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第28届中国气象学会年会

作者：张广庶李亚珺王彦辉张彤甘泉范祥鹏中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

利用自制球载闪电模拟源对青海大通地区闪电VHF辐射源三维定位网络的探测精度进行了标定实验。采用气球携带的闪电模拟源飞行轨迹得到实际观测值,应用简单几何模型从理论上估算了网络上空和网络外辐射源位置误差,并做了两者的均方根偏... 详细信息

利用自制球载闪电模拟源对青海大通地区闪电VHF辐射源三维定位网络的探测精度进行了标定实验。采用气球携带的闪电模拟源飞行轨迹得到实际观测值,应用简单几何模型从理论上估算了网络上空和网络外辐射源位置误差,并做了两者的均方根偏差比较。结果显示,模型估算值与实际测量值有很好的一致性,并且与最小二乘法获得解的协方差误差也基本一致。在网络上空辐射源水平方向定位误差为10-30米(rms),垂直方向定位误差为20-50米(rms)。网络外的辐射源定位误差随径向距离增加。模型呈现出,网络定位距离和高度的测量误差随距离平方(r2)增加。

关键词：辐射源三维定位误差误差标定闪电模拟源网络上空

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青藏高原东北部闪电M变化多参量观测

青藏高原东北部闪电M变化多参量观测

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第31届中国气象学会年会

作者：武斌张广庶王彦辉李亚珺范祥鹏余海张荣中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

利用闪电光通道高速摄像、地面电场变化和峰值辐射强度同步资料,对比分析了负地闪连续电流阶段和人工触发闪电放电过程中M变化特征。结果表明,通道亮度资料能够辅助地面电场波形来准确判断是否为真实的M过程。在经典M变化产生前及其过... 详细信息

利用闪电光通道高速摄像、地面电场变化和峰值辐射强度同步资料,对比分析了负地闪连续电流阶段和人工触发闪电放电过程中M变化特征。结果表明,通道亮度资料能够辅助地面电场波形来准确判断是否为真实的M过程。在经典M变化产生前及其过程中会产生很多快速电场变化MP(称为预M变化)变化,大量MP促成了M变化。MP变化和K变化在脉冲特征上没有太多差别,产生的物理机制是相似的。MP变化是连续电流阶段快速电场变化,是击穿过程引起的电荷快速流动的结果,并伴有通道突然增亮和高强度辐射。M变化脉冲波形多数为单极性,有正有负,少数呈现不规则变化,持续时间在0.1 ms之内。而经典M变化的U形结构只适用于近闪,波形是静电场所致,持续时间约0.2.8 ms。MP和K变化都是击穿所致,只是MP变化有电荷流入原回击通道,而K变化没有。

关键词：青藏高原 M变化 MP变化 K变化

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青藏高原地区闪电辐射脉冲功率观测分析

青藏高原地区闪电辐射脉冲功率观测分析

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创新驱动发展提高气象灾害防御能力——第30届中国气象学会年会

作者：刘妍秀张广庶王彦辉李亚珺张荣余海中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

基于GPS同步和时差法定位技术的闪电VHF辐射源三维定位和闪电辐射脉冲功率接收系统(中心频率为270MHZ,3dB带宽6MHZ),对青藏高原东部青海大通地区的闪电过程的辐射脉冲峰值功率分布进行了同步观测研究。利用辐射脉冲接收系统,即斜率为24m... 详细信息

基于GPS同步和时差法定位技术的闪电VHF辐射源三维定位和闪电辐射脉冲功率接收系统(中心频率为270MHZ,3dB带宽6MHZ),对青藏高原东部青海大通地区的闪电过程的辐射脉冲峰值功率分布进行了同步观测研究。利用辐射脉冲接收系统,即斜率为24mV/dB,截距为-108dBV的对数放大器,根据输出电压的值求出输入功率的值,然后利用公式24rPPAsreff对正地闪、负地闪以及云闪的辐射脉冲峰值功率进行了计算,同时对7个站同步接收的闪电辐射脉冲峰值功率值进行了拟合,得到了天线中心频率为270MHZ,3dB带宽6MHZ的正地闪,负地闪以及云闪的辐射峰值脉冲功率的值。并结合地面的快电场变化资料,分析了功率分布三维时空发展特征,获得了雷暴中闪电高时间分辨率辐射峰值脉冲功率三维时空发展物理图像(如图1,图2,图3分别显示了正地闪、负地闪和云闪辐射脉冲峰值功率的三维时空发展分布)。在三维时空发展物理图像中不同颜色表示不同大小的辐射脉冲峰值功率。结果显示,正地闪的辐射脉冲峰值功率的最小值是23.68mW,最大值是5.22×104mW,平均值为1.64×103mW。负地闪的辐射脉冲功率的最小值是11.10mW,最大值是7.23×104mW,平均值为1.58×103mW。云闪的辐射脉冲功率的最小值是13.41mW,最大值是8.28×104mW,平均值为3.11×103mW。

关键词：闪电闪电VHF辐射源三维定位辐射脉冲峰值功率青藏高原

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青海地区一次强降水过程雷暴电荷结构分析

青海地区一次强降水过程雷暴电荷结构分析

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第32届中国气象学会年会

作者：李亚珺张广庶王彦辉武斌刘妍秀中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

＜正＞1.雷暴过程概述本文主要对发生在青海地区的一次短时强降水过程的雷暴电荷结构进行了分析。此次雷暴过程发生在2011年7月29日,图1是17:48分雷达回波图,图中按雷暴单体发生时间命名,其中单体1从16:36分左右发展,单体2从17:06分左... 详细信息

＜正＞1.雷暴过程概述本文主要对发生在青海地区的一次短时强降水过程的雷暴电荷结构进行了分析。此次雷暴过程发生在2011年7月29日,图1是17:48分雷达回波图,图中按雷暴单体发生时间命名,其中单体1从16:36分左右发展,单体2从17:06分左右发展,单体3从17:30分左右发展,在整个雷暴发展移动过程中,这三个单体之间未发生合并和分裂。由于单体1和单体

关键词：电荷结构正负电荷区强回波区

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一次干冷空气过境对鄂陵湖地区大气边界层过程的影响

一次干冷空气过境对鄂陵湖地区大气边界层过程的影响

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第32届中国气象学会年会

作者：李照国吕世华文莉娟奥银焕赵林张少波中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

1引言近些年来,非均匀下垫面和特殊气象条件下的大气边界层研究日益受到重视,较为突出的有湖泊以及干旱荒漠区中绿洲等;这种非均匀性不仅存在各子系统之间的相互作用,内边界层特征也非常显著[1]。一般意义上,地表通量的变化在改变地表... 详细信息

1引言近些年来,非均匀下垫面和特殊气象条件下的大气边界层研究日益受到重视,较为突出的有湖泊以及干旱荒漠区中绿洲等;这种非均匀性不仅存在各子系统之间的相互作用,内边界层特征也非常显著[1]。一般意义上,地表通量的变化在改变地表能量和水分平衡过程的同时,也会通过大气边界层这个纽带对气压场、流场、温度场产生作用,影响对流系统的启动和发展,进而引起天气气候的变化[2]。平均海拔超过4000 m的青藏高原,太阳辐射强烈,空气密度仅有海平面的500%,独特的气候环境导致湖泊大气相互作用呈现特殊性[3]。本文利用2012年夏季黄河源区鄂陵湖的探空资料,以一次典型的干冷空气入侵为例,分析了干冷空气过境对湖区天气过程、边界层结构和地表热量交换的影响,揭示了这一过程中水陆不同下垫面热量交换的差异及其对大气边界层结构的影响,有助于加深对高原地区湖泊大气边界层特征的认识,为青藏高原陆面过程和边界层参数化的改进提供参考。2数据资料鄂陵湖位于青藏高原东部的黄河源区,面积610 km2,平均深度17 m,海拔4274 m。扎陵湖(526 km2)位于鄂陵湖西侧。该地区年均气温-3.7°C,年均降水量321.4 mm(1953-2012年)。2012年7月下旬至8月初,在鄂陵湖西岸开展了GPS探空观测。其中7月28至29日和7月30日夜间至8月1日早晨,探空仪每3小时释放一次,连续性好,是本文分析的重点;29日夜间至30日傍晚因下雨而未观测。为了便于比较,在7月28-31日,还在鄂陵湖以东30 km外的玛多气象站开展了同步探空观测,两地海拔相近。除了探空外,鄂陵湖地区还架设有湖面和陆地通量观测系统以及20 m的梯度观测塔。探空使用的International Met Systems公司生产的i Met-1-AB型GPS探空仪,数据采集频率为1.0 Hz。3结论通过对2012年夏季黄河源区鄂陵湖一次干冷空气过境前后GPS探空资料的分析,得到以下结论:(1)干冷空气过境前,湖区对流边界层高度白天小于100 m,夜间较高,可以达到400-600 m,与不受湖泊影响的陆地显著不同;干冷空气到来后,鄂陵湖上空风速增大,大气温度和比湿大幅下降,白天对流边界层高度达到1000 m,夜间爆发性增长到2000 m以上,甚至超过了平时邻近地区的陆地边界层高度。(2)冷空气过境前,湖面感热的日累积量仅为陆地的40%左右;冷空气入侵后,气温骤降,湖水巨大的热容量导致湖表温度的降幅远小于地表温度,水气温差迅速增加而地气温差急剧减小,陆地与湖泊的感热累积量此消彼长,这一阶段湖面的感热累积值几乎与平时晴天的陆地相当,为湖泊对流边界层的爆发式增长提供了较强的热动力。冷空气到来后,风速增大并且垂直方向的风切变增强,有助于湖面热通量的增加和对流边界层的增长。(3)受制于湖泊与陆地热力性质的巨大差异,湖泊沿岸地区大气边界层存在跃变和不连续性,在探空廓线中得到体现,湖泊与陆地两种边界层的相互侵袭受到局地风场环流的显著影响。

关键词：湖泊大气边界层非均匀下垫面冷空气感热通量

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用气象要素确立的当地发生沙尘暴的可能性指数

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地球科学前沿（汉斯） 2011年第1期1卷 7-15页

作者：李万源吕世华董治宝王式功沈志宝陈玉春余晔奥银焕中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室兰州

本文利用甘肃省60 个测站1954-2005 年间春季17 个气象要素处于不同大小等级时沙尘暴发生的频率,有效建立了表征和判断某日沙尘暴发生可能性的气象指数,并据此给出判断某日沙尘暴能否发生的气象判据,为预报沙尘暴和填补历史资料提供了... 详细信息

本文利用甘肃省60 个测站1954-2005 年间春季17 个气象要素处于不同大小等级时沙尘暴发生的频率,有效建立了表征和判断某日沙尘暴发生可能性的气象指数,并据此给出判断某日沙尘暴能否发生的气象判据,为预报沙尘暴和填补历史资料提供了一条新途径。分析表明:一般而言,要素与沙尘暴的关联程度越大,其对沙尘暴事件能否发生的影响强度也越大;各要素与沙尘暴的关联程度及其对后者的影响强度具有明显的区域性差异;就全省而言,所研究要素中最大风速、风速、最大风速风向、日照时数、蒸发量、相对湿度、最小相对湿度、最低气压以及水汽压与沙尘暴的关联程度最大,它们对沙尘暴的影响强度也是最大的。

关键词：气象要素沙尘暴发生可能性指数有无沙尘暴判据

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青藏高原地区双极性窄脉冲放电特征

青藏高原地区双极性窄脉冲放电特征

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创新驱动发展提高气象灾害防御能力——第30届中国气象学会年会

作者：王彦辉张广庶李亚珺张荣刘妍秀中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室

利用闪电VHF辐射源三维定位系统及宽带电场测量仪器,对青藏高原地区(中心站位于下旧庄明德小学(东经118.0844,北纬37.8283))两次雷暴电学活动中的双极性窄脉冲放电事件(Narrow Bipolarpulses Event,NBEs)进行了观测分析,两次雷暴过程中... 详细信息

利用闪电VHF辐射源三维定位系统及宽带电场测量仪器,对青藏高原地区(中心站位于下旧庄明德小学(东经118.0844,北纬37.8283))两次雷暴电学活动中的双极性窄脉冲放电事件(Narrow Bipolarpulses Event,NBEs)进行了观测分析,两次雷暴过程中共发生284例NBEs放电事件,正极性NBEs占88%,负极性NBEs占12%,青藏高原地区NBEs超过98%的没有明显反射脉冲对。有些NBEs放电过程具有双峰特征。宽带电场NBEs上升沿平均值约2.1μs、持续时间平均值约19.7μs、半峰宽度平均值约5.4μs、VHF辐射持续时间平均值约9.6μs,这些参数与平原地区获得的NBEs参数无明显差别。利用闪电VHF辐射源三位定位系统获得了106例NBEs的三维定位信息,其中负极性定位结果只有7例,定位结果显示NBEs发生高度在距地面3-18km之间,正极性NBEs平均发生高度约为距地面7350米,负极性NBEs平均发生高度约为距地面8250米。在267-273MHz频段内,NBEs辐射峰值功率为3.68-620kW,一般大于闪电辐射源峰值功率一个量级以上。根据雷暴雷达回波与NBEs定位资料的对比发现,NBEs一般发生于强对流边缘。在高原地区,一般NBEs发生在中大尺度雷暴过程中,局地雷暴罕有NBEs发生。

关键词：双极性窄脉冲闪电VHF辐射源三位定位系统雷暴辐射峰值功率

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WRF_Lake湖气模式对我国太湖的湖温模拟应用评估

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气象 2014年第2期40卷 166-173页

作者：古红萍沈学顺金继明赵林肖薇王咏薇中国气象科学研究院北京100081 中国科学院大学北京100049 中国气象局数值预报中心北京100081 美国犹他州立大学犹他84321 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程和气候变化重点实验室兰州730000 南京信息工程大学大气环境中心南京210044

文章把一维热扩散湖模式成功地耦合到中尺度天气研究和预报模式WRF3.2中,建立了湖气耦合模式。并用太湖区梅梁湾获得的2010年8月11—28日的观测资料对该耦合模式模拟湖温的能力进行了初步评估。设计了3组方案进行对照试验,分别为:(1)没... 详细信息

文章把一维热扩散湖模式成功地耦合到中尺度天气研究和预报模式WRF3.2中,建立了湖气耦合模式。并用太湖区梅梁湾获得的2010年8月11—28日的观测资料对该耦合模式模拟湖温的能力进行了初步评估。设计了3组方案进行对照试验,分别为:(1)没有加入湖模块的WRF模式试验(WRF);(2)没有对参数进行优化的原始耦合模式试验(WRF_Lake_Old);(3)对3个参数进行优化后的耦合模式试验(WRF_Lake_New)。结果表明耦合了湖泊模块并且参数优化后的湖气耦合模式(WRF_Lake_New)比没有包含湖面方案的WRF模式对太湖水温的模拟能力有了很大的改进。WRF_Lake_New能够合理地模拟出太湖梅梁湾上湖表温度的日变化,模拟的湖表温度误差范围平均在±1℃左右,模拟的空气温度平均误差范围在±0.5℃以内,模拟的感、潜热通量也与观测更为接近。该耦合模式在太湖的初步评估结果表明,该湖气耦合模式为下一步研究湖泊过程和湖气相互作用提供了重要的工具。

关键词：湖气耦合模式太湖湖表温度参数优化

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大规模风电场建成后对风能资源影响的研究

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高原气象 2012年第4期31卷 1139-1144页

作者：刘磊高晓清陈伯龙汪宁渤中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程和气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院研究生院北京100049 兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 甘肃省电力公司风电技术中心甘肃兰州730070

考虑了千万千瓦级风电基地建成后风电机群对近地面层风速的影响,采用Frandsen研究了大规模风电场内部风速损失时所使用的方法,在内边界层已经充分发展成新边界层的区域内,对轮毂高度65m处风速Uh进行了计算。结果表明,风电场建成后研究区... 详细信息

考虑了千万千瓦级风电基地建成后风电机群对近地面层风速的影响,采用Frandsen研究了大规模风电场内部风速损失时所使用的方法,在内边界层已经充分发展成新边界层的区域内,对轮毂高度65m处风速Uh进行了计算。结果表明,风电场建成后研究区内,风速Uh与未建场时的65m风速U0相比变小,存在风速损失,该风速损失随着U0的增大而减小,与风电机的推力系数CT性质有关;大规模风电场建成后,Uh在3～20m.s-1范围内的平均风功率密度与未建场时U0在此范围内的平均风功率密度相比损失约为58.45%,这与建场地区建场前65m处风速值大小以及各风速值出现的概率有关。

关键词：风电场地表粗糙度对数风廓线推力系数

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光伏电站对荒漠地区土壤温度的影响研究

光伏电站对荒漠地区土壤温度的影响研究

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2015中国光伏大会暨第十五届中国光伏学术年会

作者：杨丽薇高晓清惠小英中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室 730000

利用格尔木大型光伏电站内外一整年的观测资料，对比分析了站内外的土壤温度变化特征，结果表明：在土壤浅层，站内外土壤温度日变化差异明显，5cm层土温日最大值相差9.7℃，土壤温度日较差站内明显低于站外，光伏装置具有保温作用。站... 详细信息

利用格尔木大型光伏电站内外一整年的观测资料，对比分析了站内外的土壤温度变化特征，结果表明：在土壤浅层，站内外土壤温度日变化差异明显，5cm层土温日最大值相差9.7℃，土壤温度日较差站内明显低于站外，光伏装置具有保温作用。站内5～180cm各层土壤温度年较差均大于站外;在冬季，站外各层土壤温度均明显高于站内，光伏电站是冷源。

关键词：土壤温度光伏电站荒漠地区

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