对流参数

摘要： 利用探空资料、美国国家环境预报中心0.5°×0.5°逐6小时再分析资料、X波段双偏振雷达观测资料对小槽触发的雹暴过程进行诊断分析。针对其发生发展特征,提炼出具有代表性的预报指标阈值构建针对小槽触发的雹暴诊断方法。利用此方法对雹暴多发地黔西山区,小槽触发下3次雹暴过程进行诊断分析,验证诊断方法对各类小槽触发的雹暴过程的预报效果。结果表明:根据多个个例降雹前的环境条件特征,选取湿热力垂直螺旋度大于0.8×10^(-3) Pa·m^(3)·K·kg^(-1)·s^(-2)和水汽垂直螺旋度大于0.8×10^(-5) kg^(-1)·m^(3)·Pa·s^(-2)作为指标阈值,在雹暴发展初期可诊断出个例的降雹潜势;针对强风切变、单体合并过程将促进强雹暴发展的特性,利用热力切变平流参数绝对值大于3×10^(-8) K·Pa^(-1)·s^(-1)的大值中心区域与降雹地的对应关系和45 dBz回波顶高与0°C高度关系阈值,可诊断雹暴单体发展成强雹暴的可能性;利用以上方法对3个降雹过程诊断检验时,此方法能系统全面地诊断出降雹潜势和强雹暴过程。

摘要： 利用天津地基遥感(风廓线雷达和微波辐射计)数据及地面自动气象站数据构建地基遥感探空廓线系统(简称遥感探空廓线),旨在弥补常规探空层结信息时空密度不足,对2020—2021年5—9月遥感探空廓线反演结果进行模式检验,并从中选取10次强对流过程进行个例效果评估。结果表明:反演数据与欧洲中期天气预报中心再分析数据(ERA5)比湿的平均绝对偏差为1.06 g·kg^(-1),对流有效位能相关系数为0.84(达到0.01显著性水平)。10次强对流过程中强对流发生前临近时次常规探空对流有效位能平均值为322 J·kg^(-1),遥感探空廓线具有分钟级时间分辨率,能高时效性地跟踪大气状态的演变趋势,对流发生前8 h内对流有效位能平均峰值为1451.88 J·kg^(-1),与常规探空相比具备明显对流指征。研究表明:遥感探空廓线能动态描述热动力参数的配置及对流潜势的发展与释放过程,有利于提高短时临近预报的精细化水平。

摘要： 本文通过选取一些常用的对流参数,分析绵阳机场短期雷暴的发生与各对流参数气候特征间的关系,发现K指数、LI指数、SI指数、SWEAT指数、θsedif85、CAPE等在雷暴发生前有较好的指示作用,雷暴发生频率不但与单个对流参数变化密切相关,通过雷暴与多对流参数空间上的分析比较,能够更进一步发现雷暴发生与多对流因子的高关联性.本文还对雷暴发生前典型物理量场进行了合成分析.

摘要： 微波辐射计可获取高时间分辨率的大气层结信息,为探索其在短时强降水预报方面的应用潜力,利用微波辐射计仪器获得对流参数特征,提取对短时强降水敏感的对流参数作为预报因子,并利用叠套法建立短时强降水潜势预报.结果表明:液态水路径LWP、SI、LI、CAPE、KOI这5种参数可作为预报因子建立潜势预报,经验证后得出短时强降水的POD、CSI、FAR分别为53.85％、50.01％、12.49％;另外,研究利用LWP的标准偏差在短时强降水发生前明显增大的特征改进预报,POD和CSI分别提升至73.08％、63.33％,FAR虽然增加至17.39％,但增量仅有4.9％.改进后的短时强降水预报效果提升明显,这说明水汽参数LWP在短时强降水预报中有较强的指示意义.

摘要： 对广汉机场而言,雷暴发生频次具有较明显的季节性特点,主要集中在7、8月,多出现于早间和午后至傍晚时段.通过分析夏季有无雷暴发生时A、SI、K、ΔCAPE等对流参数的变化情况,有如下结论:各参数值的大小在夏季各月的表现不尽相同,由统计分析可知,当6月 A＞14,K＞35,7月 A＞13,K＞40,8月 A＞11,K＞40且 SI＜-1.5,ΔCAPE＞1 300,再有高空槽、西南涡等有利于雷暴产生的天气系统配合时,本场有大概率出现雷暴天气,须提前预报雷暴发生的时间,并及时向塔台指挥员汇报,做好航空气象预报、预警服务.

摘要： 本文通过选取一些常用的对流参数,分析绵阳机场短期雷暴的发生与各对流参数气候特征间的关系,发现K指数、LI指数、SI指数、SWEAT指数、θsedif85、CAPE等在雷暴发生前有较好的指示作用,雷暴发生频率不但与单个对流参数变化密切相关,通过雷暴与多对流参数空间上的分析比较,能够更进一步发现雷暴发生与多对流因子的高关联性。本文还对雷暴发生前典型物理量场进行了合成分析。

摘要： 本文主要利用MICAPS资料中高、低空实况、探空资料对2020年7月29日清晨广汉机场的一次雷暴过程做了相应的分析.1)通过分析7月28日20时不同高度层的环流形势可知,500 hPa广汉机场附近存在风向的切变;自850～700 hPa风向随高度顺转,说明对流层低层有暖平流存在;地面形成弱的气压梯度.根据探空资料可知,在4000 m高度附近有逆温层存在,这进一步有利于对流层低层不稳定能量的累积.2)验证了在广汉机场夏季7月,当A≥10,K≥39,SI≤-1.5,ΔCAPE≥1000时,在有利天气形势的配合下,本场极可能产生雷暴的结论.

摘要： 本文主要利用MICAPS资料中高、低空实况、探空资料对2020年7月29日清晨广汉机场的一次雷暴过程做了相应的分析。1)通过分析7月28日20时不同高度层的环流形势可知,500 hPa广汉机场附近存在风向的切变;自850~700 hPa风向随高度顺转,说明对流层低层有暖平流存在;地面形成弱的气压梯度。根据探空资料可知,在4 000 m高度附近有逆温层存在,这进一步有利于对流层低层不稳定能量的累积。2)验证了在广汉机场夏季7月,当A≥10,K≥39,SI≤-1.5,ΔCAPE≥1 000时,在有利天气形势的配合下,本场极可能产生雷暴的结论。

摘要： 利用2011-2020年6-8月全国2400个地面自动站观测的逐小时降水资料和常规观测,结合美国NCEP/NCAR 1°×1°的6 h间隔再分析资料,基于站点统计了冷涡背景下东北地区短时强降水的时空分布特征。然后着眼降水落区,基于冷涡位置、形状、发展阶段以及与热带系统的相互作用等将冷涡短时强降水分为西北气流型、纬向型、南涡型、副高型和经向型,并讨论了5类短时强降水的对流参数特征。结果表明:6月,冷涡短时强降水多由中涡造成,7月和8月主要由北涡引起。短时强降水主要发生在午后,17:00(北京时)达到峰值。冷涡短时强降水高频区位于辽宁,次高频区位于吉林中部、黑龙江中西部和东北部。不同类型的短时强降水,其降水落区在冷涡不同发展阶段有所差异。冷涡短时强降水发生在条件不稳定的大气中,西北气流型、纬向型和经向型短时强降水的850 hPa与500 hPa温差一般大于25°C;副高型和南涡型短时强降水的850 hPa与500 hPa温差一般小于24°C,但地面露点和可降水量明显比其他3类大。5类短时强降水的对流有效位能一般不超过1500 J·kg^(-1)。大多数情况下,副高型短时强降水发生在中等强度的垂直风切变环境中,其他4类发生在弱的垂直风切变环境中。

摘要： 利用2015-2017年6-8月的552个探空样本,结合唐山市气象局为中心、半径50 km范围内的闪电定位资料,应用动态聚类方法将唐山市区及周边的雷暴情况分为3类(分别记为1类、2类、3类),并应用雷达回波与闪电叠加资料验证了该分类的可靠性;用逐步选择法和逐步回归法探空样本中的对流参数进行筛选,将筛选出的与雷暴有密切关系的对流参数作为预报因子做主成分分析,给出预报因子与雷暴关系的相应解释,最后应用Bayes判别分析与Logistic回归判别雷暴潜势预报方法建立模型进行雷暴预报,得出预报方程,并在Logistic回归判别法中给出3类的预报概率,发现这2种方法对唐山市区雷暴的预报准确率都到达了70％以上,对唐山市区雷暴的预报有一定的参考作用.

摘要： 闽南地区的暴雨主要分为冷暖气流交汇的锋面强降水与暖区强降水,由于强降水的降水特点和危害也不相同,对灾害的防御重点也不同.为提高对两类降水的认识,更好应用对流参数指标,本文选取2014-2016年11个闽南地区典型的锋面和暖区强降水过程,利用加密自动站、邻近探空站等分析两类降水的分布特征及雨强特征,并围绕不同类别的强对流参数特征进行分析,结果发现:闽南地区锋面和暖区降水的强中心分布不同,锋面降水中心主要集中在闽南偏西南地区,暖区降水中心主要集中于厦门以南偏东沿海地区;在不同类别对流参数下,暖区降水常发生在高温高湿环境下,能量类、温湿度、稳定层结类指数均明显大于锋前降水;而锋前降水由于临近锋区,动力类指数和特殊高度类指数均高于暖区降水,在实际业务中要注意区分使用.

摘要： 利用2011-2013年6-8月291个样本武汉站的探空资料计算了20种与雷电活动有关的对流参数,经统计分析后发现多个对流参数与雷电活动具有显著的相关性;选取与雷电相关性较好的对流参数作为预报因子,并用多元线性回归方法建立雷电潜势预报方程,方程通过了α=0.05的显著性水平检验;使用2014年6-8月的观测数据进行预报效果检验,结果表明:雷电预报的命中率POD=82.6％,虚假报警率FAR=23.3％,临界成功指数CSI=63.3％.由此可见,该方法的建立对武汉市雷电天气的预报和预警具有参考价值和指示意义.

摘要： 本文讨论了基于ECMWF集合预报开发的对流参数概率预报在强对流天气预报中的应用,结果表明对流参数的集合平均场和概率预报可以作为对流性天气潜势预报的有利参考依据.文中以2014年3月28日福建省西部北部强对流天气过程为例,展示了对流参数概率预报在实际业务中的应用优势,对流参数的概率预报一方面可以表征天气过程的水汽、不稳定、抬升条件等,同时还给出了它们的概率分布,包含了集预报的不确定性,有利于预报员提高预报信心和预报水平.

摘要： 利用2008～2010年5～9月的邯郸16个气象站的雷暴观测资料和邢台探测资料,计算与对流发展有关的20种物理量和33种对流参数作为预报因子,开展雷暴潜势预报,探讨雷电灾害防御的科学依据.

摘要： 根据陕西秦巴山区643个经质量控制的自动气象站2010-2014年逐小时观测降水,采用百分位法确定陕西秦巴山区短时强降水标准.基于2010-2014年11824站次短时强降水个例和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)间隔6h的0.25°×0.25°再分析格点资料,以空间最近、时间最近前一时次原则:计算并确定该区域汛期5-9月各月短时强降水36种对流参数历史概率分布特征值;考虑对流参数的显著性和适度性指标构建评价方案,利用相对模糊偏差矩阵、标准差系数方法,优选出该区域5-9月各月的15种对流参数及其权重.业务运行以ECMWF细网格模式的基本预报产品,计算优选的对流参数值,结合参数历史概率分布值及其权重,建立陕西秦巴山区分月短时强降水客观概率预报模型.将模型概率预报结果升序排列后80％处对应的数值且大于0.2作为短时强降水的临界概率,定量检验:TS评分为0.59,漏报率0.18,空报率0.31.

摘要： 利用2001-2009年3-10月逐日4次1°×1°NCEP FNL分析资料计算了各时刻百余类对流参数(物理量)及其15d滑动平均值,建立了对流参数库.根据“邻(临)近”原则,在大量历史个例的基础上,对安徽省雷暴、大风、短时强降水、冰雹等4类强对流天气进行分类研究.将省内各类强对流天气的对流参数进行时间和站点的匹配后,应用相对偏差模糊矩阵评价技术对其进行权重分配,并进行优势筛选,获得分类分月的对流参数序列及权重.同时,根据各类强对流历史个例不同对流参数的按序排列获得各对流参数的顺序分布,最后基于中尺度数值模式预报的对流参数,综合历史频率分布和权重分配,构建了各类强对流天气的概率预报,做出强对流分类预报.

摘要： 受中亚槽影响,2013年6月18日18时至22时,喀什各地继大降水之后出现雷阵雨,伽师、岳普湖、麦盖提、英吉沙、喀什市、莎车等六县市相继出现大雹天气,最大冰雹直径大6cm,使得部分人员和车辆被砸伤、砸坏,造成农业生产直接经济损失约2.7亿元.此次冰雹中心位于岳普湖、牌楼(监狱农场)、麦盖提一线,其中19时17分至19时45分岳普湖出现直径达60毫米的特大冰雹,创有气象记录以来的最大冰雹记录.本文利用地面气象站和探空资料再计算资料,配合卫星云图及多普勒雷达等资料对2013年6月18日受尺度对流系统(MCS)造成的强冰雹风暴环境场、物理量、对流参数以及雷达回波特征进行了分析.

摘要： 本文利用地面观测资料、高空天气图、雷达等资料对2014年5月21日沈阳地区出现的冰雹过程进行了中尺度特征分析;重点分析了环流形势和天气尺度及中尺度影响系统,计算了相关的强对流天气参数,尤其对能量参数进行了详细分析,试图揭示本次过程的中尺度天气系统特征和对流参数物理特征.结果表明:此次冰雹强对流天气过程是典型的冷涡槽后型,高空前倾槽与地面辐合线有利的大环流背景下,一个MCS影响所致;KI、SI指数对于预示本次冰雹过程存在着一定的局限性;CAPE、0-6km垂直风切变等参数较好地反映出冰雹天气过程的出现.

摘要： 选取设在遂溪的微波辐射计资料(2008.6.1-7.3)、遂溪自动站逐小时雨量与北海(59446)探空站资料,分析比较微波辐射计各天气要素,并计算出多个常用的对流参数,探讨各参数与实况降水变化的关系.结果表明:微波辐射计监测出现降水的时间段与实况雨量分布相符;与探空站比较验证显示,微波辐射计探测的温度、湿度的误差垂直分布合理,计算所得的对流参数(以K指数为例)与探空所得的对流参数正相关;选取个例分析,显示多个对流参数的突然增大与减小均与降水的发生与减弱有对应关系,微波辐射计资料的应用对预报降水的发生与增强有指示作用.

摘要： 利用2008～2010年5～9月的邯郸16个气象站的雷暴观测资料和邢台探测资料,计算与对流发展有关的20种物理量和33种对流参数作为预报因子,开展雷暴潜势预报,探讨雷电灾害防御的科学依据.

摘要： 本发明提供一种涉及水汽时空参数的对流层层析方法，所述方法中湿折射率随空间位置变化且其值由所在体素的八个节点加权求和内插得到，水平方向采用反距离加权内插，垂直方向采用指数内插，且内插方法所需的参数根据层析湿折射率场实时估计而获取。本发明在现有参数化层析模型的基础上，通过精化参数化层析模型内插方法提高层析建模精度。尤其是当网格划分较大或水汽空间变化剧烈时，本发明所提出的改进的参数化方法能够更加精确的构建对流层层析模型。

摘要： 本发明公开了一种基于外部增强信息的GBAS对流层参数生成方法，属于卫星导航地基增强技术领域。本发明针对现有GBAS对流层参数严重依赖历史气象数据且精度差的问题，提出基于外部增强信息的实时GBAS对流层参数估计方法，可提供高精度实时的对流层参数，估计过程中通过自主完好性监测可实现对非标准对流层告警，实现了无历史气象数据条件下快速高精度高完好性的GBAS对流层参数生成，具有精度高、完好性高、快速部署的特点。

摘要： 本发明公开了基于浮标平台微波辐射计的对流层参数剖面反演方法，涉及海洋气象研究领域，利用浮标平台气压传感器的实测值，通过压‑高公式计算出各个高度层的压强值作为已知值，由历史数据统计学习得到先验知识库，在先验知识库中进行搜索，并附加约束条件提高搜索效率，将搜索结果使用大气微波辐射传输模型计算亮温，比较模拟亮温与实测亮温的差值是否满足阈值，满足阈值条件的值即为反演值。本发明摆脱了对历史数据的完全依赖，提高了在数据稀缺海域反演结果的准确性；通过引入压‑高公式，将模拟亮温计算函数中的三个自变量减少到两个自变量，节省了计算的时间；通过对历史数据经验学习，缩小了变量取值范围，有效减少了无效搜索次数。

摘要： 本发明公开一种监视地基增强系统对流层修正参数的方法及系统，应用于导航技术领域，提高了地基增强系统的精确性、完好性、可用性和连续性。该方法包括：获取当前第一气象数据和第二气象数据；根据第一气象数据修正对流层参数，获得第一组修正参数；根据第二气象数据修正对流层参数，获得第二组修正参数；将第一组修正参数和第二组修正参数与气象统计阈值进行对比，根据对比结果输出第三组修正参数；根据增强数据、导航数据和第三组修正参数获得修正误差，将修正误差与预设的修正误差阈值进行比较，如果修正误差大于预设的修正误差阈值则进行告警，停止地面站增强服务；否则，进行地面站增强服务。

摘要： 本发明公开了基于浮标平台微波辐射计的对流层参数剖面反演方法，涉及海洋气象研究领域，利用浮标平台气压传感器的实测值，通过压‑高公式计算出各个高度层的压强值作为已知值，由历史数据统计学习得到先验知识库，在先验知识库中进行搜索，并附加约束条件提高搜索效率，将搜索结果使用大气微波辐射传输模型计算亮温，比较模拟亮温与实测亮温的差值是否满足阈值，满足阈值条件的值即为反演值。本发明摆脱了对历史数据的完全依赖，提高了在数据稀缺海域反演结果的准确性；通过引入压‑高公式，将模拟亮温计算函数中的三个自变量减少到两个自变量，节省了计算的时间；通过对历史数据经验学习，缩小了变量取值范围，有效减少了无效搜索次数。

摘要： 本发明涉及大气科学研究领域，尤其涉及基于随机森林回归的GNSS掩星对流层参数的修正方法，所述方法包括：接收GNSS掩星探测仪采集反演得到的对流层顶参数产品数据；对对流层顶参数产品数据进行预处理；将预处理后的数据输入预先建立和训练好的修正模型，得到修正后的对流层顶高度和对流层顶温度；所述修正模型采用随机森林回归模型。本发明利用随机森林回归方法修正GNSS掩星对流层顶参数产品，尤其对高纬地区误差改进效果最明显，模型简单，计算时间短，提高了GNSS掩星对流层顶参数产品质量。

摘要： 本发明涉及大气科学研究领域，尤其涉及基于BP神经网络的GNSS掩星对流层参数的修正方法，所述方法包括：接收GNSS掩星探测仪采集反演得到的对流层顶参数产品数据；对对流层顶参数产品数据进行预处理；将预处理后的数据输入预先建立和训练好的修正模型，得到修正后的对流层顶高度和对流层顶温度；所述修正模型采用BP神经网络。本发明首次利用BP神经网络方法修正GNSS掩星对流层顶参数产品，尤其对高纬地区误差改进效果最明显，使用模型简洁高效、计算经济，并且可以有效修正GNSS掩星对流层顶产品高纬度区域参数的误差，提高了GNSS掩星对流层顶参数产品的质量。

摘要： 本发明公开了一种基于外部增强信息的GBAS对流层参数生成方法，属于卫星导航地基增强技术领域。本发明针对现有GBAS对流层参数严重依赖历史气象数据且精度差的问题，提出基于外部增强信息的实时GBAS对流层参数估计方法，可提供高精度实时的对流层参数，估计过程中通过自主完好性监测可实现对非标准对流层告警，实现了无历史气象数据条件下快速高精度高完好性的GBAS对流层参数生成，具有精度高、完好性高、快速部署的特点。

摘要： 本发明公开了一种基于浮标平台的对流层参数剖面探测系统及探测方法，该探测系统包括浮标平台，所述浮标平台顶部安装有气象观测模块，所述浮标平台的舱体内安装有浮标姿态测量模块、供电检测模块、发射条件检测模块、发射状态检测模块、探空装置舱模块、探空装置传动模块、发射控制模块、数据接收与传输模块以及供电模块；所述探空装置舱模块内储存有探空装置；本发明所公开的系统及方法利用浮标平台可以实现海上对流层参数剖面高时空分辨率、长周期、无人、自动化探测，且成本低、部署灵活，为海上对流层参数剖面数据的探测和积累，及相关研究成果的比对验证提供了重要的数据基准和支撑，具有重要的实际意义。

摘要： 本发明公开了一种基于次网格占比函数的尺度自适应KF积云对流参数化方法，包括以下步骤：步骤A：通过数据拟合给出次网格占比均值函数；步骤B：将次网格占比均值函数引入到KF积云对流参数化方案中，得到新的具有尺度意识的积云对流参数化方案，即基于次网格占比函数的尺度自适应KF方案。本发明根据KF计算的积云高度与模式网格距，应用拟合的次网格感热通量平均占比函数，对KF积云对流方案的9个变量进行调整，使得KF积云方案具有了尺度意识特征，具有更好的理论支撑，构造了与模式格点尺度和积云尺度具有依赖关系的积云调整函数，使降水预报性能更加稳定，提高了降水预报的准确率。