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《南京信息工程大学》 2011年
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利用探空数据分析云垂直结构的方法及其应用研究

欧建军  
【摘要】:云的垂直结构特征,无论是对天气、气候还是人工影响天气都十分重要,但业务上直接有效的观测手段十分缺乏。本文首先通过对比,选取以相对湿度阈值法作为云垂直结构分析的方法,并利用地基云雷达、空基云雷达、地面观测、激光云高仪、风云反演云顶高度等资料验证了该方法分析云垂直结构的可行性及可用性。并对该方法的应用进行了研究,主要结果如下: 利用探空分析出的云垂直结构特征,对某一站点进行时间序列的分析,可得到该站点区域内云体的时间演变的情况;对多探空站点进行空间剖面的分析,就可以得到不同天气系统云系的空间结构特征。 利用探空对冻雨的温湿结构特征进行分析,结果表明:我国冻雨主要以暖雨机制为主,占总数73%,而冰相机制冻雨仅有27%;以暖雨机制产生的冻雨,云顶普遍不高(低于3km),而冰相机制冻雨云顶相对较高(可达9km);出现冻雨时地面温度(百叶箱温度)均低于0℃;冰相机制冻雨的暖层厚度基本在lkm以上,暖层最高温度平均在3℃以上;我国北方(北纬30°以北的地区)发生冻雨的机制比较单一,主要是冰相机制,南方(北纬30°以南)两种机制冻雨都存在,受地形影响,一般在海拔高的地区暖雨机制比冰相机制多。 采用相对湿度阈值法,利用2009年到2010年两年的资料,根据不同地理位置及气候区划选取10个站点进行云垂直结构特征分析,结果表明:我国平均云底高度为2361m,平均云顶高度为6383m,平均云厚为4022m,68.4%为有云天气,有云时单层云和多层云各占一半。云垂直结构特征存在季节变化的规律:云底高度随季节变化不大,而云顶高度在夏天达到最高,到冬天云顶最低,云厚与云顶变化一致。云垂直结构特征存在区域特征,尤其表现在湿润区和干旱区的差别:湿润地区云底高度较低,云层厚度和夹层厚度都较厚,而干旱地区云底高度较高,云层厚度和夹层厚度较薄;干旱地区无云比例较高,均在40%以上,即使有云也以单层居多,而湿润地区无云比例较少,有云时以多层云居多。降水云和非降水云也存在一定的区别:降水云云底低,云顶高,云层厚且夹层薄,而非降水云正好相反。 利用天气预报中的BS和TS评分方法,对不同相对湿度阈值进行评分分析,得到了不同高度上判断云的最佳相对湿度阈值,并对该阈值进行一系列的优化,最后得到一套适合于我国L波段探空秒数据的云垂直结构分析方法。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P426.5

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