水含量、冰云粒子数浓度在9 km以上随降水强度增大而增大。  相似文献   

基于随机森林的光子计数激光雷达点云滤波     

陈博伟  庞勇  李增元  卢昊  梁晓军 《地球信息科学学报》2019,21(6):898-906

新一代星载激光雷达卫星ICESat-2首次采用了微脉冲光子计数激光雷达技术,由于单光子探测的灵敏性导致数据在大气和地表下层产生了大量噪声,因此对光子计数激光雷达点云数据实现信号和噪声的分离是开展进一步应用研究的前提和基础。本文选择美国俄勒冈州和弗吉尼亚州2个研究区,采用MATLAS数据,根据光子点云数据的特点构造了12个光子点云特征,对所构造的特征利用随机森林进行变量筛选,用机器学习方法对光子点云进行分类,并将建立好的模型推广到整个研究区。研究结果表明,本文构建的分类器分类总精度达到了96.79%,Kappa系数为0.94,平均生产者精度和用户精度分别为97.1%和96.8%。在相对弱噪声、平坦地形区域和强噪声、复杂地形区域都取得较好的分类结果。本文结果显示了基于少量样本通过机器学习的方法构建模型,可以推广到较大范围区域的光子点云分类应用中。  相似文献   

The isotopic signature of monsoon conditions,cloud modes,and rainfall type          下载免费PDF全文

Costijn Zwart  Niels C. Munksgaard  Alain Protat  Naoyuki Kurita  Dionisia Lambrinidis  Michael I. Bird 《水文研究》2018,32(15):2296-2303

This work provides a comprehensive physically based framework for the interpretation of the north Australian rainfall stable isotope record (δ¹⁸O and δ²H). Until now, interpretations mainly relied on statistical relationships between rainfall amount and isotopic values on monthly timescales. Here, we use multiseason daily rainfall stable isotope and high resolution (10 min) ground‐based C‐band polarimetric radar data and show that the five weather types (monsoon regimes) that constitute the Australian wet season each have a characteristic isotope ratio. The data suggest that this is not only due to changes in regional rainfall amount during these regimes but, more importantly, is due to different rain and cloud types that are associated with the large scale circulation regimes. Negative (positive) isotope anomalies occurred when stratiform rainfall fractions were large (small) and the horizontal extent of raining areas were largest (smallest). Intense, yet isolated, convective conditions were associated with enriched isotope values whereas more depleted isotope values were observed when convection was widespread but less intense. This means that isotopic proxy records may record the frequency of which these typical wet season regimes occur. Positive anomalies in paleoclimatic records are most likely associated with periods where continental convection dominates and convection is sea‐breeze forced. Negative anomalies may be interpreted as periods when the monsoon trough is active, convection is of the oceanic type, less electric, and stratiform areas are wide spread. This connection between variability of rainfall isotope anomalies and the intrinsic properties of convection and its large‐scale environment has important implications for all fields of research that use rainfall stable isotopes.  相似文献   

基于CALIPSO卫星产品的中国区域异质核化冰云比例差异          下载免费PDF全文

范学伟  郑有飞  王立稳  陈纹锋 《干旱区地理》2020,43(5):1210-1219

利用 2012 年 1 月 ~ 2015 年 12 月 CALIPSO 冰云 3 级月平均产品（CAL_LID_L3_Ice_ Cloud） 对中国区域异质核化冰云比例进行分析，研究冰云的比例分布与季节变化特征，探究中国区域冰 云分布情况和影响冰云分布的因素。结果表明：中国南北部冰云的比例差异与地面 2 m 温度、地表 长波净辐射通量和来自地面的冰核有关。-40 ~ 0 ℃之间的冰云比例水平分布，中国大陆北部比中 国大陆南部高约 30%，季节性变化规律明显，冬季南北差异大，夏季南北差异小；云箱温度在-30 ~ 10 ℃之间的冰云，中国大陆北部比例比大陆南部平均高出约 5%，春季、秋季、冬季北部冰云比例 均高于南部，夏季温度在-8 ℃以下，南部的冰云比例超过了北部的冰云比例；在对流层（10 km 以 下），冰云比例分布中国大陆北部比南部高，南北部之间冰云比例差异在 6 km 左右显示出峰值，约 50%，四季冰云比例随高度增加均呈现增大的趋势，且北部冰云比例均高于南部。  相似文献   

空地技术结合地形图测图方法研究     

方秋生  王宵雷  刘如飞  马新江 《测绘与空间地理信息》2020,(3):37-40

车载移动测量系统可以快速、高精度地对测区进行三维激光扫描,但是因地物遮挡、视角限制,使得点云数据存在缺失;无人机航测具有高效率、高灵活性和低成本等优势,但是稳定性差,受天气影像严重,易导致影像不清晰或精度低。无人机航测技术可以弥补车载移动测量技术的采集盲区,后者可以发挥高精度的优点,二者技术联合应用,将极大提高测绘精度及生产效率。本文以某小区为例,进行了相关方法实验,对建筑物顶部或植被茂密处等扫描盲区,采用无人机航测补测,通过高精度激光点云对航摄影像进行纠正匹配,综合利用激光点云与航摄影像进行大比例尺测图。  相似文献   

一次层状云降雨过程多源遥感特征参量演变分析     

杨文霞  范皓  杨洋  赵利伟 《气象》2019,45(9):1278-1287

利用河北省邢台市皇寺国家观测站布设的Ka波段云雷达、微波辐射计和微雨雷达以及地面雨量计等观测资料,对2017年5月3日一次西南涡天气过程的降水云系进行了综合分析,结果表明:本次降水过程为稳定性层状云过程,云内粒子下落速度由高空向地面逐渐增大,第一轮降水出现在云的发展阶段,第二轮降水出现在云的成熟阶段,每次降水开始前云内的相对湿度、水汽含量、液态水含量和温度曲线同时出现跃增和峰值,各指标在降水结束后出现较明显下降,之后得到恢复,出现第二三次峰值并产生降水;利用微波辐射计资料在时间和空间上连续反演计算云中水汽压和冰面饱和水汽压差值场("e—E_i"差值场),当云中过冷水和过冷水汽大值区与"e—E_i"差值场的正值区重合时,冷云中贝吉龙过程较强,有利于精细化定量判断强降水出现和人工增雨潜力区位置,综合以上遥感探测资料分析结果,可以认为本次天气过程有利的人工增雨作业时机出现两次,第一次在13:45降水刚刚开始至云顶下降到6 km前;第二次时间较长,云层条件更为有利,即17:40—21:15云顶高度维持在8~10 km的时段;作业适宜高度为4~8 km(-20~0℃)。  相似文献   

华山云海的变化特征以及与气象要素的关系     

曹慧萍  达勇  乔舒婷  于进江  沈姣姣  马磊 《气象科学》2019,39(5):698-703

用华山气象站1985—2014年气象要素资料,分析近30 a华山云海的变化及云海与降水、相对湿度、风速的关系。结果表明,华山年平均云海日为26.27 d,最多年份72 d,最少年份仅3 d;面积200 km~2云海年平均日数24.23 d;面积≥200 km~2云海平均日数2.87 d,最多有20 d (1985、1994年),最少有2 d(1997年),1997年后再没有面积≥200 km~2的云海出现。云海的出现呈逐年下降的趋势,年际差异明显。秋季云海出现日数最多(平均云海日数8.13 d),冬季最少(平均4.60 d);各月的云海日数8月最多,5月最少。面积≥200 km~2云海冬季出现日数最多,夏季最少;11月出现最多,3、12月次之,5月最少。面积≥200 km~2云海出现的前一天或当天一般都有降水,两天中至少有一天出现降水的几率是84.30%;平均相对湿度≥70%时,较易形成云海;云海日出现时常伴有风,但总体风速不大,通常≤10.0 m·s~(-1),利于云海的形成保持。  相似文献   

2008年1月贵州冻雨的数值模拟和层结结构分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

张昕  高守亭  王瑾 《高原气象》2015,34(2):368-377

针对2008年初发生在贵州地区的严重冻雨过程,分别从环流背景、低空急流和水汽输送条件等方面分析了准静止锋维持的原因,并选取本次灾害最严重的第3次过程为典型个例,利用WRF模式针对准静止锋影响下的贵州冻雨进行数值模拟来研究冻雨的发生机制。模拟结果较好地反映出高低空环流形势场特征,强雨雪降水带的走向、落区,以及地面温度的分布,均与观测基本吻合。通过分析高分辨率模式的模拟结果,揭示了准静止锋上贵州地区冻雨的层结结构特征及云物质在冻雨区的分布特征。研究结果表明,贵州中部的冻雨区除一般的三层结构(包含冰晶层、暖层和冷层)外,还具有典型的两层结构特征,即:高空的固体降水粒子稀少,900~600 h Pa深厚的逆温层和0℃以上的暖层使中低空存在大量液态粒子,下落的液滴经过近地面的浅薄冷层,形成大量过冷却雨滴,而后降落至地面迅速冻结。  相似文献   

Deep convective clouds over the northern Pacific and their relationship with oceanic cyclones     

Mingjian Yi  Yunfei Fu  Peng Liu  Zhixia Zheng 《大气科学进展》2015,32(6):821-830

Based on combined Cloud Sat/CALIPSO detections, the seasonal occurrence of deep convective clouds(DCCs) over the midlatitude North Pacific(NP) and cyclonic activity in winter were compared. In winter, DCCs are more frequent over the central NP, from approximately 30°N to 45°N, than over other regions. The high frequencies are roughly equal to those occurring in this region in summer. Most of these DCCs have cloud tops above a 12 km altitude, and the highest top is approximately 15 km. These wintertime marine DCCs commonly occur during surface circulation conditions of low pressure, high temperature, strong meridional wind, and high relative humidity. Further, the maximum probability of DCCs,according to the high correlation coefficient, was found in the region 10°–20° east and 5°–10° south of the center of the cyclones. The potential relationship between DCCs and cyclones regarding their relative locations and circulation conditions was also identified by a case study. Deep clouds were generated in the warm conveyor belt by strong updrafts from baroclinic flows. The updrafts intensified when latent heat was released during the adjustment of the cyclone circulation current. This indicates that the dynamics of cyclones are the primary energy source for DCCs over the NP in winter.  相似文献