2018年第46卷第4期文章目次
2018, 46(4):631-637.
摘要:
利用星載技術(shù)獲得的降水信息與其他常規(guī)觀測手段得到的信息相比，具有更廣的空間覆蓋性。星載產(chǎn)品的研究對降水微觀信息的認(rèn)識、數(shù)值預(yù)報的改進(jìn)和水文農(nóng)業(yè)的發(fā)展都有十分重要的意義。本文對美國宇航局NASA和日本宇航局JAXA聯(lián)合開發(fā)的氣象衛(wèi)星降水產(chǎn)品，即第1部TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）衛(wèi)星的降水雷達(dá)（PR））和GPM（Global Precipitation Measurement）衛(wèi)星的雙頻降水雷達(dá)（DPR）的降水產(chǎn)品,從評估驗證、統(tǒng)計分析和個例分析的角度分類闡述了目前對TRMM和GPM降水產(chǎn)品的相關(guān)研究工作，最后提出了目前星載降水產(chǎn)品存在的一些問題、星載儀器的局限性以及對未來星載降水產(chǎn)品發(fā)展的展望。
利用星載技術(shù)獲得的降水信息與其他常規(guī)觀測手段得到的信息相比，具有更廣的空間覆蓋性。星載產(chǎn)品的研究對降水微觀信息的認(rèn)識、數(shù)值預(yù)報的改進(jìn)和水文農(nóng)業(yè)的發(fā)展都有十分重要的意義。本文對美國宇航局NASA和日本宇航局JAXA聯(lián)合開發(fā)的氣象衛(wèi)星降水產(chǎn)品，即第1部TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）衛(wèi)星的降水雷達(dá)（PR））和GPM（Global Precipitation Measurement）衛(wèi)星的雙頻降水雷達(dá)（DPR）的降水產(chǎn)品,從評估驗證、統(tǒng)計分析和個例分析的角度分類闡述了目前對TRMM和GPM降水產(chǎn)品的相關(guān)研究工作，最后提出了目前星載降水產(chǎn)品存在的一些問題、星載儀器的局限性以及對未來星載降水產(chǎn)品發(fā)展的展望。
2018, 46(4):638-643.
摘要:
利用中國氣象局ADTD閃電定位網(wǎng)2012—2016年京津冀地區(qū)13個閃電定位儀探測到的134余萬次地閃資料，對北京站閃電定位儀的探測效率和全網(wǎng)在北京地區(qū)的閃電定位效率進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明：北京站閃電定位儀探測效率隨著探測距離和方位角的變化而變化，有效探測范圍為260 km；北京站閃電定位儀在20 km內(nèi)探測效率僅為195%，隨著距離的增加，探測效率逐漸增高，在60~80 km范圍內(nèi)探測效率達(dá)到最大值869%，在80 km以外探測效率逐漸減小，在100 km范圍內(nèi)，北京站閃電定位儀在東北偏北的方向上定位效率較低，僅為243%，可能與正交磁天線本身缺陷因素影響有關(guān)。整個探測網(wǎng)絡(luò)在北京地區(qū)自評估的探測效率為85%~95%，全網(wǎng)對弱電流回?fù)舻亩ㄎ荒芰τ写谔岣摺?/span>
利用中國氣象局ADTD閃電定位網(wǎng)2012—2016年京津冀地區(qū)13個閃電定位儀探測到的134余萬次地閃資料，對北京站閃電定位儀的探測效率和全網(wǎng)在北京地區(qū)的閃電定位效率進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果表明：北京站閃電定位儀探測效率隨著探測距離和方位角的變化而變化，有效探測范圍為260 km；北京站閃電定位儀在20 km內(nèi)探測效率僅為195%，隨著距離的增加，探測效率逐漸增高，在60~80 km范圍內(nèi)探測效率達(dá)到最大值869%，在80 km以外探測效率逐漸減小，在100 km范圍內(nèi)，北京站閃電定位儀在東北偏北的方向上定位效率較低，僅為243%，可能與正交磁天線本身缺陷因素影響有關(guān)。整個探測網(wǎng)絡(luò)在北京地區(qū)自評估的探測效率為85%~95%，全網(wǎng)對弱電流回?fù)舻亩ㄎ荒芰τ写谔岣摺?/span>
2018, 46(4):644-650.
摘要:
基于SA多普勒天氣雷達(dá)資料，從其基本反射率、徑向速度和譜寬3個基本產(chǎn)品中提取出6個能反映它們之間差異的特征參量，并對它們進(jìn)行概率統(tǒng)計分析，作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別因子。通過建立適當(dāng)?shù)挠?xùn)練集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，從而得到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，再利用測試集對經(jīng)過訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)做進(jìn)一步測試，對其識別效果進(jìn)行評判。結(jié)果表明：當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層、隱含層和輸出層的神經(jīng)元個數(shù)分別為6、6、2時，能夠?qū)Τ凵浠夭ㄟ_(dá)到最優(yōu)的識別效果。最終通過實際個例對識別效果做再次驗證。
基于SA多普勒天氣雷達(dá)資料，從其基本反射率、徑向速度和譜寬3個基本產(chǎn)品中提取出6個能反映它們之間差異的特征參量，并對它們進(jìn)行概率統(tǒng)計分析，作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別因子。通過建立適當(dāng)?shù)挠?xùn)練集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，從而得到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，再利用測試集對經(jīng)過訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)做進(jìn)一步測試，對其識別效果進(jìn)行評判。結(jié)果表明：當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層、隱含層和輸出層的神經(jīng)元個數(shù)分別為6、6、2時，能夠?qū)Τ凵浠夭ㄟ_(dá)到最優(yōu)的識別效果。最終通過實際個例對識別效果做再次驗證。
2018, 46(4):651-658.
摘要:
對國家級自動氣象站供電系統(tǒng)深入研究，通過對蓄電池充放電進(jìn)行細(xì)微控制，設(shè)計報警電路、壽命檢測電路和遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)軟件系統(tǒng)，實時監(jiān)測蓄電池狀態(tài)，對蓄電池長期處于浮充狀態(tài)致使其壽命縮減的設(shè)計缺陷進(jìn)行改進(jìn)。該系統(tǒng)采用Freescale高性能處理器和以AD8210為核心的高邊電流檢測電路，實時對分流電阻的微電流進(jìn)行檢測，及時阻止危害蓄電池使用壽命的過充和過放，通過聲光報警電路和數(shù)據(jù)通信電路將交流電斷電報警、蓄電池電壓、使用壽命和充電間隔等信息傳送到Labview編寫的上位機(jī)軟件， 提醒觀測員及時處理，同時配合RTC時鐘模塊，每3個月自動對蓄電池進(jìn)行充放電維護(hù)，不僅有效延長了蓄電池的使用壽命，還解決了蓄電池充放電維護(hù)問題，減少了國家站備份蓄電池每兩年更換造成的資源浪費。
對國家級自動氣象站供電系統(tǒng)深入研究，通過對蓄電池充放電進(jìn)行細(xì)微控制，設(shè)計報警電路、壽命檢測電路和遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)軟件系統(tǒng)，實時監(jiān)測蓄電池狀態(tài)，對蓄電池長期處于浮充狀態(tài)致使其壽命縮減的設(shè)計缺陷進(jìn)行改進(jìn)。該系統(tǒng)采用Freescale高性能處理器和以AD8210為核心的高邊電流檢測電路，實時對分流電阻的微電流進(jìn)行檢測，及時阻止危害蓄電池使用壽命的過充和過放，通過聲光報警電路和數(shù)據(jù)通信電路將交流電斷電報警、蓄電池電壓、使用壽命和充電間隔等信息傳送到Labview編寫的上位機(jī)軟件， 提醒觀測員及時處理，同時配合RTC時鐘模塊，每3個月自動對蓄電池進(jìn)行充放電維護(hù)，不僅有效延長了蓄電池的使用壽命，還解決了蓄電池充放電維護(hù)問題，減少了國家站備份蓄電池每兩年更換造成的資源浪費。
2018, 46(4):659-664.
摘要:
為了解決區(qū)域自動氣象站的風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器的檢測難題，設(shè)計出一種新型便攜式風(fēng)向風(fēng)速傳感器檢測儀。該檢測儀通過上位機(jī)軟件和單片機(jī)來實現(xiàn)智能檢測和控制等功能，工作時由單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器編程可控制步進(jìn)電機(jī)的精確定位，進(jìn)而精確控制風(fēng)向傳感器的轉(zhuǎn)動角度或風(fēng)速傳感器的轉(zhuǎn)動速度，將傳感器輸出值與步進(jìn)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，最終實現(xiàn)自動化檢測風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器計量性能的目的。通過與現(xiàn)有檢測方法對比，結(jié)果顯示其精確度更高，穩(wěn)定性更好；該檢測儀體積小、重量輕、操作簡單便于攜帶、集合了風(fēng)向檢測功能和風(fēng)速檢測功能；能有效地解決野外區(qū)域自動氣象站的現(xiàn)場檢測難題。
為了解決區(qū)域自動氣象站的風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器的檢測難題，設(shè)計出一種新型便攜式風(fēng)向風(fēng)速傳感器檢測儀。該檢測儀通過上位機(jī)軟件和單片機(jī)來實現(xiàn)智能檢測和控制等功能，工作時由單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器編程可控制步進(jìn)電機(jī)的精確定位，進(jìn)而精確控制風(fēng)向傳感器的轉(zhuǎn)動角度或風(fēng)速傳感器的轉(zhuǎn)動速度，將傳感器輸出值與步進(jìn)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，最終實現(xiàn)自動化檢測風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器計量性能的目的。通過與現(xiàn)有檢測方法對比，結(jié)果顯示其精確度更高，穩(wěn)定性更好；該檢測儀體積小、重量輕、操作簡單便于攜帶、集合了風(fēng)向檢測功能和風(fēng)速檢測功能；能有效地解決野外區(qū)域自動氣象站的現(xiàn)場檢測難題。
2018, 46(4):665-669.
摘要:
針對新型自動氣象站蒸發(fā)測量系統(tǒng)現(xiàn)場校準(zhǔn)普遍超差的問題進(jìn)行研究分析，得出超差的根本原因是：測量系統(tǒng)對于基點值（零位值）無負(fù)值顯示；連通器的設(shè)計引入水位補(bǔ)償。為使蒸發(fā)現(xiàn)場校準(zhǔn)數(shù)據(jù)質(zhì)量的可靠性和有效性控制在允許的范圍內(nèi)，采用重選基點為10 mm點，靈敏系數(shù)倒數(shù)為981%的修正方法對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)試驗驗證，新型蒸發(fā)校準(zhǔn)合格率大大提高。結(jié)果表明：該修正方法解決了蒸發(fā)現(xiàn)場校準(zhǔn)超差問題，使校準(zhǔn)的蒸發(fā)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，適用于新型蒸發(fā)現(xiàn)場校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理。
針對新型自動氣象站蒸發(fā)測量系統(tǒng)現(xiàn)場校準(zhǔn)普遍超差的問題進(jìn)行研究分析，得出超差的根本原因是：測量系統(tǒng)對于基點值（零位值）無負(fù)值顯示；連通器的設(shè)計引入水位補(bǔ)償。為使蒸發(fā)現(xiàn)場校準(zhǔn)數(shù)據(jù)質(zhì)量的可靠性和有效性控制在允許的范圍內(nèi)，采用重選基點為10 mm點，靈敏系數(shù)倒數(shù)為981%的修正方法對校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)試驗驗證，新型蒸發(fā)校準(zhǔn)合格率大大提高。結(jié)果表明：該修正方法解決了蒸發(fā)現(xiàn)場校準(zhǔn)超差問題，使校準(zhǔn)的蒸發(fā)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，適用于新型蒸發(fā)現(xiàn)場校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理。
2018, 46(4):670-677.
摘要:
隨著精細(xì)化預(yù)報業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，迫切需要建立支撐國省網(wǎng)格預(yù)報實時同步、協(xié)同一致的全國精細(xì)化格點預(yù)報業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)環(huán)境。本文分析了精細(xì)化預(yù)報業(yè)務(wù)的特點，闡述了基于全國綜合氣象信息共享平臺（CIMISS）的精細(xì)化格點業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)環(huán)境的系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)流程、核心功能及相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)。業(yè)務(wù)運行結(jié)果表明，數(shù)據(jù)環(huán)境實現(xiàn)了國省間格點預(yù)報實時同步和共享，有效支撐了預(yù)報產(chǎn)品的及時訂正和發(fā)布，保證了國省格點預(yù)報一致性。
隨著精細(xì)化預(yù)報業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，迫切需要建立支撐國省網(wǎng)格預(yù)報實時同步、協(xié)同一致的全國精細(xì)化格點預(yù)報業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)環(huán)境。本文分析了精細(xì)化預(yù)報業(yè)務(wù)的特點，闡述了基于全國綜合氣象信息共享平臺（CIMISS）的精細(xì)化格點業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)環(huán)境的系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)流程、核心功能及相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)。業(yè)務(wù)運行結(jié)果表明，數(shù)據(jù)環(huán)境實現(xiàn)了國省間格點預(yù)報實時同步和共享，有效支撐了預(yù)報產(chǎn)品的及時訂正和發(fā)布，保證了國省格點預(yù)報一致性。
2018, 46(4):678-684.
摘要:
表格驅(qū)動碼是世界氣象組織推薦并在全球范圍內(nèi)被廣泛使用的數(shù)據(jù)編碼格式，也是我國氣象數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化實施中采用的主要國際互信通用格式之一。建立表格驅(qū)動碼業(yè)務(wù)試驗系統(tǒng)，依據(jù)觀測系統(tǒng)和CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境核心業(yè)務(wù)構(gòu)架，選擇有代表性的觀測數(shù)據(jù)和產(chǎn)品，針對其自描述和靈活擴(kuò)展性特點，采用編碼模板制定、碼表動態(tài)加載、編碼要素和序列向存儲要素和模型映射轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫存儲模型設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，建立其編碼、傳輸、處理、存儲和應(yīng)用完整業(yè)務(wù)流程，試驗和驗證其業(yè)務(wù)適應(yīng)性，為我國基于表格驅(qū)動碼的氣象數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化工作全面開展提供參考。
表格驅(qū)動碼是世界氣象組織推薦并在全球范圍內(nèi)被廣泛使用的數(shù)據(jù)編碼格式，也是我國氣象數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化實施中采用的主要國際互信通用格式之一。建立表格驅(qū)動碼業(yè)務(wù)試驗系統(tǒng)，依據(jù)觀測系統(tǒng)和CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境核心業(yè)務(wù)構(gòu)架，選擇有代表性的觀測數(shù)據(jù)和產(chǎn)品，針對其自描述和靈活擴(kuò)展性特點，采用編碼模板制定、碼表動態(tài)加載、編碼要素和序列向存儲要素和模型映射轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫存儲模型設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，建立其編碼、傳輸、處理、存儲和應(yīng)用完整業(yè)務(wù)流程，試驗和驗證其業(yè)務(wù)適應(yīng)性，為我國基于表格驅(qū)動碼的氣象數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化工作全面開展提供參考。
2018, 46(4):685-691.
摘要:
為統(tǒng)一氣象應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接方式，規(guī)范氣象數(shù)據(jù)使用環(huán)境，以國省兩級氣象信息化行動方案為綱領(lǐng)，采用Spring Boot和Spring Cloud微服務(wù)框架，設(shè)計和開發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)化氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接口。標(biāo)準(zhǔn)化氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接口遵循氣象信息化標(biāo)準(zhǔn)體系，采集和加工各類氣象數(shù)據(jù)后匯入氣象數(shù)據(jù)資源池，統(tǒng)一通過RESTful API發(fā)布數(shù)據(jù)，為全寧波市氣象應(yīng)用系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)對接服務(wù)。該接口改變了應(yīng)用程序直接讀取數(shù)據(jù)庫的舊模式，降低了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)成本，同時加強(qiáng)了運維部門對各類氣象數(shù)據(jù)訪問的監(jiān)控和管理。文章主要介紹了氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接口的設(shè)計和開發(fā)過程，并詳細(xì)描述了開發(fā)過程中涉及的接口規(guī)范、業(yè)務(wù)流程和關(guān)鍵技術(shù)。
為統(tǒng)一氣象應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接方式，規(guī)范氣象數(shù)據(jù)使用環(huán)境，以國省兩級氣象信息化行動方案為綱領(lǐng)，采用Spring Boot和Spring Cloud微服務(wù)框架，設(shè)計和開發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)化氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接口。標(biāo)準(zhǔn)化氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接口遵循氣象信息化標(biāo)準(zhǔn)體系，采集和加工各類氣象數(shù)據(jù)后匯入氣象數(shù)據(jù)資源池，統(tǒng)一通過RESTful API發(fā)布數(shù)據(jù)，為全寧波市氣象應(yīng)用系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)對接服務(wù)。該接口改變了應(yīng)用程序直接讀取數(shù)據(jù)庫的舊模式，降低了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)成本，同時加強(qiáng)了運維部門對各類氣象數(shù)據(jù)訪問的監(jiān)控和管理。文章主要介紹了氣象數(shù)據(jù)服務(wù)接口的設(shè)計和開發(fā)過程，并詳細(xì)描述了開發(fā)過程中涉及的接口規(guī)范、業(yè)務(wù)流程和關(guān)鍵技術(shù)。
2018, 46(4):692-698.
摘要:
基于CIMISS，在MUSIC規(guī)范下,采用C#語言，結(jié)合Surfer插件開發(fā)了可以繪制等值線色斑圖的可視化接口，可以提高科研和工作效率，且有效補(bǔ)充了MUSIC的可視化功能。可視化接口的實現(xiàn)改進(jìn)了繪圖時應(yīng)用色標(biāo)文件的機(jī)制，使填充顏色時不需要每次都實時生成.lvl色標(biāo)文件，而采用直接載入預(yù)先構(gòu)建好的色標(biāo)文件的方法，提高了繪圖速度。提出的網(wǎng)格化采用寬高比例系數(shù)確定圖形大小的方法，不僅使生成的圖形比例協(xié)調(diào)，而且較好地解決了生成的圖形邊緣出現(xiàn)鋸齒的問題。
基于CIMISS，在MUSIC規(guī)范下,采用C#語言，結(jié)合Surfer插件開發(fā)了可以繪制等值線色斑圖的可視化接口，可以提高科研和工作效率，且有效補(bǔ)充了MUSIC的可視化功能。可視化接口的實現(xiàn)改進(jìn)了繪圖時應(yīng)用色標(biāo)文件的機(jī)制，使填充顏色時不需要每次都實時生成.lvl色標(biāo)文件，而采用直接載入預(yù)先構(gòu)建好的色標(biāo)文件的方法，提高了繪圖速度。提出的網(wǎng)格化采用寬高比例系數(shù)確定圖形大小的方法，不僅使生成的圖形比例協(xié)調(diào)，而且較好地解決了生成的圖形邊緣出現(xiàn)鋸齒的問題。
2018, 46(4):699-706.
摘要:
CIMISS實現(xiàn)了國家級氣象數(shù)據(jù)的整合集約，國省首次建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境,并通過標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、功能豐富、調(diào)用高效的氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口MUSIC。本文介紹了Python編程語言特性，及其相對于IDL,Fortran,Matlab等氣象行業(yè)常用編程語言的優(yōu)勢。闡述了Python在國外氣象行業(yè)中的應(yīng)用，以及如何調(diào)用CIMISS的客戶端SDK，Web Services以及Rest服務(wù)接口。氣象科研人員通過掌握Python編程語言，能夠快速地從CIMISS中獲取和處理氣象數(shù)據(jù)，并可以使用Python進(jìn)行各類氣象數(shù)據(jù)的處理。
CIMISS實現(xiàn)了國家級氣象數(shù)據(jù)的整合集約，國省首次建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境,并通過標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、功能豐富、調(diào)用高效的氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口MUSIC。本文介紹了Python編程語言特性，及其相對于IDL,Fortran,Matlab等氣象行業(yè)常用編程語言的優(yōu)勢。闡述了Python在國外氣象行業(yè)中的應(yīng)用，以及如何調(diào)用CIMISS的客戶端SDK，Web Services以及Rest服務(wù)接口。氣象科研人員通過掌握Python編程語言，能夠快速地從CIMISS中獲取和處理氣象數(shù)據(jù)，并可以使用Python進(jìn)行各類氣象數(shù)據(jù)的處理。
2018, 46(4):707-717.
摘要:
以生成GRAPES全球集合預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的控制預(yù)報初值為目的，基于GRAPES全球模式，開展了控制預(yù)報初值生成方法研究，發(fā)展了高分辨率初值動力升尺度方法，并檢驗了不同方法的可行性。通過對比不同方法產(chǎn)生的初始場形態(tài)，證實了僅僅對高分辨率初始場進(jìn)行二維水平插值存在不足，基于靜力學(xué)方程對Exner氣壓變量進(jìn)行三維插值至關(guān)重要。結(jié)果表明，動力升尺度方法利用靜力平衡關(guān)系，對全場的溫壓場進(jìn)行調(diào)整，使之協(xié)調(diào)平衡，可以改善二維水平插值方法導(dǎo)致的初始位勢高度場和溫度場的噪音問題，產(chǎn)生適用于GRAPES全球集合預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的控制預(yù)報初值。
以生成GRAPES全球集合預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的控制預(yù)報初值為目的，基于GRAPES全球模式，開展了控制預(yù)報初值生成方法研究，發(fā)展了高分辨率初值動力升尺度方法，并檢驗了不同方法的可行性。通過對比不同方法產(chǎn)生的初始場形態(tài)，證實了僅僅對高分辨率初始場進(jìn)行二維水平插值存在不足，基于靜力學(xué)方程對Exner氣壓變量進(jìn)行三維插值至關(guān)重要。結(jié)果表明，動力升尺度方法利用靜力平衡關(guān)系，對全場的溫壓場進(jìn)行調(diào)整，使之協(xié)調(diào)平衡，可以改善二維水平插值方法導(dǎo)致的初始位勢高度場和溫度場的噪音問題，產(chǎn)生適用于GRAPES全球集合預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的控制預(yù)報初值。
2018, 46(4):718-723.
摘要:
對2014—2016年中國國家氣象中心T639數(shù)值預(yù)報、日本細(xì)網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報、歐洲中心細(xì)網(wǎng)格(ECthin)數(shù)值預(yù)報以及天津市鄉(xiāng)鎮(zhèn)指導(dǎo)預(yù)報產(chǎn)品中在天津地區(qū)降水預(yù)報分別進(jìn)行檢驗。結(jié)果表明:所有模式降水的晴雨預(yù)報準(zhǔn)確率均隨預(yù)報時效的延長而下降。降水預(yù)報準(zhǔn)確率在秋冬春季的預(yù)報效果明顯好于夏季。ECthin產(chǎn)品在冬季降水的預(yù)報中優(yōu)勢更為明顯，而指導(dǎo)預(yù)報及T639對5月、6月及9月天津地區(qū)局地降水多發(fā)期的降水更有指示意義。針對2014—2016年天津地區(qū)的23個暴雨日按影響系統(tǒng)分型并統(tǒng)計檢驗結(jié)果，暴雨日降水預(yù)報晴雨成績較好有參考價值，而降水分級檢驗偏差較大。相對于局地性暴雨過程，區(qū)域性的暴雨過程數(shù)值預(yù)報有更為可靠的參考性。
對2014—2016年中國國家氣象中心T639數(shù)值預(yù)報、日本細(xì)網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報、歐洲中心細(xì)網(wǎng)格(ECthin)數(shù)值預(yù)報以及天津市鄉(xiāng)鎮(zhèn)指導(dǎo)預(yù)報產(chǎn)品中在天津地區(qū)降水預(yù)報分別進(jìn)行檢驗。結(jié)果表明:所有模式降水的晴雨預(yù)報準(zhǔn)確率均隨預(yù)報時效的延長而下降。降水預(yù)報準(zhǔn)確率在秋冬春季的預(yù)報效果明顯好于夏季。ECthin產(chǎn)品在冬季降水的預(yù)報中優(yōu)勢更為明顯，而指導(dǎo)預(yù)報及T639對5月、6月及9月天津地區(qū)局地降水多發(fā)期的降水更有指示意義。針對2014—2016年天津地區(qū)的23個暴雨日按影響系統(tǒng)分型并統(tǒng)計檢驗結(jié)果，暴雨日降水預(yù)報晴雨成績較好有參考價值，而降水分級檢驗偏差較大。相對于局地性暴雨過程，區(qū)域性的暴雨過程數(shù)值預(yù)報有更為可靠的參考性。
2018, 46(4):724-728.
摘要:
選取2016年5—12月歐洲ECMWF、日本JMA、T639、德國GERMAN、湖南本地細(xì)網(wǎng)格HNGRIB的高分辨率降水預(yù)報產(chǎn)品，從預(yù)報時效、流域區(qū)域、面雨量量級、影響系統(tǒng)和預(yù)報偏差五個方面，檢驗分析了各模式對湖南水庫流域面雨量的預(yù)報效果。結(jié)果表明：各細(xì)網(wǎng)格模式對流域面雨量的預(yù)報能力隨預(yù)報時效的增加而下降，但ECMWF和JMA的預(yù)報效果相對較好且穩(wěn)定，T639最差；各模式在非汛期10—12月的流域面雨量預(yù)報效果要優(yōu)于汛期5—9月；隨著面雨量量級增大，各模式的預(yù)報能力均下降，特別是對30 mm以上的面雨量預(yù)報能力非常低；各模式對高空槽降水的預(yù)報能力最好，對西南低渦降水的預(yù)報能力最差；ECMWF、JMA、HNGRIB在各個時效上存在面雨量預(yù)報偏小的情況，而GERMAN、T639隨著時效的增加，面雨量預(yù)報偏大的情況增多。
選取2016年5—12月歐洲ECMWF、日本JMA、T639、德國GERMAN、湖南本地細(xì)網(wǎng)格HNGRIB的高分辨率降水預(yù)報產(chǎn)品，從預(yù)報時效、流域區(qū)域、面雨量量級、影響系統(tǒng)和預(yù)報偏差五個方面，檢驗分析了各模式對湖南水庫流域面雨量的預(yù)報效果。結(jié)果表明：各細(xì)網(wǎng)格模式對流域面雨量的預(yù)報能力隨預(yù)報時效的增加而下降，但ECMWF和JMA的預(yù)報效果相對較好且穩(wěn)定，T639最差；各模式在非汛期10—12月的流域面雨量預(yù)報效果要優(yōu)于汛期5—9月；隨著面雨量量級增大，各模式的預(yù)報能力均下降，特別是對30 mm以上的面雨量預(yù)報能力非常低；各模式對高空槽降水的預(yù)報能力最好，對西南低渦降水的預(yù)報能力最差；ECMWF、JMA、HNGRIB在各個時效上存在面雨量預(yù)報偏小的情況，而GERMAN、T639隨著時效的增加，面雨量預(yù)報偏大的情況增多。
2018, 46(4):729-737.
摘要:
根據(jù)潰變原理的非規(guī)則結(jié)構(gòu)分析方法，對紅河州1980—2015年259場暴雨過程進(jìn)行了檢驗分析、合成分析和預(yù)測應(yīng)用，計算分析了超低溫及低頻重力波指數(shù)與暴雨出現(xiàn)的相關(guān)性。結(jié)果表明：暴雨前12～36 h，（低渦）切變暴雨、孟灣風(fēng)暴（南支槽）暴雨、副高外圍暴雨、西行臺風(fēng)暴雨和輻合區(qū)暴雨在探空站的V3θ結(jié)構(gòu)信息圖上分析出明顯的先兆特征，集中表現(xiàn)為對流層高層出現(xiàn)超低溫、3θ曲線的非均勻結(jié)構(gòu)、中低層的充沛水汽條件和整體順滾流；超低溫越強(qiáng)，未來12～48 h降雨也會增大，但是超低溫現(xiàn)象出現(xiàn)頻率較大，需配合其他條件判斷暴雨的出現(xiàn)；低頻重力波穩(wěn)定指數(shù)與未來24 h降雨存在顯著負(fù)相關(guān)，即低頻重力波穩(wěn)定指數(shù)越小，降雨量越大，前24 h的低頻重力波穩(wěn)定指數(shù)值對暴雨指示意義最強(qiáng)，當(dāng)?shù)皖l重力波穩(wěn)定指數(shù)值為-02～-04時發(fā)生暴雨的頻率最高。
根據(jù)潰變原理的非規(guī)則結(jié)構(gòu)分析方法，對紅河州1980—2015年259場暴雨過程進(jìn)行了檢驗分析、合成分析和預(yù)測應(yīng)用，計算分析了超低溫及低頻重力波指數(shù)與暴雨出現(xiàn)的相關(guān)性。結(jié)果表明：暴雨前12～36 h，（低渦）切變暴雨、孟灣風(fēng)暴（南支槽）暴雨、副高外圍暴雨、西行臺風(fēng)暴雨和輻合區(qū)暴雨在探空站的V3θ結(jié)構(gòu)信息圖上分析出明顯的先兆特征，集中表現(xiàn)為對流層高層出現(xiàn)超低溫、3θ曲線的非均勻結(jié)構(gòu)、中低層的充沛水汽條件和整體順滾流；超低溫越強(qiáng)，未來12～48 h降雨也會增大，但是超低溫現(xiàn)象出現(xiàn)頻率較大，需配合其他條件判斷暴雨的出現(xiàn)；低頻重力波穩(wěn)定指數(shù)與未來24 h降雨存在顯著負(fù)相關(guān)，即低頻重力波穩(wěn)定指數(shù)越小，降雨量越大，前24 h的低頻重力波穩(wěn)定指數(shù)值對暴雨指示意義最強(qiáng)，當(dāng)?shù)皖l重力波穩(wěn)定指數(shù)值為-02～-04時發(fā)生暴雨的頻率最高。
2018, 46(4):738-743.
摘要:
利用逐日氣象水文資料，針對賀江流域進(jìn)行HBV水文模型率定與驗證，獲得降水〖CD*2〗流量關(guān)系，結(jié)合廣西賀州市信都水文站的水位〖CD*2〗流量關(guān)系，推算得到3個洪水風(fēng)險預(yù)警級別對應(yīng)的臨界雨量，并通過2次歷史洪水過程，檢驗該臨界雨量在暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警中的應(yīng)用效果。結(jié)果表明：①由HBV水文模型確定的賀江流域3個不同洪水風(fēng)險等級下24 h、48 h的致災(zāi)臨界雨量，預(yù)警效果較好；②HBV模型能很好地反映降水對賀江水文過程的影響，可為賀江流域暴雨洪澇災(zāi)害防御工作提供決策參考。
利用逐日氣象水文資料，針對賀江流域進(jìn)行HBV水文模型率定與驗證，獲得降水〖CD*2〗流量關(guān)系，結(jié)合廣西賀州市信都水文站的水位〖CD*2〗流量關(guān)系，推算得到3個洪水風(fēng)險預(yù)警級別對應(yīng)的臨界雨量，并通過2次歷史洪水過程，檢驗該臨界雨量在暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警中的應(yīng)用效果。結(jié)果表明：①由HBV水文模型確定的賀江流域3個不同洪水風(fēng)險等級下24 h、48 h的致災(zāi)臨界雨量，預(yù)警效果較好；②HBV模型能很好地反映降水對賀江水文過程的影響，可為賀江流域暴雨洪澇災(zāi)害防御工作提供決策參考。
2018, 46(4):744-752.
摘要:
利用吉林省45個氣象站1970-2014年逐日的最高、最低氣溫資料，分析吉林省最高、最低氣溫不對稱變化在年、季尺度上的時空演變特征。采用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解法（EMD）分解年、季最高、最低氣溫序列，分析變化趨勢。結(jié)果表明：近45年年平均最高、最低氣溫均呈增加趨勢，且最低氣溫增幅是最高氣溫的兩倍。四季的最高、最低氣溫變化形式與年變化一致；不同地區(qū)之間最高氣溫的增幅差異不大，最低氣溫增幅存在一定區(qū)別，東部最低氣溫增幅小于中、西部。相對穩(wěn)定的增溫區(qū)出現(xiàn)在西部和中部，不同季節(jié)的增溫幅度不同，春、夏要強(qiáng)于秋、冬。經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)結(jié)果顯示吉林省年平均最高、最低氣溫均為增加趨勢，而春、冬季中最高氣溫趨勢分量的傾向率與原始序列不同，為負(fù)值。夏、秋季中最高氣溫及四季中最低氣溫趨勢分量序列與原始數(shù)據(jù)序列的傾向率一致，均為正值但大小存在差異。
利用吉林省45個氣象站1970-2014年逐日的最高、最低氣溫資料，分析吉林省最高、最低氣溫不對稱變化在年、季尺度上的時空演變特征。采用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解法（EMD）分解年、季最高、最低氣溫序列，分析變化趨勢。結(jié)果表明：近45年年平均最高、最低氣溫均呈增加趨勢，且最低氣溫增幅是最高氣溫的兩倍。四季的最高、最低氣溫變化形式與年變化一致；不同地區(qū)之間最高氣溫的增幅差異不大，最低氣溫增幅存在一定區(qū)別，東部最低氣溫增幅小于中、西部。相對穩(wěn)定的增溫區(qū)出現(xiàn)在西部和中部，不同季節(jié)的增溫幅度不同，春、夏要強(qiáng)于秋、冬。經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)結(jié)果顯示吉林省年平均最高、最低氣溫均為增加趨勢，而春、冬季中最高氣溫趨勢分量的傾向率與原始序列不同，為負(fù)值。夏、秋季中最高氣溫及四季中最低氣溫趨勢分量序列與原始數(shù)據(jù)序列的傾向率一致，均為正值但大小存在差異。
2018, 46(4):753-759.
摘要:
基于1960—2013年106個地面氣象站觀測數(shù)據(jù)，對江淮地區(qū)雨、雪、雨夾雪及凍雨4種相態(tài)降水日數(shù)氣候特征、月際分布、年際變化、長期趨勢以及各相態(tài)降水日數(shù)與緯度、海拔高度之間關(guān)系等方面進(jìn)行探討，結(jié)果表明：江淮地區(qū)全年降雨日數(shù)為各相態(tài)降水日數(shù)之最多，空間分布上呈南多北少的分布特點，雪日數(shù)空間分布與雨日數(shù)相反，為北多南少；雨夾雪和凍雨日數(shù)主要表現(xiàn)為緯向差異，東部沿海少于西部內(nèi)陸；在近54a中，各相態(tài)降水日數(shù)區(qū)域平均值均呈減少趨勢，其中雨、雪、雨夾雪減少趨勢顯著；從各站點降水日數(shù)變化趨勢的空間分布看，雖然各相態(tài)降水日數(shù)普遍以減少趨勢為主，但凍雨顯著減少的站點最少；除降雨主要出現(xiàn)在3—8月，其他相態(tài)的降水出現(xiàn)較多的時段為11月至翌年3月；4種相態(tài)降水日數(shù)中，降雪和凍雨日數(shù)與海拔高度關(guān)系最為密切，呈顯著正相關(guān)，其次為雨夾雪。
基于1960—2013年106個地面氣象站觀測數(shù)據(jù)，對江淮地區(qū)雨、雪、雨夾雪及凍雨4種相態(tài)降水日數(shù)氣候特征、月際分布、年際變化、長期趨勢以及各相態(tài)降水日數(shù)與緯度、海拔高度之間關(guān)系等方面進(jìn)行探討，結(jié)果表明：江淮地區(qū)全年降雨日數(shù)為各相態(tài)降水日數(shù)之最多，空間分布上呈南多北少的分布特點，雪日數(shù)空間分布與雨日數(shù)相反，為北多南少；雨夾雪和凍雨日數(shù)主要表現(xiàn)為緯向差異，東部沿海少于西部內(nèi)陸；在近54a中，各相態(tài)降水日數(shù)區(qū)域平均值均呈減少趨勢，其中雨、雪、雨夾雪減少趨勢顯著；從各站點降水日數(shù)變化趨勢的空間分布看，雖然各相態(tài)降水日數(shù)普遍以減少趨勢為主，但凍雨顯著減少的站點最少；除降雨主要出現(xiàn)在3—8月，其他相態(tài)的降水出現(xiàn)較多的時段為11月至翌年3月；4種相態(tài)降水日數(shù)中，降雪和凍雨日數(shù)與海拔高度關(guān)系最為密切，呈顯著正相關(guān)，其次為雨夾雪。
2018, 46(4):760-767.
摘要:
2015年11月27日至12月1日，北京地區(qū)出現(xiàn)了一次十分嚴(yán)重的霧、霾天氣過程。綜合分析此次霧、霾天氣過程的天氣形勢、加密自動站、探空、風(fēng)廓線雷達(dá)以及連續(xù)觀測的PM25資料，結(jié)果表明:本次霧、霾過程，能見度的惡化與天氣形勢、PM25持續(xù)性波動增長、相對濕度增加、逆溫出現(xiàn)頻率高、近地層風(fēng)速小及近地面偏南風(fēng)輸送有密切關(guān)系：①此次霧、霾過程期間，華北地區(qū)較長時間被地面高壓后部的弱氣壓場和低壓輻合區(qū)控制，地面風(fēng)速和近地層風(fēng)速較小，北京大部分地區(qū)處于弱的偏南風(fēng)或偏東風(fēng)控制中，很不利于污染物的水平擴(kuò)散；②地面增濕趨勢明顯，低層偏南和偏東氣流將水汽和上游污染物向北京地區(qū)輸送，加之29日氣溫明顯回升，導(dǎo)致地面積雪融化，近地面相對濕度增加，有時接近飽和；③邊界層逆溫一直存在，很不利于污染物的垂直擴(kuò)散。
2015年11月27日至12月1日，北京地區(qū)出現(xiàn)了一次十分嚴(yán)重的霧、霾天氣過程。綜合分析此次霧、霾天氣過程的天氣形勢、加密自動站、探空、風(fēng)廓線雷達(dá)以及連續(xù)觀測的PM25資料，結(jié)果表明:本次霧、霾過程，能見度的惡化與天氣形勢、PM25持續(xù)性波動增長、相對濕度增加、逆溫出現(xiàn)頻率高、近地層風(fēng)速小及近地面偏南風(fēng)輸送有密切關(guān)系：①此次霧、霾過程期間，華北地區(qū)較長時間被地面高壓后部的弱氣壓場和低壓輻合區(qū)控制，地面風(fēng)速和近地層風(fēng)速較小，北京大部分地區(qū)處于弱的偏南風(fēng)或偏東風(fēng)控制中，很不利于污染物的水平擴(kuò)散；②地面增濕趨勢明顯，低層偏南和偏東氣流將水汽和上游污染物向北京地區(qū)輸送，加之29日氣溫明顯回升，導(dǎo)致地面積雪融化，近地面相對濕度增加，有時接近飽和；③邊界層逆溫一直存在，很不利于污染物的垂直擴(kuò)散。
2018, 46(4):768-772.
摘要:
激光雨滴譜儀是天津人影部門近年新引入的探測設(shè)備，它對降水過程的即時監(jiān)測具有重要意義。本文基于LPMTHIES激光雨滴譜儀探測資料，對天津地區(qū)2015年7月19日的對流性降水過程進(jìn)行了分析。研究顯示：雨滴譜儀和翻斗雨量計所獲取的逐時降水其變化趨勢存在一致性，但雨滴譜儀獲得的累積雨量要偏大；降水過程的時空差異性大，不同測站雨強(qiáng)差異明顯，4站降水粒子平均直徑介于040~064 mm，且20 mm以下的降水粒子占到了粒子總數(shù)的95％以上；降水時段的雨強(qiáng)與雷達(dá)反射率的起伏變化十分明顯，雨滴數(shù)濃度基本上處于103量級；薊縣站3個時次的瞬時譜均呈現(xiàn)單峰型分布，且峰值位于05 mm附近。
激光雨滴譜儀是天津人影部門近年新引入的探測設(shè)備，它對降水過程的即時監(jiān)測具有重要意義。本文基于LPMTHIES激光雨滴譜儀探測資料，對天津地區(qū)2015年7月19日的對流性降水過程進(jìn)行了分析。研究顯示：雨滴譜儀和翻斗雨量計所獲取的逐時降水其變化趨勢存在一致性，但雨滴譜儀獲得的累積雨量要偏大；降水過程的時空差異性大，不同測站雨強(qiáng)差異明顯，4站降水粒子平均直徑介于040~064 mm，且20 mm以下的降水粒子占到了粒子總數(shù)的95％以上；降水時段的雨強(qiáng)與雷達(dá)反射率的起伏變化十分明顯，雨滴數(shù)濃度基本上處于103量級；薊縣站3個時次的瞬時譜均呈現(xiàn)單峰型分布，且峰值位于05 mm附近。
2018, 46(4):773-784.
摘要:
為了更好地開展道路交通低溫災(zāi)害的預(yù)警，減輕道路結(jié)冰給車輛行駛造成的危害，本文利用2012—2016年江蘇省高速公路網(wǎng)AWMS系統(tǒng)交通氣象觀測數(shù)據(jù)，在對路面低溫發(fā)生規(guī)律進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合多元線性回歸、樸素貝葉斯以及支持向量機(jī)3種統(tǒng)計預(yù)報方法，開展了路面低溫預(yù)警的統(tǒng)計建模與預(yù)報試驗。結(jié)果表明：①江蘇全省高速公路網(wǎng)路面溫度出現(xiàn)0 ℃以下、-2 ℃以下、-5 ℃以下的低溫頻率均呈“北高南低”分布。②全省高速公路網(wǎng)路面溫度出現(xiàn)0 ℃以下的低溫時次大多在15：00到次日06：00之間。③在對京滬高速M9308站的單站建模與預(yù)報試驗中發(fā)現(xiàn)，路面低溫預(yù)報因子組合中以13：00氣溫、13：00—18：00氣溫變溫、13：00路面溫度、13：00—18：00路面變溫、13：00路基溫度、13：00—18：00路基變溫、18：00相對濕度和18：00風(fēng)速〖WTBX〗U〖WTBZ〗分量為自變量組合的預(yù)報方程效果最好，3種方法中以樸素貝葉斯模型的預(yù)報準(zhǔn)確率最高；④就全省高速公路網(wǎng)而言，3種統(tǒng)計預(yù)報模型的路面低溫預(yù)報準(zhǔn)確率均超過75%，通過對全路網(wǎng)路面低溫預(yù)報的試驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，多元線性回歸方法對江蘇省北部路網(wǎng)的預(yù)報效果最好，預(yù)報準(zhǔn)確率大多在85%以上；而支持向量機(jī)模型對江蘇省南部路網(wǎng)的預(yù)報效果最好，大部分站點的低溫預(yù)報準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。
為了更好地開展道路交通低溫災(zāi)害的預(yù)警，減輕道路結(jié)冰給車輛行駛造成的危害，本文利用2012—2016年江蘇省高速公路網(wǎng)AWMS系統(tǒng)交通氣象觀測數(shù)據(jù)，在對路面低溫發(fā)生規(guī)律進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合多元線性回歸、樸素貝葉斯以及支持向量機(jī)3種統(tǒng)計預(yù)報方法，開展了路面低溫預(yù)警的統(tǒng)計建模與預(yù)報試驗。結(jié)果表明：①江蘇全省高速公路網(wǎng)路面溫度出現(xiàn)0 ℃以下、-2 ℃以下、-5 ℃以下的低溫頻率均呈“北高南低”分布。②全省高速公路網(wǎng)路面溫度出現(xiàn)0 ℃以下的低溫時次大多在15：00到次日06：00之間。③在對京滬高速M9308站的單站建模與預(yù)報試驗中發(fā)現(xiàn)，路面低溫預(yù)報因子組合中以13：00氣溫、13：00—18：00氣溫變溫、13：00路面溫度、13：00—18：00路面變溫、13：00路基溫度、13：00—18：00路基變溫、18：00相對濕度和18：00風(fēng)速〖WTBX〗U〖WTBZ〗分量為自變量組合的預(yù)報方程效果最好，3種方法中以樸素貝葉斯模型的預(yù)報準(zhǔn)確率最高；④就全省高速公路網(wǎng)而言，3種統(tǒng)計預(yù)報模型的路面低溫預(yù)報準(zhǔn)確率均超過75%，通過對全路網(wǎng)路面低溫預(yù)報的試驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，多元線性回歸方法對江蘇省北部路網(wǎng)的預(yù)報效果最好，預(yù)報準(zhǔn)確率大多在85%以上；而支持向量機(jī)模型對江蘇省南部路網(wǎng)的預(yù)報效果最好，大部分站點的低溫預(yù)報準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。
2018, 46(4):785-791.
摘要:
采用安徽省2010—2016年ADTD二維閃電定位數(shù)據(jù)，經(jīng)質(zhì)量控制后，利用自然斷點法對安徽省雷電易發(fā)區(qū)域進(jìn)行了劃分，結(jié)果表明：①安徽省雷電高易發(fā)區(qū)主要分布在池州市、銅陵市、蕪湖市、宣城市中東部地區(qū)、滁州市東部、六安市東部、安慶市西部和黃山市部分地區(qū)；中等易發(fā)區(qū)主要分布在淮河以南的滁州市、馬鞍山市、安慶市大部分地區(qū)、六安市大部分地區(qū)、合肥市西部和南部、宣城市西部和南部地區(qū)；一般易發(fā)區(qū)主要分布在沿淮和淮河以北地區(qū)的宿州市、淮北市、亳州市、阜陽市、淮南市、蚌埠市大部分地區(qū)以及合肥市中東部地區(qū)；②利用百分位數(shù)法將雷電流強(qiáng)度分為1、2、3級，各等級雷電易發(fā)區(qū)域分布總體一致，大致為“南高北低”特征，但部分地區(qū)差異較大。其中1級、2級分布特征相對較為接近；③地形因素對雷電活動具有較大的影響，大別山區(qū)，皖南山區(qū)和皖東丘陵地區(qū)較之淮北平原地區(qū)的雷電易發(fā)等級更高。在淮河以南地區(qū)，雷電密度和河網(wǎng)密度分布存在較好的正相關(guān)，河網(wǎng)越密集，對應(yīng)的雷電易發(fā)等級越高。但在淮河以北地區(qū)，雷電密度和河網(wǎng)以及土壤電導(dǎo)率的分布沒有明顯關(guān)聯(lián)。
采用安徽省2010—2016年ADTD二維閃電定位數(shù)據(jù)，經(jīng)質(zhì)量控制后，利用自然斷點法對安徽省雷電易發(fā)區(qū)域進(jìn)行了劃分，結(jié)果表明：①安徽省雷電高易發(fā)區(qū)主要分布在池州市、銅陵市、蕪湖市、宣城市中東部地區(qū)、滁州市東部、六安市東部、安慶市西部和黃山市部分地區(qū)；中等易發(fā)區(qū)主要分布在淮河以南的滁州市、馬鞍山市、安慶市大部分地區(qū)、六安市大部分地區(qū)、合肥市西部和南部、宣城市西部和南部地區(qū)；一般易發(fā)區(qū)主要分布在沿淮和淮河以北地區(qū)的宿州市、淮北市、亳州市、阜陽市、淮南市、蚌埠市大部分地區(qū)以及合肥市中東部地區(qū)；②利用百分位數(shù)法將雷電流強(qiáng)度分為1、2、3級，各等級雷電易發(fā)區(qū)域分布總體一致，大致為“南高北低”特征，但部分地區(qū)差異較大。其中1級、2級分布特征相對較為接近；③地形因素對雷電活動具有較大的影響，大別山區(qū)，皖南山區(qū)和皖東丘陵地區(qū)較之淮北平原地區(qū)的雷電易發(fā)等級更高。在淮河以南地區(qū)，雷電密度和河網(wǎng)密度分布存在較好的正相關(guān)，河網(wǎng)越密集，對應(yīng)的雷電易發(fā)等級越高。但在淮河以北地區(qū)，雷電密度和河網(wǎng)以及土壤電導(dǎo)率的分布沒有明顯關(guān)聯(lián)。
24 限壓型SPD安全性試驗
2018, 46(4):792-798.
摘要:
氧化鋅壓敏電阻（MOV）和熱脫離保護(hù)裝置是限壓型電涌保護(hù)器（SPD）的核心部件，直接決定SPD的安全性能。深入分析這2個部件的失效模式，總結(jié)出部件設(shè)計需要考慮的參數(shù)因子十分必要。本文通過試驗研究了MOV在最大持續(xù)工作電壓Uc下工作溫度升高、沖擊電流過大及暫態(tài)過電壓3種情況下的故障模式，并在MOV故障模式下對熱脫離保護(hù)裝置進(jìn)行性能試驗，得出提高限壓型SPD安全性的措施：①選擇匹配的MOV（包括通流能力和殘壓、高溫穩(wěn)定性、過大沖擊電流下工頻耐受能力、暫態(tài)過電壓耐受能力）；②設(shè)計可靠的熱脫離保護(hù)裝置（包括材料屬性、取熱點位置、脫扣距離、脫扣力及其焊接工藝、增加內(nèi)置式過電流保護(hù)裝置等）。
氧化鋅壓敏電阻（MOV）和熱脫離保護(hù)裝置是限壓型電涌保護(hù)器（SPD）的核心部件，直接決定SPD的安全性能。深入分析這2個部件的失效模式，總結(jié)出部件設(shè)計需要考慮的參數(shù)因子十分必要。本文通過試驗研究了MOV在最大持續(xù)工作電壓Uc下工作溫度升高、沖擊電流過大及暫態(tài)過電壓3種情況下的故障模式，并在MOV故障模式下對熱脫離保護(hù)裝置進(jìn)行性能試驗，得出提高限壓型SPD安全性的措施：①選擇匹配的MOV（包括通流能力和殘壓、高溫穩(wěn)定性、過大沖擊電流下工頻耐受能力、暫態(tài)過電壓耐受能力）；②設(shè)計可靠的熱脫離保護(hù)裝置（包括材料屬性、取熱點位置、脫扣距離、脫扣力及其焊接工藝、增加內(nèi)置式過電流保護(hù)裝置等）。
2018, 46(4):799-808.
摘要:
利用常規(guī)氣象資料和機(jī)載溫度探測資料（OAT），對2015—2016年冬季四川盆地7次低空飛行（3000 m以下）飛機(jī)積冰的個例進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明：冬季在四川盆地內(nèi)3000 m以下飛行，導(dǎo)致飛機(jī)積冰的環(huán)流形勢包括冷鋒型、低槽型、西南氣流型以及弱脊型，其中前三種形勢更有利于中度積冰的產(chǎn)生。飛機(jī)積冰均發(fā)生在穿過溫度小于0 ℃的云中，出現(xiàn)中度積冰的溫度范圍在-4～-2 ℃，輕度積冰溫度范圍在-1～0 ℃，在這一溫度范圍內(nèi)，相對濕度越大越有利于積冰的產(chǎn)生，其中產(chǎn)生中度積冰時相對濕度均在90%以上。在有利的環(huán)流形勢以及一定的溫度和相對濕度條件下，垂直上升氣流速度在-10～-005 Pa〖DK〗·s-1之間更有利于中度積冰的產(chǎn)生，-005～0 Pa〖DK〗·s-1之間更有利于輕度積冰的產(chǎn)生。
利用常規(guī)氣象資料和機(jī)載溫度探測資料（OAT），對2015—2016年冬季四川盆地7次低空飛行（3000 m以下）飛機(jī)積冰的個例進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明：冬季在四川盆地內(nèi)3000 m以下飛行，導(dǎo)致飛機(jī)積冰的環(huán)流形勢包括冷鋒型、低槽型、西南氣流型以及弱脊型，其中前三種形勢更有利于中度積冰的產(chǎn)生。飛機(jī)積冰均發(fā)生在穿過溫度小于0 ℃的云中，出現(xiàn)中度積冰的溫度范圍在-4～-2 ℃，輕度積冰溫度范圍在-1～0 ℃，在這一溫度范圍內(nèi)，相對濕度越大越有利于積冰的產(chǎn)生，其中產(chǎn)生中度積冰時相對濕度均在90%以上。在有利的環(huán)流形勢以及一定的溫度和相對濕度條件下，垂直上升氣流速度在-10～-005 Pa〖DK〗·s-1之間更有利于中度積冰的產(chǎn)生，-005～0 Pa〖DK〗·s-1之間更有利于輕度積冰的產(chǎn)生。
2018, 46(4):809-813.
摘要:
本文采用地面太陽光度計實測數(shù)據(jù)對MODIS C6 AOD（氣溶膠光學(xué)厚度）產(chǎn)品進(jìn)行精度檢驗，結(jié)果表明：該產(chǎn)品與地面太陽光度計實測數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)為085，標(biāo)準(zhǔn)偏差為028，平均相對偏差為027，數(shù)據(jù)精度滿足需求。利用該產(chǎn)品分析了廣東省氣溶膠光學(xué)厚度的時空分布特征，得出以下規(guī)律：①空間分布：珠三角>粵東>粵西>粵北，其中，珠江三角洲西部的佛山市、東莞市、中山市是全省AOD的高值區(qū)；②季節(jié)變化：春季為AOD高值期，夏季、秋季次之，冬季最低；③年際變化：2003—2016年，廣東省年均AOD呈現(xiàn)波動式下降趨勢， 2012年為高值年份，年均AOD值為0611，2007年為次高值年份，年均AOD值為0603,2016年為低值年份，年均AOD值為0382，2015年為次低值年份，年均AOD值為0440。
本文采用地面太陽光度計實測數(shù)據(jù)對MODIS C6 AOD（氣溶膠光學(xué)厚度）產(chǎn)品進(jìn)行精度檢驗，結(jié)果表明：該產(chǎn)品與地面太陽光度計實測數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)為085，標(biāo)準(zhǔn)偏差為028，平均相對偏差為027，數(shù)據(jù)精度滿足需求。利用該產(chǎn)品分析了廣東省氣溶膠光學(xué)厚度的時空分布特征，得出以下規(guī)律：①空間分布：珠三角>粵東>粵西>粵北，其中，珠江三角洲西部的佛山市、東莞市、中山市是全省AOD的高值區(qū)；②季節(jié)變化：春季為AOD高值期，夏季、秋季次之，冬季最低；③年際變化：2003—2016年，廣東省年均AOD呈現(xiàn)波動式下降趨勢， 2012年為高值年份，年均AOD值為0611，2007年為次高值年份，年均AOD值為0603,2016年為低值年份，年均AOD值為0382，2015年為次低值年份，年均AOD值為0440。
2018, 46(4):814-821.
摘要:
利用2011—2015年5—9月華中4省河南、湖北、湖南、江西逐日日用電量、日峰負(fù)荷、日谷負(fù)荷與同期氣象數(shù)據(jù)，探討炎熱天氣過程對電力負(fù)荷的影響特征，并分別對4省建立基于積溫?zé)崂鄯e效應(yīng)的電力負(fù)荷預(yù)測模型。結(jié)果表明：持續(xù)3 d以上的炎熱天氣過程對電力負(fù)荷增長影響顯著，其中湖北的電力負(fù)荷增量最大；當(dāng)氣溫大于等于積溫?zé)崂鄯e效應(yīng)的氣溫臨界值時，對電力負(fù)荷增長有顯著影響，其中湖南的日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫的初始敏感值分別為31 ℃、36 ℃、27 ℃，強(qiáng)敏感值分別為32 ℃、39 ℃、29 ℃；建立基于積溫?zé)崂鄯e效應(yīng)的電力氣象負(fù)荷多元回歸預(yù)測模型，經(jīng)2016年5—9月應(yīng)用檢驗，華中4省的平均相對誤差均控制在5%以內(nèi)，根據(jù)具體天氣情況進(jìn)行適當(dāng)訂正，對國家電網(wǎng)公司華中分部電力調(diào)度具有參考價值。
利用2011—2015年5—9月華中4省河南、湖北、湖南、江西逐日日用電量、日峰負(fù)荷、日谷負(fù)荷與同期氣象數(shù)據(jù)，探討炎熱天氣過程對電力負(fù)荷的影響特征，并分別對4省建立基于積溫?zé)崂鄯e效應(yīng)的電力負(fù)荷預(yù)測模型。結(jié)果表明：持續(xù)3 d以上的炎熱天氣過程對電力負(fù)荷增長影響顯著，其中湖北的電力負(fù)荷增量最大；當(dāng)氣溫大于等于積溫?zé)崂鄯e效應(yīng)的氣溫臨界值時，對電力負(fù)荷增長有顯著影響，其中湖南的日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫的初始敏感值分別為31 ℃、36 ℃、27 ℃，強(qiáng)敏感值分別為32 ℃、39 ℃、29 ℃；建立基于積溫?zé)崂鄯e效應(yīng)的電力氣象負(fù)荷多元回歸預(yù)測模型，經(jīng)2016年5—9月應(yīng)用檢驗，華中4省的平均相對誤差均控制在5%以內(nèi)，根據(jù)具體天氣情況進(jìn)行適當(dāng)訂正，對國家電網(wǎng)公司華中分部電力調(diào)度具有參考價值。
2018, 46(4):822-828.
摘要:
針對中國高速公路交通氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警業(yè)務(wù)需求，以基于影響的預(yù)報預(yù)警服務(wù)技術(shù)為指導(dǎo)，綜合考慮高速公路致災(zāi)因子危險性、孕災(zāi)環(huán)境暴露度、承災(zāi)體脆弱性和防災(zāi)減災(zāi)能力因子，構(gòu)建交通氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警模型。在此基礎(chǔ)上，采用C/S體系架構(gòu)，綜合運用多源數(shù)據(jù)接入與可視化、基于GIS技術(shù)的產(chǎn)品自動加工制作方法等技術(shù)，研發(fā)高速公路交通氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)具備氣象實況監(jiān)測告警、災(zāi)害預(yù)警分析、產(chǎn)品自動加工制作、人機(jī)交互訂正、服務(wù)產(chǎn)品交互制作、數(shù)據(jù)接入與綜合顯示、地圖管理與操作等功能。系統(tǒng)在交通氣象服務(wù)業(yè)務(wù)使用過程中，突顯出較好的業(yè)務(wù)應(yīng)用能力與發(fā)展前景。
針對中國高速公路交通氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警業(yè)務(wù)需求，以基于影響的預(yù)報預(yù)警服務(wù)技術(shù)為指導(dǎo)，綜合考慮高速公路致災(zāi)因子危險性、孕災(zāi)環(huán)境暴露度、承災(zāi)體脆弱性和防災(zāi)減災(zāi)能力因子，構(gòu)建交通氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警模型。在此基礎(chǔ)上，采用C/S體系架構(gòu)，綜合運用多源數(shù)據(jù)接入與可視化、基于GIS技術(shù)的產(chǎn)品自動加工制作方法等技術(shù)，研發(fā)高速公路交通氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)具備氣象實況監(jiān)測告警、災(zāi)害預(yù)警分析、產(chǎn)品自動加工制作、人機(jī)交互訂正、服務(wù)產(chǎn)品交互制作、數(shù)據(jù)接入與綜合顯示、地圖管理與操作等功能。系統(tǒng)在交通氣象服務(wù)業(yè)務(wù)使用過程中，突顯出較好的業(yè)務(wù)應(yīng)用能力與發(fā)展前景。
2018, 46(4):829-834.
摘要:
隨著我國航天應(yīng)用水平的迅速發(fā)展，衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)日益增多，衛(wèi)星地面站應(yīng)用系統(tǒng)高可靠性和高時效性的要求，給衛(wèi)星地面站運行維護(hù)人員帶來了很大的壓力和挑戰(zhàn)。為有效降低衛(wèi)星地面站的維護(hù)成本，減輕值班維護(hù)人員工作負(fù)擔(dān)，設(shè)計了一種基于OSGi的衛(wèi)星地面站故障通用報警系統(tǒng)，可根據(jù)用戶需求迅速完成系統(tǒng)開發(fā)，具有模塊化、可插拔的特點，通過自動化的故障監(jiān)控報警技術(shù)和多樣性的報警方式輔助業(yè)務(wù)運行，為衛(wèi)星地面站業(yè)務(wù)穩(wěn)定、可靠運行提供保障。通過實際應(yīng)用驗證了故障通用報警系統(tǒng)具有較好的的理論意義和實用價值，提高衛(wèi)星地面站業(yè)務(wù)運行的可靠性。
隨著我國航天應(yīng)用水平的迅速發(fā)展，衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)日益增多，衛(wèi)星地面站應(yīng)用系統(tǒng)高可靠性和高時效性的要求，給衛(wèi)星地面站運行維護(hù)人員帶來了很大的壓力和挑戰(zhàn)。為有效降低衛(wèi)星地面站的維護(hù)成本，減輕值班維護(hù)人員工作負(fù)擔(dān)，設(shè)計了一種基于OSGi的衛(wèi)星地面站故障通用報警系統(tǒng)，可根據(jù)用戶需求迅速完成系統(tǒng)開發(fā)，具有模塊化、可插拔的特點，通過自動化的故障監(jiān)控報警技術(shù)和多樣性的報警方式輔助業(yè)務(wù)運行，為衛(wèi)星地面站業(yè)務(wù)穩(wěn)定、可靠運行提供保障。通過實際應(yīng)用驗證了故障通用報警系統(tǒng)具有較好的的理論意義和實用價值，提高衛(wèi)星地面站業(yè)務(wù)運行的可靠性。
2018, 46(4):835-839.
摘要:
新一代天氣雷達(dá)本身可實現(xiàn)無人值守運行，具有遠(yuǎn)程軟件重啟的功能，但雷達(dá)各類開關(guān)機(jī)環(huán)節(jié)卻需要人工現(xiàn)場手動操作。該文詳細(xì)論述了CINRAD/SA雷達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計原理和實現(xiàn)技術(shù)，基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)智能控制器，通過繼電器模組開關(guān)來控制交流接觸器，再結(jié)合監(jiān)控軟件和監(jiān)控視頻，實現(xiàn)雷達(dá)硬件開關(guān)機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)智能控制。該系統(tǒng)無需現(xiàn)場干預(yù)，可以遠(yuǎn)程重啟設(shè)備硬件開關(guān)，利用觸發(fā)指定命令方式，實現(xiàn)了單一開關(guān)按鍵的遠(yuǎn)程控制功能，并按照邏輯順序，通過延時處理，開發(fā)了智能化的一鍵開機(jī)和關(guān)機(jī)功能，有效降低了基層臺站的維護(hù)經(jīng)費，提高了機(jī)務(wù)人員工作效益，保障了新一代天氣雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可用性，提高了臺站分離、高山站、運行環(huán)境艱苦臺站的雷達(dá)可靠運行。
新一代天氣雷達(dá)本身可實現(xiàn)無人值守運行，具有遠(yuǎn)程軟件重啟的功能，但雷達(dá)各類開關(guān)機(jī)環(huán)節(jié)卻需要人工現(xiàn)場手動操作。該文詳細(xì)論述了CINRAD/SA雷達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計原理和實現(xiàn)技術(shù)，基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)智能控制器，通過繼電器模組開關(guān)來控制交流接觸器，再結(jié)合監(jiān)控軟件和監(jiān)控視頻，實現(xiàn)雷達(dá)硬件開關(guān)機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)智能控制。該系統(tǒng)無需現(xiàn)場干預(yù)，可以遠(yuǎn)程重啟設(shè)備硬件開關(guān)，利用觸發(fā)指定命令方式，實現(xiàn)了單一開關(guān)按鍵的遠(yuǎn)程控制功能，并按照邏輯順序，通過延時處理，開發(fā)了智能化的一鍵開機(jī)和關(guān)機(jī)功能，有效降低了基層臺站的維護(hù)經(jīng)費，提高了機(jī)務(wù)人員工作效益，保障了新一代天氣雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可用性，提高了臺站分離、高山站、運行環(huán)境艱苦臺站的雷達(dá)可靠運行。
2018, 46(4):840-844.
摘要:
本文設(shè)計了一種專門用于區(qū)域站雨量檢測的便攜式自動氣象站雨量校準(zhǔn)裝置，結(jié)構(gòu)小巧、便于攜帶。考慮材料的熱膨脹系數(shù)、化學(xué)穩(wěn)定性、成本及易加工性，設(shè)計試驗分析驗證選用金屬銅制作用于檢測過程中控制雨強(qiáng)大小的雨強(qiáng)控制螺釘?shù)暮侠硇浴Ｍㄟ^對螺釘在高低溫下工作的性能進(jìn)行試驗，驗證金屬銅制作的螺釘能很好地滿足實際檢測要求。自主開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)分層設(shè)計，功能強(qiáng)大，可自動記錄、處理、生成圖表報告，并可根據(jù)實時的圖譜分析判斷當(dāng)前的檢測狀況。
本文設(shè)計了一種專門用于區(qū)域站雨量檢測的便攜式自動氣象站雨量校準(zhǔn)裝置，結(jié)構(gòu)小巧、便于攜帶。考慮材料的熱膨脹系數(shù)、化學(xué)穩(wěn)定性、成本及易加工性，設(shè)計試驗分析驗證選用金屬銅制作用于檢測過程中控制雨強(qiáng)大小的雨強(qiáng)控制螺釘?shù)暮侠硇浴Ｍㄟ^對螺釘在高低溫下工作的性能進(jìn)行試驗，驗證金屬銅制作的螺釘能很好地滿足實際檢測要求。自主開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)分層設(shè)計，功能強(qiáng)大，可自動記錄、處理、生成圖表報告，并可根據(jù)實時的圖譜分析判斷當(dāng)前的檢測狀況。
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