'bright band' in abstract

Dec 2007-June 2010

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Developing a Performance Measure for Snow-Level Forecasts

Allen B. White, Daniel J. Gottas, Arthur F. Henkel, Paul J. Neiman, F. Martin Ralph, Seth I. Gutman

Journal of Hydrometeorology

Volume 11, Issue 3 (June 2010) pp. 739-753

Abstract

The snow level, or altitude in the atmosphere where snow melts to rain, is an important variable for hydrometeorological prediction in mountainous watersheds; yet, there is no operational performance measure associated with snow-level forecasts ...

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Vレーダを使った融解層の判断を雪線と予報する。雨・雪の境界は水文気象学の変数として重要である。予報の検証はS帯の現業レーダを用いた。アルゴリズムは雪→雨の高度をよく予報し、予測誤差は水文学上問題となるほどは大きくない。7/7’10

融解層高度の上昇は降水強度の強化に関連しているので、洪水の恐れを(exacerbate)悪化させ、予報を難しくしている。

 

カリフォルニア,シェラネバダ山脈

05/06の冬季、統計的な整理

 

A real-time algorithm for the correction of bright band effects in radar-derived QPE

Jian Zhang, Youcun Qi

Journal of Hydrometeorology

Volume 0, Issue 0 ( ) pp.

Abstract

The bright band (BB) is a layer of enhanced reflectivity due to melting of aggregated snow and ice crystals. The locally high reflectivity causes significant overestimation in radar precipitation estimates if appropriate correction is not ...

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ブライトバンド(BB)によるZの極大は降水量の過大評価をもたらす。自動的にBBを補正する仕組みを開発することが目的。補正はボリュームスキャンで観測したVPRと理想化したVPRを比較することで行う。8つの事例で検証しておおむねよい結果が得られた。この補正は平地ではうまくいくが、山地部では地形の影響によってVPR構造が空間的に変動するため、見通しがよいところに限られる。7/13’10

US

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CloudSat Studies of Stratiform Precipitating Systems Observed in the Vicinity of the Southern Great Plains Atmospheric Radiation Measurement Site

Sergey Y. Matrosov

Journal of Applied Meteorology and Climatology

Volume 0, Issue 0 ( ) pp.

Abstract

The spaceborne W-band (94 GHz) radar onboard the CloudSat polar orbiting satellite offers new opportunities for retrieving parameters of precipitating cloud systems. CloudSat measurements can resolve the vertical cross sections of such systems. ...

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クラウドサットにはW帯の雲レーダが搭載してあり、雲の鉛直構造を観測できる。層状雲では、通常ブライトバンドが観測され、氷の層、混合層、水の層と分類できる。本研究では、クラウドサットの反射強度因子から即時的に@氷の層では積分氷水量(IWP)を回帰的に求め、A水の層では、減衰を考慮したZの傾度により平均降水強度を求めた。観測は南部大平原(SGP)大気放射観測(ARM)の期間中に行った。観測結果は氷水量について数百〜10^4g/m2(g/m2=10^-6m=10^-3mm)まで変動した。一方で降水強度は0.512mm/hの範囲であった。平均的には融解層より上の氷水量が増えれば降水強度が大きくなる。平均の相関は0.35で、もっとも相関がよい場合でも、優位な相関があるとは言いがたかった。水平移流・シア・鉛直運動が、同一コラムで評価した場合に氷水量と平均降水強度に有意な相関がない原因であろう。氷水量と平均降水強度の平均的な統計は、地上の多波長観測の結果とよい一致を示している。【衛星から観測したことが重要】7/21’10

 

Development of an Effective Double-Moment Cloud Microphysics Scheme with Prognostic Cloud Condensation Nuclei (CCN) for Weather and Climate Models

Kyo-Sun Sunny Lim, Song-You Hong

Monthly Weather Review

Volume 0, Issue 0 ( ) pp.

Abstract

A new double-moment bulk-cloud microphysics scheme, the Weather Research and Forecasting (WRF) Double-Moment 6-class (WDM6) Microphysics scheme which is based on the WRF Single-Moment 6-class (WSM6) Microphysics scheme, has been developed. In ...

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雲物理量について2次モーメントを扱えるようにしたWRFを開発し、1次モーメントのWRFと計算結果を比較した。水物質としては、水蒸気・雲粒・雲氷・雪・雨・あられ6種類を扱う。理想化した2次元の雷雲をテストに用いている。一番の大きな違いは、対流の中心と層状の領域である。2次のWRFでは融解層の下で弱い雨が減り、中程度の雨が増える。これによってモデルのバイアスが解消される傾向にある。改良したモデルはCCNを取り込むことができ、計算資源についてもコストパフォーマンスがよい。7/22’10

 

Vertical Structure of Convective Systems during NAME 2004

David G. Lerach, Steven A. Rutledge, Robert Cifelli, Christopher R. Williams

Monthly Weather Review

Volume 0, Issue 0 ( ) pp.

Abstract

This study describes the vertical structure of mesoscale convective systems (MCSs) that characterized the 2004 North American Monsoon utilizing observations from a 2875-MHz (S-band) profiler and a dual-polarimetric scanning Doppler radar. Both ...

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本研究はMCSの鉛直構造を詳細に記述するものである。S帯のプロファイラと、二重偏波レーダを用いた。プロファイラによる降水粒子判別のアルゴリズムと二重偏波レーダとファジー理論による粒子判別を比較したところ、両者はよい一致を見た。プロファイラのアルゴリズムでは融解層下の固体相の粒子が過小評価されていた。これは、プロファイラの観測強度バイアスによる。

3つの対流セルのZの鉛直構造を調べた。融解層があり、落下速度の極端な傾度がある。7/26’10

密度の小さいあられは10km上空まで存在しており、密度の大きいあられは0℃高度付近で観測される。ドップラ速度の観測から、上昇流・下降流はしばしば傾いている。

どの程度傾いているかは3次元予報モデルが必要。積分レーダ反射因子を評価したところ、熱帯の他の場所と類似していた。7/27‘10

 

Measurements and Simulations of Nadir-Viewing Radar Returns from the Melting Layer at X and W Bands

Liang Liao, Robert Meneghini, Lin Tian, Gerald M. Heymsfield

Journal of Applied Meteorology and Climatology

Volume 48, Issue 11 (November 2009) pp. 2215-2226

Abstract

Simulated radar signatures within the melting layer in stratiform rain—namely, the radar bright band—are checked by means of comparisons with simultaneous measurements of the bright band made by the ER-2 Doppler radar (EDOP; X band) and Cloud ...

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航空機搭載のX帯ドップラレーダとW帯レーダで融解層(ブライトバンド)の観測を行った。XWについて共役FFWで求めた実効誘電係数を使い、融解粒子の含水率を粒径の指数関数で表現すると、X帯の鉛直分布とよく一致した。W帯については、形状はよく一致したが、計算と観測には、ずっとずれが残った。しかし、このずれは、W帯の雲水と水蒸気の減衰で説明できる。このことはW帯が減衰していない領域の降雨分布を比較することで確認できる。今回のモデルはTRMMやGPMへのレーダ・放射計の両方のアルゴリズムに応用できる。7/28’10

 

Evaluation and Comparison of Microphysical Algorithms in ARW-WRF Model Simulations of Atmospheric River Events Affecting the California Coast

Isidora Jankov, Jian-Wen Bao, Paul J. Neiman, Paul J. Schultz, Huiling Yuan, Allen B. White

Journal of Hydrometeorology

Volume 10, Issue 4 (August 2009) pp. 847-870

Abstract

Numerical prediction of precipitation associated with five cool-season atmospheric river events in northern California was analyzed and compared to observations. The model simulations were performed by using the Advanced Research Weather Research ...

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降水量予測のために、WRFを高度化。雲物理のアルゴリズムを評価。7/29’10

PPT: http://www.esrl.noaa.gov/research/uswrp/events/2009/workshop/presentations/Jankov_USWRP.pdf#search='&039;atmospheric river event&039;'

シミュレーションは雲物理のパラメタ化を4通りで実施した。大気の川の事例【?atmospheric river event↑】を力学過程と雲の微物理構造を用いて記述する。5つの事例で評価。雲のシステムは地上降水のほとんどをもたらすシステム【降水をもたらすシステムはいろいろあるが、特別なしくみで降った雨をのぞけば、大体網羅している、の意か?】もたらすを対象とする。8./3’10

降水現象をBBあり、BBなしに分類し、そこでは、上空に氷があるか、融解層高度にZの極大があるかを違いとしている。

モデルは降水量を過大評価している。特にBBの事例で顕著。8/5’10

【モデルの結果に?】悪影響を与える(imping)下層風、持続時間についても過大評価の傾向。

【論文のポイント】雲物理のパラメタ化の違いによる、降水分布・雲の構造の違いをしっかりと記述したこと。8/9’10

 

Airflow and Precipitation Properties within the Stratiform Region of Tropical Storm Gabrielle during Landfall

台風ガブリエルの層状域における、風の場と降水の特徴について○

Dong-Kyun Kim, Kevin R. Knupp, Christopher R. Williams

Monthly Weather Review

Volume 137, Issue 6 (June 2009) pp. 1954-1971

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2001914日の台風の事例解析。層状域のブライトバンドを含む降水域について詳細に調べた。900MHzのウインドプロファイラとドップラレーダを利用。ブライトバンドはZが50dBZを超え、BBの下で降水強度が10-20mm/hのピークを持つことで定義した。BBの形成過程・降水の強化と力学の関連を理解するためにBBの微細構造を調べた。プロファイラとレーダは融解層内で鉛直分解能最大になるように設計した。融解層内では収束と発散の対構造が際立っていることが明らかになった。これは冷却によって微小な循環が生み出されたことを示唆している。

融解による冷却が、融解層上部での中程度の【?midlevel?融解層上部の中のさらに中層?】収束を形成している。一方で、融解層下部では正の発散に対する弱い収束が解析される。

融解層のパラメタ解析をしたところ、最大強度の高度で上部収束と下部発散が分割されること、さらに、凝集過程が卓越しながらも、氷粒子の凝集と分裂が混合状態にあることが明らかになった。この活発なレインバンドの事例では、Sans Air Motionモデルを利用して粒径分布・降水強度パラメタを評価するために下降流を無視できない。下降流を含めると、回帰的に求めた降水強度は鉛直流ゼロとした場合よりかなり降水量が大きくなる。ZR関係で求めた降水量よりは少ない。降水強度の評価はZとBBの強度(つまり、凝集の程度)に正の相関がありBBの高度とはあまり関連がない。8/10’10

 

Characteristics of Rain Integral Parameters during Tropical Convective, Transition, and Stratiform Rain at Gadanki and Its Application in Rain Retrieval
熱帯の「対流性」「層状性」「中間型」降水雲における降雨パラメタの特徴と降雨量推定への応用。ガダンキでの観測。

Sanjay Sharma, Mahen Konwar, Diganta Kumar Sarma, M. C. R. Kalapureddy, A. R. Jain

Journal of Applied Meteorology and Climatology

Volume 48, Issue 6 (June 2009) pp. 1245-1266

Abstract

In the present study the characteristics of rain integral parameters during tropical convective (C), transition (T), and stratiform (S) types of rain are studied with the help of Joss–Waldvogel disdrometer (JWD), L-band, and very-high-frequency ...

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JWDL帯ウインドプロファイラを用いて、熱帯の降水雲を観測した。降水雲は「対流性」「層状性」「中間型(遷移型)」の3つに分けた。大粒子は【具体的に何mm?】Sタイプでは10mm/hより小さくても見ることができるが、C,Tでは10mm/hより大きいところで見ることができる。Dm-R,Dm-Z,N0*-R,Z-RZ/Dm-Rを指数関数であわせこんだ。CSは【粒径分布で見て】数が降雨の特徴を決めており、Tは粒径が特徴を決めている。Cタイプのときは強い上昇流で大きな平均粒径が観測された【上昇流はどの様に評価したか?】。Sタイプでは高いブライトバンドと速度の鉛直傾度が大きい降雨で大きな平均粒径が観測された。関係係数の相関間関係はT>C>Sの順に高かった【?SZ-R関係が出ない?何と何の相関か?】。降雨パラメタ同士の相関では、Z/Dm-R > Z-R > Dm-Z > Dm-Rの順となった。Z-R関係式にZ/Dm-R関係を加えると自乗平均誤差が19-46%減る。8/11’10

 

Brightband Identification Based on Vertical Profiles of Reflectivity from the WSR-88D

Jian Zhang, Carrie Langston, Kenneth Howard

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology

Volume 25, Issue 10 (October 2008) pp. 1859-1872

Abstract

The occurrence of a bright band, a layer of enhanced reflectivity due to melting of aggregated snow, increases uncertainties in radar-based quantitative precipitation estimation (QPE). The height of the brightband layer is an indication of 0°C ...

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ブライトバンドの自動検出アルゴリズムとWSR-88Dデータを使った検証。ブライトバンドは0℃高度と推定し、NWPに活用する。8/11’10

 

Differential Reflectivity Calibration for Operational Radars

R. Bechini, L. Baldini, R. Cremonini, E. Gorgucci

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology

Volume 25, Issue 9 (September 2008) pp. 1542-1555

Abstract

The conventional technique for calibrating Zdr using natural scatterers is based on vertical-looking observations. In some operational weather radar, this method is not applicable because of mechanical constraints that prohibit vertical ...

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ZDRの補正を提案】偏波レーダでアンテナを天頂へ向け、ZDRを補正するのは一般的なやり方だが、運用モードに90°が含まれていない場合もある。この場合に、仰角が大きくなるにつれてZDRが小さくなることを利用して、バイアス・誤差を評価する。アルゴリズムの検証はイタリアArpa Piemonteで行った。この方法によりZDR0.1dBの精度で補正できる。8/19’10

 

TELEX The Thunderstorm Electrification and Lightning Experiment

Donald R. MacGorman, W. David Rust, Conrad L. Ziegler, Edward R. Mansell, Terry J. Schuur, Michael I. Biggerstaff, Jerry M. Straka, Eric C. Bruning, Kristin M. Kuhlman, Nicole R. Lund, Clark Payne, Nicholas S. Biermann, William H. Beasley, Larry D. Carey, Paul R. Krehbiel, William Rison, Kenneth B. Eack

Bulletin of the American Meteorological Society

Volume 89, Issue 7 (July 2008) pp. 997-1013

Abstract

The field program of the Thunderstorm Electrification and Lightning Experiment (TELEX) took place in central Oklahoma, May–June 2003 and 2004. It aimed to improve understanding of the interrelationships among microphysics, kinematics, ...

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TELEX:2003,200456月に実施された、雲物理と雷発生にかかる実験観測。オクラホマのKOUNと雷評定システムに加え2004年は2つのC帯ドップラレーダと地上観測装置を利用。孤立した積乱雲、MCS、スーパーセルなど22の事例を集めた。2004529日のスーパーセル型の降水では1.5時間に1秒かに3つ以上のフラッシュ(雷光?)が発生した。発雷密度の穴(密度の小さいところ?)が、強い上昇流のところで次々に(?sequentially)形成・消失しており、メソ低気圧の弱エコー域と関連していた。

2004619日の小さいスコールラインではほとんどの雷光は強い上昇流の領域から発生しており、融解層の上部で正の電荷を含んでいた。

2004629日の小さい雷ストームは雷光が始まった領域のそばで、霰が帯電したしるしとして始まった。8/20’10

 

Assimilation of Simulated Polarimetric Radar Data for a Convective Storm Using the Ensemble Kalman Filter. Part I: Observation Operators for Reflectivity and Polarimetric Variables

Youngsun Jung, Guifu Zhang, Ming Xue

Monthly Weather Review

Volume 136, Issue 6 (June 2008) pp. 2228-2245

Abstract

A radar simulator for polarimetric radar variables, including reflectivities at horizontal and vertical polarizations, the differential reflectivity, and the specific differential phase, has been developed. This simulator serves as a test bed for ...

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水平・鉛直偏波の強度、φdpを計算で求める仕組み(シミュレータ)を作成した。入力としてはNWPの予報値を用いる。

アンサンブルで4次元同化する。散乱の計算にはTマトリクス法を用いている。偏波パラメータは、粒径分布・密度および降水粒子の混合比の関数として表現している。濡れ雪・雹については融解モデルを組み込む。深い対流を含む降水現象について、よく再現した。8/23’10

 

Classification of Tropical Precipitating Systems Using Wind Profiler Spectral Moments. Part I: Algorithm Description and Validation

ウインドプロファイラによる降水タイプ判別。熱帯域。

T. Narayana Rao, N. V. P. Kirankumar, B. Radhakrishna, D. Narayana Rao, K. Nakamura

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology

Volume 25, Issue 6 (June 2008) pp. 884-897

Abstract

The lower atmospheric wind profiler (LAWP) measurements made at Gadanki, India, have been used to develop an objective algorithm to classify the tropical precipitating systems. A detailed investigation on the existing classification scheme ...

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下層大気のウインドプロファイラ(LAWP)観測をインド、ガダンキで行っており、熱帯降水システムのタイプ分けのアルゴリズムを開発した。詳細な検討により過去のアルゴリズムの欠点を明らかにした。ドップラ速度の鉛直傾度によるBBの判定は必要条件(BB⇒鉛直傾度大:真)ではあるが、十分条件ではない(鉛直傾度大⇒BB:偽)ことを示す。そのような例は、対流性の降雨の中で大気の鉛直運動によって降水粒子のドップラ速度が変異している場合に見られる。新しいアルゴリズムでは、層状性の降水を決めて残りを対流性の降水と仮定した【従来の?】アルゴリズムと異なり、まず対流性の降水を決めその後に層状性の降水を決める。また、このアルゴリズムの特徴には従来の分類アルゴリズムの長所に基づき設計されているので、従来の分類の閾値を採用していることである。新しいアルゴリズムは、プロファイラの時間高度断面図と対応する地上降水によって、妥当性を調べた。8/24’10

 

Raindrop Size Distributions and Rain Characteristics in California Coastal Rainfall for Periods with and without a Radar Bright Band

Brooks E. Martner, Sandra E. Yuter, Allen B. White, Sergey Y. Matrosov, David E. Kingsmill, F. Martin Ralph

Journal of Hydrometeorology

Volume 9, Issue 3 (June 2008) pp. 408-425

Abstract

Recent studies using vertically pointing S-band profiling radars showed that coastal winter storms in California and Oregon frequently do not display a melting-layer radar bright band and inferred that these nonbrightband (NBB) periods are ...

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0810雪線の予報に重要。カリフォルニアでS帯のVレーダを利用。BBのあるなしによって降雨を分類し、粒径分布を調査。対流性の降雨を除く320時間を解析。NBBによる降雨は、BBがある降雨より小粒子が多く、大粒子の数密度はあまり大きくない。8/25’10

 

Rain versus Snow in the Sierra Nevada, California: Comparing Doppler Profiling Radar and Surface Observations of Melting Level

Jessica D. Lundquist, Paul J. Neiman, Brooks Martner, Allen B. White, Daniel J. Gottas, F. Martin Ralph

Journal of Hydrometeorology

Volume 9, Issue 2 (April 2008) pp. 194-211

Abstract

The maritime mountain ranges of western North America span a wide range of elevations and are extremely sensitive to flooding from warm winter storms, primarily because rain falls at higher elevations and over a much greater fraction of a basin’s ...

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0806 先頭

0810 再掲

BBのレビュー:8/27’10

観測の方法論に注目

     周波数帯:S ,C,X,K,W,2波長、(3波長?)レーダ(地上設置)

     観測モード:CAPPI(多仰角観測)Vレーダ

     他の観測手法:人工衛星との同期観測、航空機(in situ)観測、粒子観測(地上)、粒径分布

     シミュレーションによる評価⇒衛星観測

 

目的に注目

     降水量の定量評価

     融解過程の理解

 

事例数に注目

     ケーススタディ

     統計的に整理