2021年第49卷第4期文章目次
2021, 49(4):509-516.
摘要:
中国沿海地区以及濒临海域经常发生多种灾害性天气，包括大风、暴雨、大雾和海上强对流天气等，原位探测资料的缺乏极大影响了这些天气生消演变规律的深入研究以及预报准确性的提高。为了实现海上自动部署、机动安全和实时的多要素原位探测，研发了一种基于太阳能无人艇的海洋气象水文探测系统，工程样机命名为MWO-I（Marine Weather Observer-I），2015—2019年该系统进行了多次海上试验。本文对这一长航时海洋气象探测系统进行介绍，并给出2018年4月一次海上探测试验个例的初步结果。
中国沿海地区以及濒临海域经常发生多种灾害性天气，包括大风、暴雨、大雾和海上强对流天气等，原位探测资料的缺乏极大影响了这些天气生消演变规律的深入研究以及预报准确性的提高。为了实现海上自动部署、机动安全和实时的多要素原位探测，研发了一种基于太阳能无人艇的海洋气象水文探测系统，工程样机命名为MWO-I（Marine Weather Observer-I），2015—2019年该系统进行了多次海上试验。本文对这一长航时海洋气象探测系统进行介绍，并给出2018年4月一次海上探测试验个例的初步结果。
2021, 49(4):517-523.
摘要:
目前我国新一代天气雷达正升级为双偏振体制，CINRAD/SAD双偏振天气雷达对气象目标差分反射率（ZDR）的精确测量是参数标定的重要环节。对徐州双偏振雷达配置VCPsect扫描模式，采用目标方位±5°的扇扫组合，且关闭地物等所有雷达滤波算法，用无人机分别携带2种标准金属球开展ZDR标定试验。分析试验结果，发现采用40 cm金属球，控制无人机与金属球间隔为68 m时，ZDR平均值为-0.265 dB，最小为-0.125 dB，最大为-0.375 dB，满足雷达定标ZDR的技术要求。研究结果为业务雷达开展双偏振雷达定标ZDR提供了技术方案。
目前我国新一代天气雷达正升级为双偏振体制，CINRAD/SAD双偏振天气雷达对气象目标差分反射率（ZDR）的精确测量是参数标定的重要环节。对徐州双偏振雷达配置VCPsect扫描模式，采用目标方位±5°的扇扫组合，且关闭地物等所有雷达滤波算法，用无人机分别携带2种标准金属球开展ZDR标定试验。分析试验结果，发现采用40 cm金属球，控制无人机与金属球间隔为68 m时，ZDR平均值为-0.265 dB，最小为-0.125 dB，最大为-0.375 dB，满足雷达定标ZDR的技术要求。研究结果为业务雷达开展双偏振雷达定标ZDR提供了技术方案。
2021, 49(4):524-528.
摘要:
本文借鉴国标GB/T24559海洋螺旋桨式风向风速计中的测试方法及测试点，在低速直路风洞中，对螺旋桨测风仪进行测试，并依据JJF1059.12012测量不确定度的评定与表示要求，对风速7个校准点分别进行重复试验，采用极差法进行A类不确定度评定，并分析测试过程中的B类不确定来源，进行B类不确定度评定。结果表明：在WZ860070E型直路风洞中对螺旋桨测风仪进行风速校准测试的方法是可行的。同时，2 m/s以上各测试点均能满足3倍量传关系。
本文借鉴国标GB/T24559海洋螺旋桨式风向风速计中的测试方法及测试点，在低速直路风洞中，对螺旋桨测风仪进行测试，并依据JJF1059.12012测量不确定度的评定与表示要求，对风速7个校准点分别进行重复试验，采用极差法进行A类不确定度评定，并分析测试过程中的B类不确定来源，进行B类不确定度评定。结果表明：在WZ860070E型直路风洞中对螺旋桨测风仪进行风速校准测试的方法是可行的。同时，2 m/s以上各测试点均能满足3倍量传关系。
2021, 49(4):529-534.
摘要:
针对目前气象观测设备中蓄电池电量的在线检测装置几乎空白的现象，综合运用蓄电池的交流注入法检测、物联网等技术，电池两端注入交流横流信号，通过蓄电池的相位角和内阻计算蓄电池电量，在实际应用中对检测流程进行了实验和改进，增加了Kalman滤波降低干扰，实现了蓄电池电量的可靠直接在线测量。并根据此方法给出了硬件电路的具体实现，在实际业务中进行了应用，具有较高的可操作性、准确性、一致性。
针对目前气象观测设备中蓄电池电量的在线检测装置几乎空白的现象，综合运用蓄电池的交流注入法检测、物联网等技术，电池两端注入交流横流信号，通过蓄电池的相位角和内阻计算蓄电池电量，在实际应用中对检测流程进行了实验和改进，增加了Kalman滤波降低干扰，实现了蓄电池电量的可靠直接在线测量。并根据此方法给出了硬件电路的具体实现，在实际业务中进行了应用，具有较高的可操作性、准确性、一致性。
2021, 49(4):535-541.
摘要:
随着气象数值模式的发展完善，已广泛应用于国家级和区域中心，研发力量地理上分散。支撑数值模式运行的高性能计算机系统呈现出异构众核的发展趋势，模式研发的学科交叉衍生性越发明显，分布式模式研发的高效协同共享成为一个亟待解决的问题。本文基于Git建立了一个代码管理协作共享平台METCODE，实现了气象数值模式的代码版本管理、集成协作共享与过程管理，方便地支持分布式团队的合作研发。平台已在气象数值模式的研发中成功应用，应用效益良好。
随着气象数值模式的发展完善，已广泛应用于国家级和区域中心，研发力量地理上分散。支撑数值模式运行的高性能计算机系统呈现出异构众核的发展趋势，模式研发的学科交叉衍生性越发明显，分布式模式研发的高效协同共享成为一个亟待解决的问题。本文基于Git建立了一个代码管理协作共享平台METCODE，实现了气象数值模式的代码版本管理、集成协作共享与过程管理，方便地支持分布式团队的合作研发。平台已在气象数值模式的研发中成功应用，应用效益良好。
2021, 49(4):542-551.
摘要:
基于GRAPES全球集合预报系统（GRAPESGEPS）及2020年2月13—16日的全国寒潮天气过程，开发出一类新的集合预报产品—K均值聚类产品。采用爬山法确定最佳聚类数量，并采用K均值聚类算法对集合样本进行分类。结果表明，该方法的500 hPa位势高度场所有类别的聚类产品均呈现出中高纬Ω形的环流形势及低压系统后部冷平流的走向，发生概率最高的聚类产品最能反映实况中环流形势的分布。对于850 hPa温度场，其聚类产品均呈现出全国温度从北到南呈带状逐渐增加的空间分布特征，发生概率最高的第一类聚类产品与实况最为接近。对于10 m风速聚类产品，在较大风速处，集合样本离散度较大，不同类别的风速大小差异显著；发生概率较高的第一类聚类产品，其对天津及周边地区10 m风速的分布及强度描述均较准确，并能提供有价值的预报信息。K均值聚类能有效地实现集合预报样本信息的浓缩，该产品可为预报员判断某一时次的天气预报提供直观指导。
基于GRAPES全球集合预报系统（GRAPESGEPS）及2020年2月13—16日的全国寒潮天气过程，开发出一类新的集合预报产品—K均值聚类产品。采用爬山法确定最佳聚类数量，并采用K均值聚类算法对集合样本进行分类。结果表明，该方法的500 hPa位势高度场所有类别的聚类产品均呈现出中高纬Ω形的环流形势及低压系统后部冷平流的走向，发生概率最高的聚类产品最能反映实况中环流形势的分布。对于850 hPa温度场，其聚类产品均呈现出全国温度从北到南呈带状逐渐增加的空间分布特征，发生概率最高的第一类聚类产品与实况最为接近。对于10 m风速聚类产品，在较大风速处，集合样本离散度较大，不同类别的风速大小差异显著；发生概率较高的第一类聚类产品，其对天津及周边地区10 m风速的分布及强度描述均较准确，并能提供有价值的预报信息。K均值聚类能有效地实现集合预报样本信息的浓缩，该产品可为预报员判断某一时次的天气预报提供直观指导。
2021, 49(4):552-560.
摘要:
为了获取降水日变化的空间分布模式，本文采用K均值聚类算法对中国陆地区域的夏季逐时格网降水数据进行了聚类。首先，采用K均值聚类算法对每个格网上的逐时降水数据进行聚类。然后，根据每一聚类的降水日变化峰值，将具有相似峰值时间的聚类合并成为一个分类。合并后的分类对应一种降水日变化类型，分类中的格网边界则构成了该类降水日变化的空间分布模式。研究结果表明，中国大部分地区的降水量日变化由降水频率日变化主导。此外，一些盛行夜雨区域在空间分布上表现出从西向东的分布模式，且降水日变化峰值时间表现出了从西向东逐渐延迟的现象。结合地形分析，研究发现一些夜雨区的降水峰值延迟现象与MPS环流效应导致的雨带移动现象较为一致，得出MPS(MountainPlain Solenoid)环流效应是导致这些地区盛行夜雨的结论。本文研究结果可为探索降水日变化的形成机理提供线索，也可为研究其他地区降水日变化提供参考。
为了获取降水日变化的空间分布模式，本文采用K均值聚类算法对中国陆地区域的夏季逐时格网降水数据进行了聚类。首先，采用K均值聚类算法对每个格网上的逐时降水数据进行聚类。然后，根据每一聚类的降水日变化峰值，将具有相似峰值时间的聚类合并成为一个分类。合并后的分类对应一种降水日变化类型，分类中的格网边界则构成了该类降水日变化的空间分布模式。研究结果表明，中国大部分地区的降水量日变化由降水频率日变化主导。此外，一些盛行夜雨区域在空间分布上表现出从西向东的分布模式，且降水日变化峰值时间表现出了从西向东逐渐延迟的现象。结合地形分析，研究发现一些夜雨区的降水峰值延迟现象与MPS环流效应导致的雨带移动现象较为一致，得出MPS(MountainPlain Solenoid)环流效应是导致这些地区盛行夜雨的结论。本文研究结果可为探索降水日变化的形成机理提供线索，也可为研究其他地区降水日变化提供参考。
2021, 49(4):561-568.
摘要:
基于SWCWARMS模式9 km×9 km分辨率逐小时降水预报，通过时间滞后集合预报方法构建多个集合成员，使用SAL评分值计算相应集合成员的权重系数，进行不等权集合平均，从而得到新的逐小时降水预报。利用SAL、TS和BIAS检验方法对四川省2019年8月的逐小时降水量时间滞后集合预报及相应的SWCWARMS模式最新时次预报进行对比分析，结果表明：①时间滞后集合预报SAL检验的L值和A值都较模式预报更接近于0，较好地改善了降水位置和强度的整体预报水平；②时间滞后集合预报对逐小时降水晴雨TS评分提升明显，评分提高百分率在10%左右，有效地减小了模式在晴雨方面的空报；③临近预报时效，时间滞后集合预报方法对于大量级降水预报也有较好的订正效果。
基于SWCWARMS模式9 km×9 km分辨率逐小时降水预报，通过时间滞后集合预报方法构建多个集合成员，使用SAL评分值计算相应集合成员的权重系数，进行不等权集合平均，从而得到新的逐小时降水预报。利用SAL、TS和BIAS检验方法对四川省2019年8月的逐小时降水量时间滞后集合预报及相应的SWCWARMS模式最新时次预报进行对比分析，结果表明：①时间滞后集合预报SAL检验的L值和A值都较模式预报更接近于0，较好地改善了降水位置和强度的整体预报水平；②时间滞后集合预报对逐小时降水晴雨TS评分提升明显，评分提高百分率在10%左右，有效地减小了模式在晴雨方面的空报；③临近预报时效，时间滞后集合预报方法对于大量级降水预报也有较好的订正效果。
2021, 49(4):569-578.
摘要:
利用常规气象观测资料、加密自动站资料及NCEP再分析资料，对2019年春季江西两次强对流天气（以下简称“3·21”、“4·9”过程）作对比分析。结果表明：①两次过程都由冷空气进入地面倒槽触发，“3·21”过程冷暖空气的辐合明显；“4·9”过程锋面辐合较弱，冷锋移动快。②“3·21”过程对流发生时湿层更深厚，对流层高层高值位涡库自上而下呈漏斗状延伸至400 hPa，“干侵入”特征明显；“4·9”过程中低层整体湿度条件较差，中高层有明显干空气卷入，冷却蒸发作用导致的强下沉气流引发地面大风。③“3·21”过程回波有明显弓形特征，中气旋数量达9个；强冷空气从3 km高度侵入，动量迅速下传，移速快，对大风等强对流预警有指示意义；“4·9”过程侵入冷空气浅薄，单体风暴VIL小，短临预警低估大风可能性大。
利用常规气象观测资料、加密自动站资料及NCEP再分析资料，对2019年春季江西两次强对流天气（以下简称“3·21”、“4·9”过程）作对比分析。结果表明：①两次过程都由冷空气进入地面倒槽触发，“3·21”过程冷暖空气的辐合明显；“4·9”过程锋面辐合较弱，冷锋移动快。②“3·21”过程对流发生时湿层更深厚，对流层高层高值位涡库自上而下呈漏斗状延伸至400 hPa，“干侵入”特征明显；“4·9”过程中低层整体湿度条件较差，中高层有明显干空气卷入，冷却蒸发作用导致的强下沉气流引发地面大风。③“3·21”过程回波有明显弓形特征，中气旋数量达9个；强冷空气从3 km高度侵入，动量迅速下传，移速快，对大风等强对流预警有指示意义；“4·9”过程侵入冷空气浅薄，单体风暴VIL小，短临预警低估大风可能性大。
2021, 49(4):579-588.
摘要:
利用蚌埠S波段双偏振多普勒雷达资料，对安徽省宿州市2020年7月22日的龙卷天气进行了分析。结果表明:在梅雨期暴雨天气形势下，较低的抬升凝结高度、较强的中低层垂直风切变为龙卷提供了有利的环境背景。龙卷发生在梅雨锋南端的超级单体风暴中，底层的右后方出现钩状回波。风暴参数、中气旋、龙卷涡旋(TVS)特征参数在龙卷过程中的急剧变化，对提前预警和判断龙卷是否发生有较好的指示意义。龙卷发生前单体风暴最大反射率因子、垂直累积液态水、顶高都跃增，底高明显降低，龙卷发生在最大反射率因子高度骤降到风暴底部之时。雷达在龙卷发生前24 min探测到中气旋，在42 min前探测到TVS。龙卷发生前中气旋顶高跃增、最大切变量高度骤降，龙卷发生在底高降到1 km以下，同时顶高骤降、最大切变量高度降到中气旋底部之时。龙卷发生前TVS顶高和最大切变量跃增、最大切变量高度骤降，龙卷发生时顶高骤降，最大切变量高度也随之降到TVS底部。在底层钩状回波末端处观测到零滞后相关系数、差分反射率低值区的龙卷碎片特征。
利用蚌埠S波段双偏振多普勒雷达资料，对安徽省宿州市2020年7月22日的龙卷天气进行了分析。结果表明:在梅雨期暴雨天气形势下，较低的抬升凝结高度、较强的中低层垂直风切变为龙卷提供了有利的环境背景。龙卷发生在梅雨锋南端的超级单体风暴中，底层的右后方出现钩状回波。风暴参数、中气旋、龙卷涡旋(TVS)特征参数在龙卷过程中的急剧变化，对提前预警和判断龙卷是否发生有较好的指示意义。龙卷发生前单体风暴最大反射率因子、垂直累积液态水、顶高都跃增，底高明显降低，龙卷发生在最大反射率因子高度骤降到风暴底部之时。雷达在龙卷发生前24 min探测到中气旋，在42 min前探测到TVS。龙卷发生前中气旋顶高跃增、最大切变量高度骤降，龙卷发生在底高降到1 km以下，同时顶高骤降、最大切变量高度降到中气旋底部之时。龙卷发生前TVS顶高和最大切变量跃增、最大切变量高度骤降，龙卷发生时顶高骤降，最大切变量高度也随之降到TVS底部。在底层钩状回波末端处观测到零滞后相关系数、差分反射率低值区的龙卷碎片特征。
2021, 49(4):589-596.
摘要:
为了研究高原机场的风切变特征，本文利用丽江机场自动观测站资料、NCEP再分析资料，引入三维激光雷达测风资料，对丽江机场2020年3月29日晴空低空风切变特征进行分析。结果表明，此次低空风切变过程主要是受地面变压风辐合、地面增温湍流加强以及动量下传等因素共同影响而形成的。风切变发生期间低空环境风场与地面风场变化基本吻合。5次低空风切变事件中，出现在11:00—12:20风向转变期间的2次风切变为侧风风向切变，出现在12:20—14:20风速逐渐增大期间的3次风切变为风速切变。风切变指数均大于0.1（1/s），切变强度为中度及以上，严重影响飞行安全。研究结果为机场风切变的激光测风雷达监测预警提供了参考依据。
为了研究高原机场的风切变特征，本文利用丽江机场自动观测站资料、NCEP再分析资料，引入三维激光雷达测风资料，对丽江机场2020年3月29日晴空低空风切变特征进行分析。结果表明，此次低空风切变过程主要是受地面变压风辐合、地面增温湍流加强以及动量下传等因素共同影响而形成的。风切变发生期间低空环境风场与地面风场变化基本吻合。5次低空风切变事件中，出现在11:00—12:20风向转变期间的2次风切变为侧风风向切变，出现在12:20—14:20风速逐渐增大期间的3次风切变为风速切变。风切变指数均大于0.1（1/s），切变强度为中度及以上，严重影响飞行安全。研究结果为机场风切变的激光测风雷达监测预警提供了参考依据。
2021, 49(4):597-603.
摘要:
利用山西省1960—2019年108个地面气象观测站的风速观测资料，采用线性拟合、MK检验等方法分析了近60年山西省地面风速的变化特征。结果表明：山西省晋西北及西部山区、晋中市北部、长治市东南部、运城盆地西南部等地风速较大，中部断陷盆地区风速较小；春季风速最大，冬季和夏季次之，秋季最小；近60年山西省年和四季平均风速变化趋势和阶段特征较为明显，20世纪60—70年代前期，风速为增加趋势，之后到80年代末期减少趋势明显，90年代开始风速减少趋势变缓；而冬季风速则自1990年之后显著增加。经MK检验可知，年、春、夏和秋季平均风速突变时间点均在20世纪80年代初，年和秋季在1982年、春季和夏季在1984年;冬季则没有显著突变发生。
利用山西省1960—2019年108个地面气象观测站的风速观测资料，采用线性拟合、MK检验等方法分析了近60年山西省地面风速的变化特征。结果表明：山西省晋西北及西部山区、晋中市北部、长治市东南部、运城盆地西南部等地风速较大，中部断陷盆地区风速较小；春季风速最大，冬季和夏季次之，秋季最小；近60年山西省年和四季平均风速变化趋势和阶段特征较为明显，20世纪60—70年代前期，风速为增加趋势，之后到80年代末期减少趋势明显，90年代开始风速减少趋势变缓；而冬季风速则自1990年之后显著增加。经MK检验可知，年、春、夏和秋季平均风速突变时间点均在20世纪80年代初，年和秋季在1982年、春季和夏季在1984年;冬季则没有显著突变发生。
2021, 49(4):604-611.
摘要:
利用陕西省2016年97站逐日5 cm土壤温度观测数据，结合相关系数、平均偏差和均方根误差等统计参数，评估了中国气象局陆面数据同化系统CLDAS2.0和美国全球陆面数据同化系统不同陆面模式（NoahGLDAS2.1,NoahGLDAS1,CLMGLDAS1）土壤温度数据在陕西省的适用性。结果表明：①CLDAS2.0在陕西省的相关系数最高，均方根误差最小，NoahGLDAS2.1次之，NoahGLDAS1最差。②从陕西省3个区域的时间演变序列的分析可以看到，CLDAS2.0和NoahGLDAS2.1能很好模拟出土壤温度的季节变化以及日变化，NoahGLDAS1、CLMGLDAS1对于日变化的模拟较差，且前两者偏差也明显小于后两者。③NoahGLDAS2.1在陕北与关中地区土壤温度模拟能力与CLDAS2.0相差无几，但在陕南地区CLDAS2.0要好于NoahGLDAS2.1。总体来看，CLDAS2.0对陕西省土壤温度模拟能力最好，在陕西省有着更好的适用性。
利用陕西省2016年97站逐日5 cm土壤温度观测数据，结合相关系数、平均偏差和均方根误差等统计参数，评估了中国气象局陆面数据同化系统CLDAS2.0和美国全球陆面数据同化系统不同陆面模式（NoahGLDAS2.1,NoahGLDAS1,CLMGLDAS1）土壤温度数据在陕西省的适用性。结果表明：①CLDAS2.0在陕西省的相关系数最高，均方根误差最小，NoahGLDAS2.1次之，NoahGLDAS1最差。②从陕西省3个区域的时间演变序列的分析可以看到，CLDAS2.0和NoahGLDAS2.1能很好模拟出土壤温度的季节变化以及日变化，NoahGLDAS1、CLMGLDAS1对于日变化的模拟较差，且前两者偏差也明显小于后两者。③NoahGLDAS2.1在陕北与关中地区土壤温度模拟能力与CLDAS2.0相差无几，但在陕南地区CLDAS2.0要好于NoahGLDAS2.1。总体来看，CLDAS2.0对陕西省土壤温度模拟能力最好，在陕西省有着更好的适用性。
2021, 49(4):612-620.
摘要:
利用MODIS遥感产品计算内蒙古地区2000—2019年植被生长季的干旱严重指数(DSI)，并结合气象干旱综合指数(MCI)、植被状态指数(VCI)等干旱指数和典型干旱过程，对DSI在内蒙古地区的适用性进行分析。研究表明，DSI与MCI、VCI的平均相关系数为0.509和0.839，分别通过0.05和0.01的显著性检验，具有较好的一致性。与MCI相比，DSI具有更高的空间分辨率，能反映不同植被类型抗旱能力的差异和区域植被改善后抗旱能力的增强。与VCI相比，DSI受高植被覆盖区归一化植被指数(NDVI)饱和现象的影响更小，并在干旱缓解期的灵敏性更高。DSI在内蒙古地区的适用性较好，可在干旱监测研究与业务中进行尝试和使用。
利用MODIS遥感产品计算内蒙古地区2000—2019年植被生长季的干旱严重指数(DSI)，并结合气象干旱综合指数(MCI)、植被状态指数(VCI)等干旱指数和典型干旱过程，对DSI在内蒙古地区的适用性进行分析。研究表明，DSI与MCI、VCI的平均相关系数为0.509和0.839，分别通过0.05和0.01的显著性检验，具有较好的一致性。与MCI相比，DSI具有更高的空间分辨率，能反映不同植被类型抗旱能力的差异和区域植被改善后抗旱能力的增强。与VCI相比，DSI受高植被覆盖区归一化植被指数(NDVI)饱和现象的影响更小，并在干旱缓解期的灵敏性更高。DSI在内蒙古地区的适用性较好，可在干旱监测研究与业务中进行尝试和使用。
2021, 49(4):621-628.
摘要:
本文以2020年8月21日在祁连山开展的人工增雨外场试验为例，分析了祁连山北坡雨滴谱特征和增雨作业前后雨滴谱特征参量和谱型的变化。结果表明：虽然此次降水不均匀，但北坡3个试验点微物理参量特征值的演变较接近，平均雨滴谱谱宽均较小，谱型基本一致，均为单峰型，峰值出现在0.5 mm左右。Gamma分布对雨滴谱的拟合效果较好，分布曲线能较准确地反映实际雨滴谱的分布形态，但在峰值段(0.5 mm)拟合值有偏差，拟合结果略小于实测谱。ZI之间满足对数相关，拟合优度R2值都在0.86以上，有较好的拟合关系。作业后雨滴尺度、总数浓度、雨强等均出现增大趋势，作业后雨滴谱的谱宽逐渐增大，作业后10 min，峰型由单峰转变为双峰，作业后30 min、60 min，谱宽持续增大，说明此时云内小雨滴间的碰并过程开始出现，产生了较大尺度的雨滴。
本文以2020年8月21日在祁连山开展的人工增雨外场试验为例，分析了祁连山北坡雨滴谱特征和增雨作业前后雨滴谱特征参量和谱型的变化。结果表明：虽然此次降水不均匀，但北坡3个试验点微物理参量特征值的演变较接近，平均雨滴谱谱宽均较小，谱型基本一致，均为单峰型，峰值出现在0.5 mm左右。Gamma分布对雨滴谱的拟合效果较好，分布曲线能较准确地反映实际雨滴谱的分布形态，但在峰值段(0.5 mm)拟合值有偏差，拟合结果略小于实测谱。ZI之间满足对数相关，拟合优度R2值都在0.86以上，有较好的拟合关系。作业后雨滴尺度、总数浓度、雨强等均出现增大趋势，作业后雨滴谱的谱宽逐渐增大，作业后10 min，峰型由单峰转变为双峰，作业后30 min、60 min，谱宽持续增大，说明此时云内小雨滴间的碰并过程开始出现，产生了较大尺度的雨滴。
2021, 49(4):629-636.
摘要:
利用AERONET太湖站2007—2010年大气气溶胶光学特性数据，基于马氏距离聚类分析对太湖地区气溶胶进行分类研究。结果表明，气溶胶光学厚度(AOD)夏季达到最大(1.29)，Angstrom波长指数(AE)在秋季达到最大(1.31)；单散射反照率(SSA)均值在春季和秋季达到最大(0.92)；不对称因子(ASY)均值在夏季达到最大(066)；气溶胶粒子谱分布呈现双峰分布；太湖地区气溶胶粗模态粒子主要来源于北方的沙尘以及近海海域的海盐颗粒，细模态粒子主要来自人为污染尤其是汽车尾气、工业废气等的排放；吸收性气溶胶光学厚度(AAOD)夏季出现最大值0.11，AE夏季出现最小值1.0，说明该地区气溶胶粒子包含了典型的黑碳气溶胶。太湖地区混合类气溶胶占比最多(54.08%),其次是城市工业类气溶胶(18.95%)；不同类型气溶胶占比的季节性差异较明显，秋季混合类型气溶胶占比最大(65.30%)，城市工业类型在夏季占比最高(32.07%)，春季受到远距离输送的影响，沙尘类占比最高(21.01%)。
利用AERONET太湖站2007—2010年大气气溶胶光学特性数据，基于马氏距离聚类分析对太湖地区气溶胶进行分类研究。结果表明，气溶胶光学厚度(AOD)夏季达到最大(1.29)，Angstrom波长指数(AE)在秋季达到最大(1.31)；单散射反照率(SSA)均值在春季和秋季达到最大(0.92)；不对称因子(ASY)均值在夏季达到最大(066)；气溶胶粒子谱分布呈现双峰分布；太湖地区气溶胶粗模态粒子主要来源于北方的沙尘以及近海海域的海盐颗粒，细模态粒子主要来自人为污染尤其是汽车尾气、工业废气等的排放；吸收性气溶胶光学厚度(AAOD)夏季出现最大值0.11，AE夏季出现最小值1.0，说明该地区气溶胶粒子包含了典型的黑碳气溶胶。太湖地区混合类气溶胶占比最多(54.08%),其次是城市工业类气溶胶(18.95%)；不同类型气溶胶占比的季节性差异较明显，秋季混合类型气溶胶占比最大(65.30%)，城市工业类型在夏季占比最高(32.07%)，春季受到远距离输送的影响，沙尘类占比最高(21.01%)。
2021, 49(4):637-646.
摘要:
基于南京地区2014—2016年逐日电力负荷资料，采用谐波分析、功率谱等方法分析该地区电力负荷的变化规律及其与自然周的关系，并对极端电力负荷日中离差曲线型与气温、湿度等气象要素及环流形势的关系进行分析。结果表明：南京地区电力负荷的季节变化呈双峰型；在季节内(月际)尺度上，存在30 d周期；在月内尺度上，存在7 d周期且与自然周同步。夏季极端负荷日离差曲线主要存在3种类型：典型双峰型（Ⅰ）、单峰型(Ⅱ)、非典型双峰型(Ⅲ)。Ⅰ型和Ⅲ型与气温和炎热指数均呈显著正相关，而3种类型都与相对湿度呈显著负相关。Ⅰ型对应环流场上副高持续控制南京地区，冷空气活动偏弱，气温日变化小；Ⅱ型对应冷空气活动频繁，副高具有东西摆动特征，南京常出现阵雨或雷阵雨天气；Ⅲ型对应的副高强度弱于Ⅰ型,冷空气强度弱于Ⅱ型。采用逐步回归方法建立极端负荷日的预测模型，3种型的平均相对误差分别为6.4%、5.6%和5.3%，较好地对极端电力负荷进行了定量预报。
基于南京地区2014—2016年逐日电力负荷资料，采用谐波分析、功率谱等方法分析该地区电力负荷的变化规律及其与自然周的关系，并对极端电力负荷日中离差曲线型与气温、湿度等气象要素及环流形势的关系进行分析。结果表明：南京地区电力负荷的季节变化呈双峰型；在季节内(月际)尺度上，存在30 d周期；在月内尺度上，存在7 d周期且与自然周同步。夏季极端负荷日离差曲线主要存在3种类型：典型双峰型（Ⅰ）、单峰型(Ⅱ)、非典型双峰型(Ⅲ)。Ⅰ型和Ⅲ型与气温和炎热指数均呈显著正相关，而3种类型都与相对湿度呈显著负相关。Ⅰ型对应环流场上副高持续控制南京地区，冷空气活动偏弱，气温日变化小；Ⅱ型对应冷空气活动频繁，副高具有东西摆动特征，南京常出现阵雨或雷阵雨天气；Ⅲ型对应的副高强度弱于Ⅰ型,冷空气强度弱于Ⅱ型。采用逐步回归方法建立极端负荷日的预测模型，3种型的平均相对误差分别为6.4%、5.6%和5.3%，较好地对极端电力负荷进行了定量预报。
2021, 49(4):647-653.
摘要:
基于辽宁省1981—2010年雷暴日数据、2012—2019年闪电定位数据和2015年公里网格GDP及人口数据，采用AHP法、风险矩阵法和 ArcGIS 空间分析方法，分析了辽宁省闪电活动时空特征，得出10 km×10 km网格区域雷电易发等级及应对等级。结果表明：辽宁省2012—2019年闪电活动日数总体呈下降趋势。闪电活动主要发生在6—9月，总闪和负闪最大值出现在8月，正闪活动最大值出现在6月；辽宁地区年平均雷暴日数的空间分布趋势呈现北部比南部多，东西部比中部多，从地形地貌上看，辽宁地区雷暴日数空间分布符合山地大于平原，平原大于沿海地区的分布规律。辽宁地区雷电易发区域呈自中部丘陵和平原地区向东西部山区逐渐递减的分布趋势，雷电易发区域与经济发达区大体重叠，需引起重视。
基于辽宁省1981—2010年雷暴日数据、2012—2019年闪电定位数据和2015年公里网格GDP及人口数据，采用AHP法、风险矩阵法和 ArcGIS 空间分析方法，分析了辽宁省闪电活动时空特征，得出10 km×10 km网格区域雷电易发等级及应对等级。结果表明：辽宁省2012—2019年闪电活动日数总体呈下降趋势。闪电活动主要发生在6—9月，总闪和负闪最大值出现在8月，正闪活动最大值出现在6月；辽宁地区年平均雷暴日数的空间分布趋势呈现北部比南部多，东西部比中部多，从地形地貌上看，辽宁地区雷暴日数空间分布符合山地大于平原，平原大于沿海地区的分布规律。辽宁地区雷电易发区域呈自中部丘陵和平原地区向东西部山区逐渐递减的分布趋势，雷电易发区域与经济发达区大体重叠，需引起重视。
2021, 49(4):654-661.
摘要:
基于2007—2018年浙江省ADTD闪电监测资料，分析该区域地闪时空分布特征，进而选用地闪密度和强度作为致灾要素，进行致灾危险性评估。结果表明：落雷日数和正地闪比例的年际变化均呈增长趋势，全年地闪集中发生于6—9月的12:00—20:00。春季正地闪比例高，地闪多发于傍晚和夜间；夏季日地闪落雷面积广、密度极值高，午后雷暴占主导地位。地闪密度相对高值区随季节演变而自西向东移动，年平均地闪密度总体呈浙中多南北少的特征。雷电流幅值主要分布于15～45 kA，地闪强度平均值在舟山最高（44.49 kA），台州最低（32.69 kA），地闪密度和强度的空间分布特征各异。致灾危险性极高等级在浙东沿海一带和杭州—绍兴交界呈片状分布，另在温州西北部、浙中和浙西地区呈絮状分布，致灾危险性与历史雷灾个数、人员伤亡总数的空间分布总体一致。
基于2007—2018年浙江省ADTD闪电监测资料，分析该区域地闪时空分布特征，进而选用地闪密度和强度作为致灾要素，进行致灾危险性评估。结果表明：落雷日数和正地闪比例的年际变化均呈增长趋势，全年地闪集中发生于6—9月的12:00—20:00。春季正地闪比例高，地闪多发于傍晚和夜间；夏季日地闪落雷面积广、密度极值高，午后雷暴占主导地位。地闪密度相对高值区随季节演变而自西向东移动，年平均地闪密度总体呈浙中多南北少的特征。雷电流幅值主要分布于15～45 kA，地闪强度平均值在舟山最高（44.49 kA），台州最低（32.69 kA），地闪密度和强度的空间分布特征各异。致灾危险性极高等级在浙东沿海一带和杭州—绍兴交界呈片状分布，另在温州西北部、浙中和浙西地区呈絮状分布，致灾危险性与历史雷灾个数、人员伤亡总数的空间分布总体一致。
2021, 49(4):662-670.
摘要:
搭建试验地网研究土壤中金属导体对接地电阻的影响。通过埋设不同形状金属导体，改变金属导体埋设深度、与试验地网相对距离，在不同点位测量试验地网接地电阻值。分析试验数据发现，埋地金属导体导致接地电阻测量值偏小，其中环形金属导体对接地电阻测量值影响最大，一形金属导体对接地电阻测量值影响最小；金属导体位于测试电压极外侧相比位于内侧时，对接地电阻测量值的影响更大；金属导体位于测试电压极内侧时，不同测试点位接地电阻测量值差异较大，金属导体位于测试电压极外侧时，各点位接地电阻测量值差异不大；金属导体埋设深度对接地电阻测量值影响不明显。
搭建试验地网研究土壤中金属导体对接地电阻的影响。通过埋设不同形状金属导体，改变金属导体埋设深度、与试验地网相对距离，在不同点位测量试验地网接地电阻值。分析试验数据发现，埋地金属导体导致接地电阻测量值偏小，其中环形金属导体对接地电阻测量值影响最大，一形金属导体对接地电阻测量值影响最小；金属导体位于测试电压极外侧相比位于内侧时，对接地电阻测量值的影响更大；金属导体位于测试电压极内侧时，不同测试点位接地电阻测量值差异较大，金属导体位于测试电压极外侧时，各点位接地电阻测量值差异不大；金属导体埋设深度对接地电阻测量值影响不明显。
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