降水相态

摘要： 利用ERA5再分析资料及云雷达、微波辐射计和SA双偏振多普勒雷达等多源观测资料,分析2020年11月17—19日张家口地区一次雨雪天气的降水相态演变特征。结果表明:在高空低槽、中低层低涡与地面倒槽配合下,高空槽后西北气流引导冷空气南下造成气温迅速下降,导致降水相态变化。过程前期整层大气均为强暖平流,且地面气温较高,降水相态为雨。18日傍晚冷平流发展强烈,各层温度迅速降低,整层变为冷层,导致降水相态转换为雪。散度和垂直速度的诊断表明降雨时段的动力强迫主要位于高层,降雪时段则主要位于低层。云雷达高分辨率资料可以反映0°C层变化,大于10 dBZ的质心变化可以指示降水强度变化,降雨时的基本速度最大可达6~8 m·s^(-1),而降雪时则小于2 m·s^(-1)。微波辐射计高分辨率时空资料可以准确判断雨雪转换时间,降水开始之前3~5 h积分水汽含量出现跃升与峰值。双偏振雷达和微波辐射计结合可以对降水粒子相态实现准确判断,可用于降水相态转换的临近预报。

摘要： 利用常规观测资料和微波辐射计、风廓线雷达、激光雨滴谱仪等新型探测资料,对2020年3月底南京地区一次寒潮雨雪天气过程进行了分析,探讨新型探测资料在降水相态转换监测预报中的应用。结果表明:(1)乌拉尔山高压脊、高空冷涡、地面强冷高压、地面冷锋是造成本次寒潮天气的主要天气系统。南支槽前西南气流提供水汽、850 hPa以下冷空气造成中低层气温持续下降是产生降水相态变化的关键。(2)微波辐射计观测资料显示,雨雪过程中低层先降温、地面后降温,近地层有暖层;降水相态转换前后,0°C层高度变化明显,纯雪时段达到最低;水汽主要分布在3—4 km,液态水含量和水汽密度在雨夹雪时段最大,在纯雪时段最小。(3)风廓线雷达观测的垂直风场反映出低层冷空气南下使冷垫增厚,迫使暖湿空气抬升、气温下降,从而导致降水相态转变;由于西南急流没有稳定建立,因此未出现强降雪天气。(4)激光雨滴谱仪观测到降雪粒子的直径大、降落末速度小,而降雨粒子的直径小、降落末速度大,可以用来监测和预报降水相态的变化;从雨—雨夹雪—纯雪阶段,粒子谱型经历了双峰—波动—多峰的演变过程,谱宽与数浓度呈明显增加趋势。

摘要： 利用2008~2021年地面逐时观测数据和再分析资料等,对贵阳龙洞堡机场冬季冻雨进行统计分析,并针对发生在2018年12月底的冰冻雨雪过程,分析对比冻雨和降雪时段的环流形势、微物理特征及云内垂直热动力结构的差异,结果表明:1) 贵阳机场年冻雨日数多在5日以下,1月份最多,且多发于凌晨,午间最少;2) 所选冻雨过程是典型的“二层模式”,具有较浅的冷垫和较厚的暖层,冷空气由偏北路径入侵贵州,孟加拉湾和南海的水汽沿西南气流输送,过程中700 hPa西南气流的加强与减弱所造成逆温层温度是否大于0°C是降水相态转变的关键;3) 相比降雪,冻雨时段的动力强迫主要位于中低层,强度偏弱,云中以液相粒子为主;4) 此次冻雨主要由高空槽前暖湿气团沿锋面爬升所引起,水汽和风场辐合中心从850 hPa逐渐抬升至700 hPa,且较为浅薄,冻雨落区位于冷锋后部一定距离处。

摘要： 本文利用常规探空和地面自动站观测资料对2021年11月6日夜间至7日白天驻马店市发生的一次强降温大风雨雪天气过程进行了分析,初步总结了雨雪相态和大风的本地化预报指标。结果表明:(1)此次寒潮过程属于横槽转竖型,与500 hPa南支槽、高空急流、锋面的存在与发展密切相关;(2)前期较高的气温、高空强冷平流和动量下传以及地面较大的气压梯度与变压梯度是造成驻马店市剧烈降温和大风的主要原因;高空水汽含量不足和700 hPa切变线偏南则造成了降水偏弱;(3)3 h变压达到2~4 hPa可作为驻马店市大风预报参考指标;(4)降雪发生前850~925 hPa存在逆温层,降雪过程中0°C层高度逐渐下降至925 hPa;地面气温Ta<2°C时为纯雪;2°C≤Ta≤4°C时,降水相态变为雨夹雪。

摘要： 本文主要利用2009-2018年冬半年(10月-次年4月)的降水、高空和地面观测资料,统计分析了哈尔滨地区冬半年出现雨夹雪天气的时空分布特征,发现哈尔滨地区雨雪转换频发的季节主要集中在3月和4月。通过对出现雨夹雪及雨雪转换天气时各层温度、风向以及对流层中低层厚度对比,得到以下结论:海拔高度在200 m以下的平原地区降水相态指标(1)冷平流时-2°C1299 gpm可作为降雨的判据,而雨夹雪和雪的区分难度则比较大。

摘要： 利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料对2020年2月15日和12月29日宿迁2次暴雪过程进行了分析,重点对冷空气在2次暴雪过程中的作用进行了诊断研究。结果表明:2次暴雪过程中冷空气都对暴雪产生起到了重要作用;冷空气带来的降温为暴雪产生提供了相态变化条件;中层冷空气渗透则加速了冰晶核凝结等微物理作用促进降雪过程发展;冷暖交汇则为暴雪过程提供了抬升触发条件;西南急流输送为暴雪过程提供了水汽条件,而冷空气的过早过快南下将会提前切断西南急流输送通道使暴雪过程难以持续。

摘要： 受强冷空气影响,2021年12月25—27日广西出现了全区性、降温幅度大、范围广、气温低的寒潮天气过程。利用常规气象观测资料及ECMWF预报资料,对此次寒潮过程进行了分析总结。结果表明,在低层偏南气流的影响下广西前期升温明显,贝加尔湖横槽转竖引导冷空气南下爆发后,在南支槽、低层锋区、气压梯度大值区的影响下,全区出现了大范围降温、大风天气,大部气温下降10~12°C,局部14°C以上。此次预报着眼点为冷空气强度和移速的预报,其对降温时间、降温幅度、降水相态等要素的预报有重要指示作用。

摘要： 利用2000—2014年地面观测资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA5再分析资料,选取表征四类降水相态(雨、雪、雨夹雪、冻雨)的温度、湿度、微物理特征的43个特征量,使用精细地形高度订正,利用CatBoost算法开展长江中游降水相态预报方法研究。结果显示:此方法对雨、雪、冻雨有较好的分类和预报效果。使用精细地形高度预处理后的特征量,能够提高降水相态判别的准确率和空间精细度。雨、雪、冻雨的预报准确率与ECMWF预报产品相比分别提高了9.9%、39.1%、11.1%,但对雨夹雪的改进不明显。

摘要： 基于2012—2020年冬季地面观测、探空及多种观测资料,研究北京观象台及邻近的张家口站、乐亭站3个气象站不同降水相态下的垂直温湿结构,建立降水相态的判别指标。从预报角度着眼于成雪和融雪两方面,把云顶温度和0°C层高度作为相态判别的关键要素,分析表明:云顶温度≤-14°C是云中能够产生充足雪花等冰相粒子的重要阈值,是降雪的必要条件,同时0°C层高度≥0.5 km和≤0.1 km分别是雪花完全融化和几乎不融化的阈值;云顶温度在-14~-4°C时,更容易出现雨夹雪或降雨,0°C层高度为0.1 km则是区分雨夹雪和雨的阈值。云顶温度与0°C层高度结合构成的相态判别指标较特定层气温组合构成的指标TS评分显著提高,雪、雨夹雪和雨的TS评分分别为0.93、0.57和0.86,分别提高了0.11,0.39和0.43。研究结果对于冬季降水相态的预报与订正提供了新的参考。

摘要： 利用常规气象观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及欧洲中心ERA5资料,对2021年11月6—7日保定市一次雨雪天气过程进行分析,探讨此次雨雪过程的成因,结果表明:本次过程是高空槽、700 hPa低槽和低空急流、低层低涡切变线,以及地面冷锋的共同影响造成的;降水后期转为回流形势的影响,暖湿空气在冷垫上爬升,造成大范围的雨雪天气;850hPa有暖舌存在,使得中部地区降温时间晚,转雪时间相对较慢;良好的水汽条件和动力条件,有利于此次雨雪过程的发生。

摘要： 利用本溪1981-2013年10月-次年4月降水资料,统计分析了近33年本溪冬半年不同降水相态的气候特征,得出本溪雨雪转换多发季节主要为3月和11月.利用2005-2013年10月-次年4月的探空资料和自动站数据,对近9年本溪冬半年不同相态降水过程的大气层结特征进行统计研究.结果表明:本溪冬半年出现雪时各层温度及地面温度均低于0°C;出现雨时0°C层高度在850hPa至700hPa之间;雨雪转换时0°C层高度在925hPa附近,各层温度范围分别为:700hPa的温度范围[-11°C,-7°C]、850hPa的温度范围[-6.5°C,-1.5°C]、9250hPa的温度范围[-3°C,1°C]、1000hPa的温度范围[0°C,3°C],地面温度小于1000hPa温度.本工作的结果除适用于本溪地区的相关预报业务以外,还可以对辽宁东部山区及吉林部分地区的降水相态预报提供较好的参考.

摘要： 对江苏省冬季降水相态数值预报产品进行应用检验，该产品比较准确地预报了此次全省范围的持续降雪过程，包括降雪开始时间、过程降雪落区、降雪间歇时段、雨雪转换时段。主要的不足之处为将20日20时之前的降雪预报为降雨，将21日东南部沿海地区降雪预报为降雨，将22日白天的降雪间歇时段预报略偏长，因而导致部分地区降雪的空报或者漏报。

摘要： 降水相态的观测取决于具体的大气条件,包括热和水分的分布,垂直运动,云和冰核的分布.人们早就认识到,垂直温度分布是最重要的.在某些情况下,例如冻雨和雨或者雨雪之间,仅仅1°C的温度变化就足以导致不同相态之间的转变.这意味着,如果人们希望准确地判定降水相态,就需要对垂直温度廓线进行精确预测.如果探空廓线一次或多次穿过0°C等温线，那么雨，冻雨，冰粒，雪，或者这些水凝物的混合物就可能发生。重点对不同的降水类型与典型的温度分布之间的联系进行了描述。

摘要： 2016年1月下旬强寒潮造成浙江省大范围降雪,浙江中西部积雪5cm以上,而沿海宁波台州平原以降雨为主,转雪时间比浙西迟约48h且基本无积雪.利用常规站、自动站、风廓线雷达、高塔观测以及卫星反演海温资料分析该过程,结果表明:冷空气作用下东海表层海水和海面气温有明显降温滞后,海面气温比沿海陆地高出约4°C,配合东到东北风阻止沿海降温,使沿海低边界层和地面气温维持3°C以上,导致以降雨为主.风廓线雷达探测到850～700hPa暖平流消失转冷平流,同时850hPa以下转西北风,可作为沿海降温开始之信号.高塔探测300m以下低边界层气温和相对湿度同时大幅度下滑可作为降雪即将结束的标志.不同路径冷空气影响下浙江沿海地区降雪指标有区别:东北路转西北路冷空气过程,以及北路冷空气过程,转雪时H0≤1000hPa,Tm＜1°C;直接的西北路冷空气过程转雪时H0＜925hPa,T2m≈2°C,H850-1000≤1280gpm;雪转雨要在东南风或东到东北风的暖湿气流作用下发生,即使气温层结仍满足H0＜925hPa,T2m＜1°C,但只要H0-Zc(0°C层高与云底高度的差值)增大到400m左右,即可发生雪转雨;雨转雪要求舟山浮标站为负变温且降至6°C以下,雪转雨时舟山浮标为正变温且升至8°C左右.

摘要： 2018年1月24日夜间-2月5日贵州出现低温雨雪冰冻天气,过程长达10天有余,伴随4次连续的强冷空气影响,具有持续时间较长、前期中东部以冻雨为主、结冰增长较快、后期中西部以降雪为主的特点.本文利用NCEP(美国国家环境预报中心)1°×1°再分析资料、MICAPS(气象信息综合分析处理系统)观测资料,对2018年1月底-2月初发生在贵州的低温雨雪冰冻天气进行了分析.分析表明:(1)中高纬度阻塞形势和两槽一脊型是造成贵州低温雨雪的重要背景,东亚极涡强大、偏南,且持续时间长,导致强冷空气能深入影响南方;(2)4次强冷空气影响及锋区西推是贵州自东向西出现低温雨雪天气的重要原因;(3)"前暖后冷"的温湿特征造成了不同的降水相态.28日前低层存在较明显的水汽辐合,是降水集中时段,有利的降水条件是造成结冰增长的重要原因;(4)在冻雨和结冰增长期,逆温偏低,逆温梯度明显,具有明显的暖层;在雨雪西移,且混合相态相当时,逆温仍较低,逆温梯度较前期有所减小,暖层消失,具有冷性结构特点;在降雪为主期间,云顶和逆温底的气温均降至-10°C以下,无暖层,逆温梯度进一步减小,冷性结构显著.

摘要： 利用常规气象观测资料、区域自动站降水资料、NCEP0.5°×0.5°逐6h再分析资料,对2015年2月21-22日吉林一场极端暴风雪天气过程进行了诊断分析,结果表明:高空冷涡配合地面蒙古气旋东移发展是形成暴雪的重要因素,850hPa温压场反位相叠加符合吉林省典型的大风形势.降雪过程分为暖区和冷区降雪两个阶段,第一阶段暖区降雪发生时,水汽条件异常丰沛,主要来源于渤海和黄海,而第二阶段冷区降雪时,水汽主要来源于日本海且强度弱于第一阶段,但动力条件优势明显.干侵入激发了高空槽前正涡度的迅速增加,干侵入前沿即为降雪落区.降水相态与850hPa以下各层温度、温度平流及风场等要素的综合分布状况均存在一定的关系.

摘要： 不同相态降水粒子的地面雨滴谱具有不同特征.本文利用HSC-PS32激光雨滴谱仪和人工加密观测资料对2014年11月30日发生在沈阳的一次雨转雪天气过程进行了初步的分析,研究了降水相态转换时,其雨滴谱特征的演变.受蒙古气旋影响,该过程经历了不同的降水相态,包括雨、雨夹雪和雪.这三种降水相态对应着不同的滴谱特征.具体表现为,降雨阶段,粒径小,谱宽较小;雨夹雪阶段,谱宽增大;而降雪阶段,粒子直径大,维持较宽谱宽.不同降水相态的平均雨滴谱相对较近,经历了单峰到波动的演化过程.从波峰对应的粒子直径的角度来看,雨小于雨夹雪,雨夹雪小于雪.降雨阶段粒子数浓度最大,降雪阶段粒子谱宽最大.

摘要： 本文通过对2014年2月上、中旬3次雨雪过程中主要影响系统、降水相态演变特点与温度层结变化特征分析，结合三次雨雪过程锋生动力作用与南风强弱变化、雷达回波特征，探讨雨雪过程降水相态变化及降雪强弱成因，对湖南降水相态落区预报有一定指示意义，为提高冬季冻雨、暴雪等灾害性天气过程预报提供一定参考。结果表明:(1)第一次过程湘南出现冻雨,850～700hPa有明显逆温层,700hPa温度高于0°C,850hPa和925hPa温度低于-4°C,地面温度低于0°C.700hPa强盛的西南急流为水汽输送和融化层的形成和维持起到了重要作用,地面静止锋和深厚的冷垫是湘南冻雨维持的原因.(2)第二、三次过程以降雪为主,温度层结显示地面温度为0°C左右,地面以上层次温度低于0°C.(3)第三次雨雪强度最强,暖湿空气沿锋面强迫抬升,在低层冷空气共同作用下,导致较强雨雪天气的发生.雷达回波显示强降雪过程具有积层混合性降水回波及低质心高效降水回波特征.

摘要： 利用高空和地面观测资料、温度廓线仪资料、L波段雷达资料对济南春季一次罕见的降雪过程进行了分析.结果表明:本次降雪过程的水汽输送主要来自于中层,由700hPa西南急流提供;低层冷空气垫的维持,有利于中高层西南气流的爬升;强降雪发生在850hPa冷平流开始减弱,700hPa暖平流增强的时段内,是典型的回流降雪形势;925～1000hPa的温度和降水相态的转变相关性更好,温度廓线仪资料可信度比较高,可以很好的反应降水相态转变时边界层温度的垂直分布;未出现降水时,市区和郊区边界层内的温差大;出现降雪后,市区和郊区边界层内的温差比较小.

摘要： 本文利用沈阳浑南风廓线雷达、南昌中学雨滴谱仪资料对2014年一次雨转雪过程进行宏观和微观结构分析,结果表明:降水开始前,风廓线雷达探测高度明显增加,降水结束时,探测高度明显下降;风廓线雷达探测的信噪比和垂直速度既可以判断降水开始和结束时间,也可以作为判断降水相态的参考指标;雨滴谱仪监测的降水粒子直径和速度,可以很好的区分降水相态,当粒子直径全部小于1.4mm,粒子速度大于1.1m/s时,判断为雨;当出现大于1.41mm直径的粒子,粒子速度小于1.1m/s时,判断为雪.

摘要： 本发明提供了一种基于T‑S模型的FNN降水粒子相态识别方法。该方法通过建立基于T‑S模型的FNN，首先对双线偏振气象雷达接收的偏振参量进行模糊化、规则计算、模糊推理和退模糊处理，然后利用FNN误差反馈的思想自适应的调节模糊化过程中不同降水粒子相态的各偏振参量隶属函数参数，最后对待识别的降水粒子进行相态识别。本发明提供方法可以根据天气环境的变化，自适应地更新相应隶属函数参数，使系统的识别能力比固定参数时有较大提升，同时识别的结果能更加细致地反映天气情况，仿真实验验证了本方法的有效性。

摘要： 本发明公开了一种多元无规共聚物在改善聚酯/苯乙烯类树脂合金相态结构及相态稳定性中的应用或者多元无规共聚物在制备聚酯/苯乙烯类树脂合金中的应用；所述多元无规共聚物为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚而成。本发明提供的聚酯/苯乙烯类树脂合金专用相容剂，与其它原料共混、挤出造粒，即可实现简单有效、使用方便、成本低廉地制备得到具有优异的相态结构及相态稳定性的聚酯/苯乙烯树脂合金，这种合金在维持优良的力学性能的同时，还具有因为相态稳定性所带来的特殊效果，比如可重复加工，优异的多轴冲击性，低缺口敏感性等等，从而可以拓宽该类合金的应用领域。

摘要： 本发明提供了一种基于T‑S模型的FNN降水粒子相态识别方法。该方法通过建立基于T‑S模型的FNN，首先对双线偏振气象雷达接收的偏振参量进行模糊化、规则计算、模糊推理和退模糊处理，然后利用FNN误差反馈的思想自适应的调节模糊化过程中不同降水粒子相态的各偏振参量隶属函数参数，最后对待识别的降水粒子进行相态识别。本发明提供方法可以根据天气环境的变化，自适应地更新相应隶属函数参数，使系统的识别能力比固定参数时有较大提升，同时识别的结果能更加细致地反映天气情况，仿真实验验证了本方法的有效性。

摘要： 本发明提供了一种致密储层流体相态实验模型及致密储层流体相态实验方法。该模型包括透明基质；透明基质内部设置相态实验区、第一流体通道和第二流体通道；所述透明基质设置有第一流体注入孔和第一流体排出孔；相态实验区包括至少两个不相交的微米尺度通道和至少两个不相交的纳米尺度通道；微米尺度通道的宽度和深度均为微米级，微米尺度通道的深度均为纳米级，第一流体通道、第二流体通道的宽度和深度为微米级；各微米尺度通道的入口端分别与第一流体通道连接、出口端与第二流体通道连接；各纳米尺度通分别与微米尺度通道连接；第一流体注入孔与第一流体通道连通；第一流体排出孔与所述第二流体通道连通。

摘要： 本发明提供一种不同相态CdS纳米材料的相态可控制备方法，该方法采用同一种Co‑MOF纳米球作为前体，制得不同相态CdS纳米材料；该方法首先将Co‑MOF纳米球通过硫化反应制得CoSx空心纳米球，然后将CoSx空心纳米球与镉盐在溶剂中进行离子交换反应；当镉盐为有机酸镉盐，且溶剂为多元醇时，制得立方相CdS纳米材料；当镉盐为无机酸镉盐，且溶剂为去离子水时，制得六方相CdS纳米材料。本发明的相态可控制备方法通过控制离子交换反应中镉盐和溶剂的种类，实现了以同一种Co‑MOF纳米球作为前体合成两种不同相态的CdS纳米材料，提高了以MOF为前体合成不同相态CdS纳米材料的效率。此外，本发明的不同相态CdS纳米材料在不同的光催化反应过程中体现出各自不同的优越性能。

摘要： 一种基于图像的降水粒子相态识别方法，属于数字图像识别领域，目的在自动检测降水粒子目标的基础上，识别并判定其相态，并进一步提取相关降水信息，以提高降水天气现象观测的自动化程度与精度。本发明用于降水天气现象观测中降水相态的自动判别与降水信息获取。顺序包括：(1)图像获取步骤，(2)降水粒子目标检测步骤，(3)特征提取步骤，(4)降水粒子相态识别步骤，(5)降水信息提取步骤。本发明结合图像处理和模式识别的方法能有效识别降水粒子相态，判别降水天气现象类型，从而提高降水天气现象观测的自动化程度与精度。

摘要： 本发明公开了一种利用人工智能预报冬季降水相态的方法，包括基于降水相态变化的物理机制选择大气温度、湿度、风速和垂直速度在500‑100hpa间的16个气压层的廓线数据及地表2m气温、露点温度和地表气压以及地形信息作为预报特征变量；对0‑99类天气现象观测数据打标签，形成三类降水相态标注；利用lightGBM框架和训练数据集训练预报模型，利用验证数据集和对应的特征数据对预报模型进行检验和优化参数，得到降水相态预报模型并存为MLPT；利用MLPT算法、输入预报特征变量数据，得到站点降水相态预报。本发明通过利用当前时刻的特征变量对6小时后的降水相态进行智能预报，与数值预报模式和同类型人工智能算法的降水相态客观预报方法相比提高了预报准确率和时效。

摘要： 本发明涉及降水相态识别技术领域，具体涉及一种基于动态阈值的降水相态识别系统，包括：数据采集模块、数据处理器、移动存储模块、无线通信模块、电源模块和后台管理终端；本发明能够实时采集降水相态中的降雨量、降雪量，采集环境温度及大气压强，后台管理终端中CPU将采集数据存储至数据库内，动态阈值计算模块能够根据数据库中以往存储数据建立降水相态预报方程，CPU同时将实时采集的数据信息通过对比模块与同期的降水相态预报方程进行对比，通过显示模块进行直观的显示，动态阈值计算模块能够有效剔除误测数据，能够保证预测结果，当预测降水相态的结果会导致人们生活受到影响时，则能够通过预警模块发出警报，提前预警降低损失。

摘要： 本发明公开了一种高寒地区降水相态识别方法，本发明利用逐日降水相态和平均气温资料，构建了基于降雪比例与日平均气温的关系的降雪量识别方法，并对各气象站点逐日降雪进行量化识别，气象站点的降水相态标记资料中无法得知雨夹雪中降雪的含量，可根据周边气象站点降水日的平均气温，统计了每1°C区间降雪量占降雪和降水总量的比值，本发明涉及水文学及水资源技术领域。该高寒地区降水相态识别方法，可实现通过构建降雪与气温之间的定量关系，从而识别高寒地区降水各相态之间的定量比例，对高寒气候区多相态分布式水循环模型需综合考虑水循环中的多相态变化过程，从而对实现水循环的全要素模拟具有重大的参考意义。

摘要： 一种基于图像的降水粒子相态识别方法，属于数字图像识别领域，目的在自动检测降水粒子目标的基础上，识别并判定其相态，并进一步提取相关降水信息，以提高降水天气现象观测的自动化程度与精度。本发明用于降水天气现象观测中降水相态的自动判别与降水信息获取。顺序包括：(1)图像获取步骤；(2)降水粒子目标检测步骤；(3)特征提取步骤；(4)降水粒子相态识别步骤；(5)降水信息提取步骤。本发明结合图像处理和模式识别的方法能有效识别降水粒子相态，判别降水天气现象类型，从而提高降水天气现象观测的自动化程度与精度。