利用扫描式红外亮温仪对天空云量的试验观测

利用中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测实验室自主开发研制的全自动扫描式天空红外亮温仪,于2007年4-8月在北京市气象局南郊观象台进行了试验观测.利用获得的天空红外亮温数据和南郊观象台(54511站)实时地面气象数据,进行了天空云量的计算.将整点前30 min内观测的云量的平均值作为与观象台观测对应的整点观测云量,分不同情况与观象台目视观测结果进行了对比分析.结果表明:(1)对于中低云,两种观测的云量比较一致,但如果在此期间云消散或增加很快,则差别较大.其主要原因是观测的时间和方式不同所造成的.(2)对于以卷云为主的天空情况,特别是高层薄卷云的情况,两种观测的云量差别较大.原因是受到目前试验所使用的红外传感器低温测量范围的限制(-50℃),以及判定云的阈值算法目前还只对于中低云比较适用,对于卷云的判断能力比较薄弱.(3)对于天空情况比较复杂,以及能见度不好的情况(气象站目视云量记录为10-),两种观测的云量差别也很大.其差别既受到仪器性能的影响,也与观测员视力与经验有关.仪器受到最低测量温度的限制,反演算法也有其不确定性,而观测员在低能见度时的观测局限性亦是一个重要原因.利用SIRIS-1进行云量和云底高度观测的优点是时间分辨率高,且全天时自动化,但对于卷云的判断还较薄弱.     

Fn云量观测小议

我们所观测的云量也叫视云量,就是见多少应记多少。可是我当了十八年观测员,还没有把Fn(碎雨云)记10个量的。下表是 河池站1980——1982年共8768次观测中选出连续性降水265次记录Fn量统计出来的。     

全天空数字相机观测云量的初步研究

采用带有鱼眼镜头的数字相机拍摄全天空图像,对图像进行处理并分析,实现根据图像获取云量的目的。介绍了工作的基本原理和方法并给出初步实验结果。结果表明,用目前分析图像所获取的算法计算云量（与观测员记录相比）,平均误差在15％以内,结果的准确度受地面能见度影响较大,对能见度达15km以上的图像分析效果最好。     

浅谈夜间观测云的点滴体会

夜间云的观测对观测员来讲确实是个难题 ,但只要熟记各种云状的结构、特征、排列、颜色等 ,认真学习 ,积累每次观测的经验 ,就能提高夜间观测云的能力。下面就夜间云的观测谈谈自己的体会 ,供大家参考。夜间观测前应在黑暗处停留片刻 ,待眼睛适应环境后再进行观测 ,首先 ,确定天空是否有云 ,然后确定是层状云 ,还是块状云 ,再确定是高云、中云还是低云 ,应根据它们的特征、结构等以及伴随的天气现象来判定云种类别和云量、云高 ,在夜间有月光时 ,云越高越白 ,越低越黑 ,在无月光的情况下 ,主要看其云幕是否均匀 ,如无星光 ,明暗一致就是层状…     

云量定量测算

现行云量观测各种误差较大，本文提出了天空（即天空视野）为半球形，把无法器测的云量转换成可以器测的云块视高度和视宽度角的测量，利用数学方法定量计算云量，以减小观测误差，提高观测精度。     

FY-2G云量产品与地面观测云量对比分析北大核心CSCD

为推动地面云观测自动化,利用2015 2016年全国范围内不同时段FY-2G卫星观测云覆盖率和总云量反演产品与同时段地面气象站人工观测总云量资料进行对比分析,评估卫星观测与地面人工观测的一致性和偏差。结果表明,FY-2G卫星观测云产品较地面观测偏低,总云量较云覆盖率偏低明显。定义晴天、少云、多云、阴天四种不同云量等级,进一步分析卫星数据,结果显示不同云量等级下云覆盖率与总云量与地面人工观测的一致性和偏差有所不同,晴天和少云状态下总云量产品一致性较好,阴天时云覆盖率一致性较好。从分布上分析发现西部和西南部观测偏差较大,且根据云量等级呈现不同的状态。因此在云观测自动化布局中,卫星观测不能完全替代地面云量观测。地面观测应在西部和西南部,以及天气状况较为复杂的区域加强观测。     

雾的误区

在市局组织的测报复评中发现 ,有的站在雾的记录与发报中存在一些模糊认识和误区。其一 ,能见度 <1ｋｍ有雾时 ,天气加密报中现在天气现象电码应从 42～ 49中选择。有的站只要观测时有雾 (有其他天气现象时除外 ) ,现在天气现象电码就固定编报 42。但如云量纪录为 1 0 / 1 0 ,云状栏记雾 ,现在天气现象电码仍编为 42 ,显然电码反映的天空状况(电码 42反映天空可辨明 )与实际天空状况 (完全不可辨 )不一样。其二 ,有的站能见度记 0 .0ｋｍ ,而云量记为 0 / 0 ,即天空完全可辨 ,这种情况极为少见。出现这种情况可能是观测员对雾的记录判断存在…     

目测云量的几种方法

云量是指云遮蔽天空视野的成数 ,即观测者眼晴所看到的视云量。云量的观测全凭目力估计 ,主观成分较大 ,加之云体本身在不断运动和变化、不能构成完整的、规则的几何图形 ,这就对观测者正确判断云量的多少带来一定的难度。不同的观测方法 ,所观测的结果也就不同 ,特别是天边附近云量的观测 ,在实际工作中 ,往往估计偏多。针对以上问题 ,我们对云量的观测归纳为以下几种方法。1　等分切割法首先 ,观测者将可视“天穹”看做一个圆面(因为“天穹”在地面投影本身就是一个圆面 ,而云量观测与云的高度无关 ,仅与云在视“天穹”投影上所占面积大小…     

雾和水平能见度观测中存在的问题

台站观测和百班验收中,发现能见度和天气现象记录中存在问题：①能见度观测记录偏小,如在记录中湿度不是很大但有雾记录;②云量较多的低云与雾并存,如有10成的Scop或St与雾同记;③有较大降水影响能见度时记录了短时雾。     

ISCCP产品和我国地面观测总云量差异

国际卫星云气候计划ISCCP是国际上较权威和客观的云气候性研究计划, 自1983年以来为研究全球云和辐射平衡、云水资源分布等提供了有价值的数据。在分析总云量卫星和地面两种观测方式差异的基础上, 研究了1984-2006年ISCCP D2产品和我国地面观测云资料数据集总云量空间及时间差异。尽管两套资料能一致揭示我国总云量的分布形势和气候变化特征, 但区域性差异仍比较明显。天基、地基数据可对比格点上, 全国平均而言总云量卫星观测结果比地面观测偏高8.46%, 华南地区差异最小、东北地区差异最大。气候变化趋势分析结果表明:近23年我国总云量呈减少趋势, ISCCP D2产品总云量每年减少速度为0.015%, 小于地面观测的总云量每年减少速度 (0.063%); 东北地区总云量缓慢增多, 而青藏高原、西北地区总云量减少。利用卫星和地面资料均以累积距平法检测出1984—2001年总云量减少、2002-2006年总云量显著增加。     

夜间观测云的方法

云的观测分云量、云高和云状3部分.夜间观测云必须先在暗处停留5分钟左右再进行观测,这是因为人的眼睛有一个适应的过程,如果一从室内光亮处出来就进行观测,容易造成很大的误差;此外,还应先观测天顶,而后再观测四周.     

坚持集体云天观测 提高测报质量

近几年来,我省观测工作中不同程度地存在着记录、编码简化现象,使测站云天记录失去三性。我站为了消除这种现象,提高全站观测员云天观测水平,拟定集体观测云天的制度,通过多次集体观测,找出了不能正确判定云天状况的种种原因,从而提高了全站观测员独立观天的能力。     

加密报中Nh云量的编报

在云电码编报中 ,从云所反应的天气意义考虑 ,将低云族中的雨层云和堡状、荚状层积云均作 CM云。因此 ,Nh云所编报的云量与地面气象观测记录中的“低云量”有时是不一致的。在实际工作中 ,不少同志 ,甚至不少台站由于理解错误或受错误习惯影响 ,将 Nh的云量误认为“有低云时编报低云量 ,无低云时编报中云量”,只有在定时观测时出现 Ns、 Sc cast、 Sc lent三种云之一 ,并且当时天空中还存在其它低云时才表现出来 ,这是一种理解上的错误。由于实际观测中这种情况出现次数不是很多 ,整个站组往往忽视了这种记录 ,形成整体出错。如 :云量 :1…     

北京地区紫外线观测与预报系统

通过对1999－2000年紫外线观测资料的分析，得出紫外线强度与天顶距、总云量、低云量有很好的关系，并利用1999－2000年紫外线强度的观测资料和同期气象资料，利用统计学方法研制了紫外线强度预报方法，并建立了紫外线预报服务系统。     

目测云的几点认识

云是由悬浮在空中的大量微小水滴或冰晶组成。云的观测主要是判断云状、估计云量和测定云高 ,观测云的方式以目测法为主 ,但目力观测是极其粗糙的 ,需要在工作中不断积累经验 ,提高目测水平 ,尽可能将全部天空所见云状和云量记录准确。1　透光和蔽光云的云量记录错误观点 :蔽光的云量必须记录 1 0成 ,透光的云量则不能记 1 0成。以透光高积云为例 ,《地面气象观测规范》中对其描述为 :云缝可见蓝天 ,即使没有云缝 ,云层薄的部分也比较明亮。故只要观测到全天的高积云 ,且看不见蓝天 ,云块衔接部分比较明亮 ,就可记录 1 0成的透光高积云。有…     

基于CloudSat与CALIPSO联合观测研究全球云分布特征

利用2007—2010年CloudSat和CALIPSO资料,统计分析了全球云出现频率以及云量的水平和垂直分布,并与单独CloudSat资料得到的结果进行对比,讨论了CALIPSO观测到的云的空间分布特性。结果表明：全球平均总云量约0.69,云量高值区主要集中在南半球60°S附近西风带、北太平洋风暴路径带,其次是赤道辐合带（InTertropical Convergence Zone,简称ITCZ）,而云量低值区集中在北非沙漠地区及印度洋北部等地。CloudSat/CALIPSO资料与CERES等多种云观测资料获得的总云量分布都基本一致,但CloudSat/CALIPSO资料联合使用能更好地反应云的垂直结构。将联合观测的统计结果与仅使用CloudSat资料统计的云量分布结果对比,可以发现,CALIPSO在陆地上方可以观测到更多云雷达探测不到的高空冰云,且随着温度的降低,观测优势越来越明显;同时还可以观测到一些海洋上层云光学厚度较薄且未形成降水的暖云以及粒径较小的过冷水云。CALIPSO观测到的云顶粒子半径较小但数浓度较大的冰云主要分布在ITCZ、南半球60°S附近西风带和北太平洋风暴路径带地区,云量最大为0.31,占该温度下冰云总量的28％以上;而这些未形成降水的暖云主要是在10~20℃温度范围内南北美洲和南非西海岸地区,云量最大可达到0.4,占该温度下暖云总量的50％以上;过冷水云则主要是在-10℃~0℃温度范围内的南半球60°S附近西风带,云量也增加了0.1以上,约占混合云的15％。     

云状观测中的习惯性误差

在地面气象观测的目测项目中,云状的观测有一定的难度。在相同的天气条件下,不同的观测员因技术原因,可能会有不同的记录。还有一些观测员为减少云状记录过程中的错情,有意避免记录一些较少出现的云状。这些原因都可造成云状记录简单化,一些测站由此产生云状记录的习惯性错误。     

ASC200型地基双波段全天空云量自动观测仪云量比对分析

采用ASC200型地基双波段全天空云量自动观测仪2019年2—5月在中国气象局长沙国家综合气象观测试验基地和上海宝山国家基本气象站的连续观测数据，分别与人工观测云量及器测云量参考标准进行比对，从综合云量、可见光云量及红外云量3方面初步探究其云量观测能力。比对结果显示：该设备长沙站和宝山站综合云量样本与人工云量参考标准差值在±20%以内的样本分别占总量的92.2%和79.4%，长沙站综合云量样本与器测云量参考标准差值在±20%以内的占样本总量的90.5%，差值在±10%以内的占样本总量的86%。结论如下：①ASC200综合云量样本与人工及器测云量参考标准一致性良好；②验证了可见光云量观测系统在雾霾等天气条件下观测能力较弱，红外云量观测系统对卷云的观测能力较弱；③在能见度良好的观测条件下，双波段云量观测系统的云量观测能力优于单一波段云量观测系统。     

青藏高原地区的总云量——地面观测、卫星反演和同化资料的对比分析

了解云的气候学特征 ,对于深入研究气候变化问题有重要意义 ,而良好的资料质量是其前提和保障。为了充分了解地面观测总云量、卫星反演总云量和资料同化总云量这三种资料在青藏高原地区的共性和差异 ,本文利用 1984— 1990年的青藏高原地面测站的总云量资料、国际卫星云气候学计划中的ISCCP C2总云量资料和NCEP NCAR再分析总云量资料 ,对比分析了三者在青藏高原地区的时空分布关系。分析结果表明 :ISCCP C2总云量与地面观测总云量有较好的相关关系 ,它们在青藏高原地区的空间分布形势相似、年变化和年际变化趋势大致相同 ,在量值上的差异主要源于探测手段的不同 ;NCEP NCAR再分析总云量在青藏高原地区有其固有的缺陷 ,除夏季之外在高原中部地区始终有一个异常的强高值中心 ,由此导致其对时空分布特征和量值的描述与ISCCP C2和地面观测值相差较大 ,因此在有关青藏高原的研究中不宜直接或单独使用NCEP NCAR再分析总云量资料。     

集体观测是正确判定云状的有效途径

集体观测是正确判定云状的有效途径廖丽光（广西凭祥市气象局５３２６００）。在地面气象观测中，云状的判定是靠目测完成。由于观测员的专业知识水平和实践工作经验的差异对云状的观测结果往往有习惯性、传统性的不同：同一种云有不同的观测结果。这样就会造成观测记录的...