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杨洁帆: 作品数：17 被引量：82H指数：5; 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>; 相关领域：天文地球环境科学与工程更多>>

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河北一次层状云系降水的微物理机制数值模拟与分析被引量：5: 2014年; 利用一维层状云模式,详细分析了2009年5月1日中国中东部地区一次层状云系的微物理结构和降水过程。结果表明:此次降水为层状云系降水,云系垂直结构符合顾震潮3层概念模型和"播种云—供给云"机制,其中第一层(上层:4.7—7.0 km)存在冰雪晶,雪主要通过冰晶自动转化和凝华增长;第二层(中层:2.6—4.6 km)有冰晶、雪、霰、云水和雨滴,此层贝吉龙过程作用明显;第三层(下层:1.3—2.5 km)主要粒子为云滴、雨滴及从上层融化的雪和霰,霰的融化对雨滴的形成贡献最大。云体发展成熟时,各层之间存在一定的播种—供应关系,如第一层向第二层顶部播撒雪和冰晶,第二层向第三层顶部播撒霰和雪。; 王秀娟姜忠宝杨洁帆夏葳张超; 关键词：层状云微物理

X波段双偏振雷达物理量时间—高度剖面的重构方法改进及应用研究: 2024年; 如何利用现有雷达体扫数据重构反射率或其它物理量的时间—高度剖面,提高雷达体扫垂直分辨率并使其适用于云微物理结构的分析,是近几年来雷达气象学的重点研究内容之一。本文基于分辨率更高的X波段双偏振雷达体扫数据,对目前最新的柱垂直廓线(Columnar Vertical Profile,简称CVP)重构算法从目标区范围的选取方面进行改进,使其能够应用于水平尺度较小的局地降水云以及发展演变迅速的对流云。结果显示:对于高原地区局地降水云个例,目标区选取5 km(径向范围)×10°(方位角范围)组成的较小扇形区域,与云雷达的对比显示,改进的CVP方法重构的基本反射率(ZH)垂直廓线体现了回波的垂直结构,尤其是中高层对流泡的结构特点,相应的时间—高度序列能够较好地反映回波顶高的变化以及中高层强度逐渐减弱、低层强度逐渐增加的特点;对于华北地区发展旺盛且局地水平不均匀的对流云个例,本文改进了原始的CVP重构目标区选取方法,对高、低仰角层采用变化的径向范围并调整插值参数,改进后重构的ZH垂直廓线有效避免了低层回波水平分布相对不均匀导致的重构分层结构,显示出高、低层回波特征以及不同阶段目标区云结构的转变。进一步对比改进前后CVP方法重构建立的各偏振量时间—高度序列,改进后准确显示了个例云系微物理特征及其随时间的变化,揭示了高原地区局地降水云中对流泡的形成及其播撒作用机制,华北地区对流云成熟阶段的各偏振量垂直分布特征及其演变。; 贾烁杨洁帆雷恒池韩辉邦韩辉邦周万福; 关键词：CVP 目标区微物理特征

微降水雷达测量精度分析被引量：10: 2017年; 利用数值模拟的方法,讨论了利用微降水雷达MRR(Micro Rain Radar)雷达功率谱密度反演降水参数时,MIE散射(米散射)效应、垂直气流(包括上升气流、下沉气流)对数浓度N、雷达反射率Z、雨强I、液态含水量LWC等参数的影响。MIE散射主要影响直径为1.20~4.00 mm的粒子,MIE散射效应影响的N、Z、I、LWC偏差的平均值分别为2.74 m-3 mm-1、1.47 d BZ、0.0061 mm h^(-1)、0.0004 g m-3。下沉气流使反演液滴直径偏大,上升气流使得反演的液滴直径偏小,下沉气流的影响更大,尤其是对低层影响大于高层。例如,在300 m高度上,当液滴直径为2.67 mm时,下沉气流为2.00 m s-1时,理论上反演的直径为8.07 mm,超出了MRR探测的阈值,其相对误差值能接近200%。下沉气流使得反射率谱向大粒子方向平移,且谱型展宽;上升气流则相反。将MRR资料与同步观测的THIES雨滴谱仪数据进行比对,分析MRR资料的可靠性。选取2015年4月1日01~12时(协调世界时)山东济南的一次降水过程,将MRR在300 m高度上反演的雷达反射率因子、雨强、数浓度、中值体积直径与雨滴谱仪资料进行对比。结果表明:两种仪器探测的Z、I、N、中值体积直径D0在时间序列上都有较好的吻合度,变化趋势和幅度相近,Z、I、D0的平均偏差分别为1.19 d BZ、0.34 mm h^(-1)、0.36 mm。MRR反演的I值偏大,而粒子直径偏小,分析了产生偏差的主要原因,除了探测系统偏差、分析方法本身存在的偏差外,上升气流导致的偏差不容忽视。这些结果初步验证了微降水雷达观测的功率谱密度及其反演方法的可靠性。; 王洪雷恒池杨洁帆; 关键词：MIE散射

层状云降水微物理结构及AgI催化的数值模拟研究: 长期观测表明，由锋面抬升和局地气旋所生成的层状云系是我国北方冬春两季重要的降水云系，由于其结构较稳定且易于观测，是我国目前云降水物理主要研究对象及人工增雨的主要作业对象，但其微物理过程(凝华、升华、蒸发、凝结)以及各种水...; 杨洁帆; 关键词：层状云系微物理结构数值模拟

2019年夏季三江源局地热对流云宏微观特征的初步分析: 2021年; 在中国气象局西北人影工程项目的支持下,2019年8—9月在青海省三江源地区增设714XDP车载X波段双偏振多普勒雷达开展局地热对流云观测试验。主要基于雷达体扫观测数据分析研究某日高原局地热对流云的宏微观特征,同时将FY-4A卫星反演对流云特征与雷达观测热对流云回波进行点对点对比。结果表明:该日试验区具备局地热对流云形成的动力条件、热力条件和一定的水汽条件;回波自西北向东南移动,与地形的走向呈90°或150°夹角(顺时针方向),与500 hPa流场方向一致,多数移速大于35 km/h;高原局地热对流云宏观特征表现为最大回波强度较小(30~48 dBz),最大回波顶高4~5 km,冷云过程为主,垂直积分液水含量较小(<1 kg/m^(2)),持续时间较短(30~90 min);分析典型个例认为动力抬升对高原局地热对流云发展起主要作用,其发展成熟阶段零度层以上粒子相态以冰晶、过冷水、霰或小雹为主;对比FY-4A卫星反演对流云特征与热对流云回波的异同,云粒子有效半径较大(>16μm)的像素点与回波强度大值对应较好。; 贾烁杨洁帆韩辉邦马学谦雷恒池王田田

基于微雨雷达的降水参数反演和粒子相态识别被引量：1: 2023年; 本文基于微雨雷达原始的后向散射信号,采用一种新的功率谱处理算法(RaProM算法),在功率谱计算、噪声去除、退模糊等处理的基础上计算了雷达基本参量,并反演了液态降水参数,例如雷达反射率因子、雨强等,并对粒子相态进行识别。RaProM算法综合考虑粒子下落速度、等效雷达反射率因子、不同相态粒子的尺度特征以及是零度层亮带位置等信息,可识别的粒子相态包括雪、毛毛雨、雨、冰雹以及混合相态。选取了三个山东地区较为典型的个例对RaProM反演算法进行验证,即2021年7月2日典型层状云降水个例、2019年12月25日雨雪转换个例以及2018年3月4日零度层高度逐渐降低的降水个例。结果显示:粒子识别方法应用于典型层状云降水,垂直方向上不同相态粒子的分层较为明显,过冷层里的固态降水雪花、零度层附近冰水转换区的混合相态降水以及零度层以下的液态降水符合现有认识,验证了反演算法以及粒子识别算法的有效性。将结果进一步在雨雪转换降水相态识别中和零度层高度的检测,该反演算法均能得到较好应用,与同址同步观测的微波辐射计、云雷达、二维视频雨滴谱仪等观测结论一致。另外,与微雨雷达标准反演算法对比,RaProM算法的优势是没有粒子相态的原始假设,且考虑降水粒子向上的速度,反演结果与微波辐射计、云雷达在垂直结构上有较高的一致性。与地面激光雨滴谱仪观测数据对比显示,也有效提升了微雨雷达对雨滴谱和雨强的反演能力。; 王洪杨洁帆龚佃利龚佃利张佃国王俊陈澍

一次层状云系结构和降水机制的观测与数值模拟被引量：4: 2013年; 利用机载微物理探测仪器获得了2010年4月20～21日我国中东部地区的一次大范围降雨过程的观测资料,详细分析了云系的微物理结构和降水过程,并利用WRF模式对降水过程进行了数值模拟分析,详细探讨了此次降雨形成的微物理机制。分析表明,降水前期,云体在垂直方向上存在分层结构,云粒子探头(Cloud Droplet Probe,CDP)粒子浓度存在较大起伏。降水中期,CDP粒子主要存在于4.27km以下,其中3.69km处浓度较大,峰值普遍超过100cm-3;降水粒子和尺度较大的云粒子同样在4.27km以下。4.27km、3.69km处粒子形态较丰富,经历了不同尺度的片状、不规则状、针状及辐枝状的变化,3.69km处CDP粒子浓度较少时,降水粒子以针状为主,而CDP粒子浓度充足时则转化为尺寸更大的辐枝状粒子。4.27km、3.69km高度层存在的主要粒子是雪晶,其次是少许冰晶。降水后期,云体从顶部开始趋于消散,表现为3.9km高度以上无明显CDP粒子,仅存在部分云粒子和降水粒子,其形态为不规则状。降水主要形成于3.9km以下的云层,此时冷层仍存在部分针状的冰雪晶。WRF模拟结果表明:雨滴大部分形成于2.9km以下,0℃层下方,2.2～2.9km雪的融化贡献最大,2.2km以下重力碰并为主。雪是冷暖层主要的降水粒子,雪在冰雪晶层大部分高度仍以凝华增长为主,混合层以凝华增长和结淞增长为主,而雪的增长程度可能受上升气流强度、过冷水含量影响。; 王秀娟李培仁赵震侯团结杨洁帆申东东雷恒池; 关键词：层状云飞机观测降水机制 WRF模式

层状云数值模式与实际观测研究被引量：5: 2007年; 改进了一维层状云雨滴分档模式,利用雨滴分档模式在计算雨滴粒子谱型及数浓度自然演变方面中的优势,对吉林省长春市6月21日3个不同时刻的降雨进行了模拟,并与实测资料进行了比较。结果表明,改进后的模式计算稳定,可以模拟出与实际降水谱型相接近的雨滴谱;对于层状云中上升气流速度难以直接测量的问题,通过选用不同的上升气流速度方案,并将计算所得的雷达回波反射率廓线与实际地面雷达观测值相拟和的方法,从而为实现通过雷达回波与模式计算相比较来测量定量降水提供一个新的思路;与实际观测结果比较可知,暖区碰并过程对本次降水的贡献在10%左右,与上升气流的速度有关。; 杨洁帆雷恒池胡朝霞郭学良肖稳安; 关键词：层状云上升气流参数化雷达回波强度

基于多源观测数据的华北冬季冷云催化物理响应分析: 2024年; 本文利用高性能增雨飞机、地面S波段双偏振雷达和卫星观测数据,分析了2022年1月20日河北中南部地区一次过冷云微物理特征及飞机增雨作业后的物理响应。研究结果表明,受西南暖湿气流和东风回流共同影响,河北中南部地区形成大范围层状云,云底高1400 m,云顶高2100 m,主要由过冷云滴组成,受地形抬升作用影响,从云底到云顶,云滴谱宽逐渐增加。雷达显示,2100 m高度催化作业后,受碘化银核化影响,过冷云滴迅速形成冰晶、雪和少量霰粒子,粒子尺度的增大致使雷达上出现与飞机催化轨迹形状相一致的回波带。FY-4A卫星观测显示晶化作用在播云17~19 min后逐渐显现,云迹可维持约55 min。催化作业后过冷云滴形成冰晶粒子,冰晶粒子逐渐长大并下落,造成云顶下沉,在云顶形成了一条云沟。与周围过冷云相比,云沟内0.65μm通道光谱反射率和10.8μm黑体亮温增加,而3.72μm通道反射率降低。; 王晓青董晓波董晓波杨洁帆侯劭禹张晓瑞闫非; 关键词：过冷层状云卫星反演

层状云数值模式与实际观测研究: 随着我国人口增长、经济发展，我国(特别是我国北方)淡水资源的短缺问题已严重影响着我国地区经济和社会持续健康发展。人工增雨是开发利用空中云水资源，缓解水资源短缺的一种有效新途径。而对于人工降雨来说，最大的困惑来自于无法对降...; 杨洁帆; 关键词：层状云上升气流雷达回波强度人工降雨; 文献传递

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