2016年第44卷第4期文章目次
2016, 44(4):517-527.
摘要:
2013年5月至2014年5月，中國科學院大氣物理所和南京恩瑞特公司，在南京以及周邊地區架設4部X波段天氣雷達，組成網絡化雷達，對雷暴和強降水天氣進行快速預警和精細化探測。本文針對協同自適應觀測技術，利用南京網絡化天氣雷達系統，建立單部雷達自適應和多部雷達協同自適應觀測模式，實現觀測控制軟件核心算法，包括重點觀測區域的選取和掃描策略的制定2部分，實現自動判斷強回波天氣區域的位置并且對重點區域進行掃描觀測，掃描策略的選擇與強回波區域相對雷達的位置和區域的面積有關。應用該模式進行氣象觀測表明：協同自適應觀測模式比較合理，能夠快捷準確的找到強天氣回波區域，實現了對重點關注區域進行更高時空分辨率的觀測。
2013年5月至2014年5月，中國科學院大氣物理所和南京恩瑞特公司，在南京以及周邊地區架設4部X波段天氣雷達，組成網絡化雷達，對雷暴和強降水天氣進行快速預警和精細化探測。本文針對協同自適應觀測技術，利用南京網絡化天氣雷達系統，建立單部雷達自適應和多部雷達協同自適應觀測模式，實現觀測控制軟件核心算法，包括重點觀測區域的選取和掃描策略的制定2部分，實現自動判斷強回波天氣區域的位置并且對重點區域進行掃描觀測，掃描策略的選擇與強回波區域相對雷達的位置和區域的面積有關。應用該模式進行氣象觀測表明：協同自適應觀測模式比較合理，能夠快捷準確的找到強天氣回波區域，實現了對重點關注區域進行更高時空分辨率的觀測。
2016, 44(4):528-534.
摘要:
根據實時業務中傳輸的自動土壤水分監測數據的變化規律，對監測數據異常波動產生的異常值進行預警；通過觀測值間相互關系推算相應的土壤水分常數，近似確定土壤孔隙度、最大吸濕水含量，以此確定土壤水分理論上下限并據此開展監測值的上下限預警；參考土壤含水量與水勢之間的變化關系，提出水勢系數的概念，直接利用計算的水勢系數進行土壤水分層間變化的預警等3方面對自動土壤水分監測數據進行質控預警，并針對業務應用設計了相應的預警方案，可實時、有效地檢測出異常值。從該預警方案的預警效果分析上看，預警檢出率較高主要是“常數預警”和“數值變化預警”，反映出小部分自動土壤水分觀測站的土壤水分常數異常和部分站點業務運行維護不到位，這與野外實地考察的結論相吻合。預警效果較為客觀、可靠，適用于各級土壤水分數據檢測和分析服務等業務。
根據實時業務中傳輸的自動土壤水分監測數據的變化規律，對監測數據異常波動產生的異常值進行預警；通過觀測值間相互關系推算相應的土壤水分常數，近似確定土壤孔隙度、最大吸濕水含量，以此確定土壤水分理論上下限并據此開展監測值的上下限預警；參考土壤含水量與水勢之間的變化關系，提出水勢系數的概念，直接利用計算的水勢系數進行土壤水分層間變化的預警等3方面對自動土壤水分監測數據進行質控預警，并針對業務應用設計了相應的預警方案，可實時、有效地檢測出異常值。從該預警方案的預警效果分析上看，預警檢出率較高主要是“常數預警”和“數值變化預警”，反映出小部分自動土壤水分觀測站的土壤水分常數異常和部分站點業務運行維護不到位，這與野外實地考察的結論相吻合。預警效果較為客觀、可靠，適用于各級土壤水分數據檢測和分析服務等業務。
2016, 44(4):535-541.
摘要:
針對目前FDR自動土壤水分數據可用性低的實際情況，本文從FDR自動土壤水分站傳感器原理出發，結合數據處理流程與方法對湖南60個站點不同層次的標定參數及部分站點的相關觀測數據進行了分析，指出目前田間標定法在自然條件下幾乎無法得到覆蓋土壤各個濕度區間的均勻樣本數據，導致二次標定參數不合理是造成FDR自動土壤水分站數據可用性差的根本原因。二次標定方程參數不合理主要表現為方程斜率過大、過小、負值3種情況，導致觀測數據增幅過大、常年不變、與實際土壤濕度變化趨勢完全相反等問題。最后針對該問題提出了大樣本原狀取土，實驗室標定的解決方法，并對方法進行了初步驗證，結果表明該方法能從源頭上有效改善土壤水分站觀測數據質量。
針對目前FDR自動土壤水分數據可用性低的實際情況，本文從FDR自動土壤水分站傳感器原理出發，結合數據處理流程與方法對湖南60個站點不同層次的標定參數及部分站點的相關觀測數據進行了分析，指出目前田間標定法在自然條件下幾乎無法得到覆蓋土壤各個濕度區間的均勻樣本數據，導致二次標定參數不合理是造成FDR自動土壤水分站數據可用性差的根本原因。二次標定方程參數不合理主要表現為方程斜率過大、過小、負值3種情況，導致觀測數據增幅過大、常年不變、與實際土壤濕度變化趨勢完全相反等問題。最后針對該問題提出了大樣本原狀取土，實驗室標定的解決方法，并對方法進行了初步驗證，結果表明該方法能從源頭上有效改善土壤水分站觀測數據質量。
2016, 44(4):542-547.
摘要:
介紹了民航華東氣象中心開發的上海機場終端區AMDAR（Aircraft Meteorological Data Relay）資料實時顯示系統，簡述了系統的基本原理和工作流程；并統計了AMDAR資料的分布特征，對機場出現的雷暴、大風、冰雪等天氣進行了實例分析。結果表明：上海機場終端區AMDAR資料實時顯示系統直觀、實用，有效地提高該資料的使用率；AMDAR資料時空分辨率高，但分布不均勻，資料97.4%集中在00:00—15:00UTC時段和67.3%集中在4 km以下的中低空區域；系統能夠提供連續的高空風溫分布，也能夠捕捉到高空中小尺度天氣特征，在某些天氣過程中能夠為短臨預報提供良好的客觀依據和輔助手段，具有一定的實用價值。
介紹了民航華東氣象中心開發的上海機場終端區AMDAR（Aircraft Meteorological Data Relay）資料實時顯示系統，簡述了系統的基本原理和工作流程；并統計了AMDAR資料的分布特征，對機場出現的雷暴、大風、冰雪等天氣進行了實例分析。結果表明：上海機場終端區AMDAR資料實時顯示系統直觀、實用，有效地提高該資料的使用率；AMDAR資料時空分辨率高，但分布不均勻，資料97.4%集中在00:00—15:00UTC時段和67.3%集中在4 km以下的中低空區域；系統能夠提供連續的高空風溫分布，也能夠捕捉到高空中小尺度天氣特征，在某些天氣過程中能夠為短臨預報提供良好的客觀依據和輔助手段，具有一定的實用價值。
2016, 44(4):548-554.
摘要:
為研究Parsivel與LNM兩種激光雨滴譜儀觀測性能的差異，通過分析北京南郊觀象臺試驗場地的兩臺激光雨滴譜儀2014年7—11月（北方雨季條件下123天）的觀測數據，并輔以同期的人工觀測作為參考標準，將上述兩種設備的累積降水量、起止時間、粒子采樣信息等采集數據進行對比。分析結果表明：LNM激光雨滴譜儀較Parsivel激光雨滴譜儀的反映時間短，總是提早觀測到降水現象的發生。Parsivel激光雨滴譜儀粒子等級信息較為豐富，同一降水過程中，Parsivel輸出的粒子直徑比LNM大。在降水量方面，兩臺設備與翻斗雨量計的結果基本一致，但累積降水量大于10 mm時，LNM累積降水量的輸出值明顯大于Parsivel。
為研究Parsivel與LNM兩種激光雨滴譜儀觀測性能的差異，通過分析北京南郊觀象臺試驗場地的兩臺激光雨滴譜儀2014年7—11月（北方雨季條件下123天）的觀測數據，并輔以同期的人工觀測作為參考標準，將上述兩種設備的累積降水量、起止時間、粒子采樣信息等采集數據進行對比。分析結果表明：LNM激光雨滴譜儀較Parsivel激光雨滴譜儀的反映時間短，總是提早觀測到降水現象的發生。Parsivel激光雨滴譜儀粒子等級信息較為豐富，同一降水過程中，Parsivel輸出的粒子直徑比LNM大。在降水量方面，兩臺設備與翻斗雨量計的結果基本一致，但累積降水量大于10 mm時，LNM累積降水量的輸出值明顯大于Parsivel。
2016, 44(4):555-561.
摘要:
面對氣象防災減災業務服務需要，自動氣象站的技術維修、保障效率問題日趨突出，主要表現為：①在自動站維修維護中存在故障檢測儀器的不統一，難以適應業務維護標準化的要求；②檢測方法單一，難以適應設備多樣化的設備檢測要求；③故障檢測的自動化程度低，難以滿足高時效、快速維修保障的需求。針對維護保障工作存在的問題，使用美國NI公司PXI的虛擬儀器技術，并采用NI公司的圖形化軟件編程平臺LabVIEW設計了一個基于虛擬儀器的自動氣象站故障診斷、測試、維修系統，主要包括測試系統的硬件設計、應用軟件設計和動態維修數據庫設計3部分。實現了待檢自動氣象站的數據采集、處理、分析、診斷、顯示及歸檔打印等功能。利用軟件編程對測試信號進行了調理處理,增加了自適應測試功能。采用數據庫檢索功能,實現了故障的相似查找功能,提高了故障的測試與診斷效率，系統解決自動氣象站維護維修保障的標準化、自動化問題。
面對氣象防災減災業務服務需要，自動氣象站的技術維修、保障效率問題日趨突出，主要表現為：①在自動站維修維護中存在故障檢測儀器的不統一，難以適應業務維護標準化的要求；②檢測方法單一，難以適應設備多樣化的設備檢測要求；③故障檢測的自動化程度低，難以滿足高時效、快速維修保障的需求。針對維護保障工作存在的問題，使用美國NI公司PXI的虛擬儀器技術，并采用NI公司的圖形化軟件編程平臺LabVIEW設計了一個基于虛擬儀器的自動氣象站故障診斷、測試、維修系統，主要包括測試系統的硬件設計、應用軟件設計和動態維修數據庫設計3部分。實現了待檢自動氣象站的數據采集、處理、分析、診斷、顯示及歸檔打印等功能。利用軟件編程對測試信號進行了調理處理,增加了自適應測試功能。采用數據庫檢索功能,實現了故障的相似查找功能,提高了故障的測試與診斷效率，系統解決自動氣象站維護維修保障的標準化、自動化問題。
2016, 44(4):562-566.
摘要:
利用Android SDK開發環境，自主設計研發一款可用于手機客戶端進行業務操作的氣象雷達小助手應用軟件，為需求雷達信息的Android智能手機用戶提供一個便利的信息獲取渠道。該平臺除了雷達信息顯示等基本功能外，也同步實現了雷達產品的獲取與圖像顯示及雷達系統狀態的檢查和業務保障等復雜操作。不僅方便用戶（航空預報員、民航管制員等）查看到最新的雷達回波圖像，也首次提出雷達業務移動辦公的概念，為提高民航安全保障提供了新思路，具有一定的創新性、實用性和參考價值。
利用Android SDK開發環境，自主設計研發一款可用于手機客戶端進行業務操作的氣象雷達小助手應用軟件，為需求雷達信息的Android智能手機用戶提供一個便利的信息獲取渠道。該平臺除了雷達信息顯示等基本功能外，也同步實現了雷達產品的獲取與圖像顯示及雷達系統狀態的檢查和業務保障等復雜操作。不僅方便用戶（航空預報員、民航管制員等）查看到最新的雷達回波圖像，也首次提出雷達業務移動辦公的概念，為提高民航安全保障提供了新思路，具有一定的創新性、實用性和參考價值。
2016, 44(4):567-570.
摘要:
結合閃電定位儀維修方法，設計閃電定位儀遠程維修測試系統，實現了對閃電定位儀運行狀態的實時監控，設備狀態數據的實時檢測、設備故障的自動判斷和自動報警等功能。系統采用Web頁面顯示，界面友好，可實現與設備間的實時互動，有效避免了臺站維護不及時、反饋問題不準確等問題，提高了閃電定位儀診斷、維修效率。
結合閃電定位儀維修方法，設計閃電定位儀遠程維修測試系統，實現了對閃電定位儀運行狀態的實時監控，設備狀態數據的實時檢測、設備故障的自動判斷和自動報警等功能。系統采用Web頁面顯示，界面友好，可實現與設備間的實時互動，有效避免了臺站維護不及時、反饋問題不準確等問題，提高了閃電定位儀診斷、維修效率。
2016, 44(4):571-575.
摘要:
為了進一步拓寬氣象信息的發布手段和發布渠道，提升氣象服務能力和水平，使社會公眾能夠便捷地獲取到豐富的氣象信息。研究依托天津濱海新區氣象信息Web服務端，以微信為基礎平臺，應用Java編程語言、Oracle數據庫，Hibernate和Spring框架等技術，通過對微信公眾平臺API進行開發，以圖表、文字、GIS圖等展現方式，開發了基于微信網絡社區軟件的公益氣象信息服務平臺。本研究充分利用了新型移動傳媒發布氣象信息的手段，實現了氣象信息多形式服務于社會公眾，可達到公眾及時掌握氣象信息的需求。
為了進一步拓寬氣象信息的發布手段和發布渠道，提升氣象服務能力和水平，使社會公眾能夠便捷地獲取到豐富的氣象信息。研究依托天津濱海新區氣象信息Web服務端，以微信為基礎平臺，應用Java編程語言、Oracle數據庫，Hibernate和Spring框架等技術，通過對微信公眾平臺API進行開發，以圖表、文字、GIS圖等展現方式，開發了基于微信網絡社區軟件的公益氣象信息服務平臺。本研究充分利用了新型移動傳媒發布氣象信息的手段，實現了氣象信息多形式服務于社會公眾，可達到公眾及時掌握氣象信息的需求。
2016, 44(4):576-580.
摘要:
通過對SL3型雙翻斗雨量傳感器進行模擬降水試驗，分析上翻斗與計量翻斗翻動協調性帶來的降水測量誤差。模擬試驗初步表明：當上翻斗最大承水量不合理，計量翻斗最大承水量合理時，會使翻斗翻動不協調，降水損失增加，導致實測降水偏小，如在雨強1 mm/min，當上翻斗右斗最大承水量偏小0.4 mL時，實測降水誤差為-4%；當上翻斗最大承水量合理，計量翻斗最大承水量不合理時，計量翻斗最大承水量不合理程度對降水測量準確度影響較大，如同樣在雨強1 mm/min，計量翻斗左斗最大承水量合理，當計量翻斗右斗最大承水量偏小0.4 mL，實測降水誤差為+11%，測量誤差明顯大；并且不是上翻斗（或計量翻斗）最大承水量調節合理就一定會使測量誤差小，而是上翻斗與計量翻斗的協調性好才會使測量誤差小。上翻斗的增加不能完全解決單翻斗雨量計因降水強度大小不同引起的測量誤差，但明顯縮小了不同雨強下降水測量誤差偏差。提出利用虹吸原理裝置代替上翻斗，減少人為調節因素的干擾，提高測量準確度。
通過對SL3型雙翻斗雨量傳感器進行模擬降水試驗，分析上翻斗與計量翻斗翻動協調性帶來的降水測量誤差。模擬試驗初步表明：當上翻斗最大承水量不合理，計量翻斗最大承水量合理時，會使翻斗翻動不協調，降水損失增加，導致實測降水偏小，如在雨強1 mm/min，當上翻斗右斗最大承水量偏小0.4 mL時，實測降水誤差為-4%；當上翻斗最大承水量合理，計量翻斗最大承水量不合理時，計量翻斗最大承水量不合理程度對降水測量準確度影響較大，如同樣在雨強1 mm/min，計量翻斗左斗最大承水量合理，當計量翻斗右斗最大承水量偏小0.4 mL，實測降水誤差為+11%，測量誤差明顯大；并且不是上翻斗（或計量翻斗）最大承水量調節合理就一定會使測量誤差小，而是上翻斗與計量翻斗的協調性好才會使測量誤差小。上翻斗的增加不能完全解決單翻斗雨量計因降水強度大小不同引起的測量誤差，但明顯縮小了不同雨強下降水測量誤差偏差。提出利用虹吸原理裝置代替上翻斗，減少人為調節因素的干擾，提高測量準確度。
2016, 44(4):581-584.
摘要:
以重慶某新建地鐵線路下穿某氣象站為研究對象，通過分析氣象站氣象探測儀器對振動環境要求，結合重慶已運行地鐵線路振動影響進行了現場測試，評估了地鐵振動對氣象站氣象探測的影響。結果表明：①結合各氣象探測儀器精度要求及參照《建筑工程容許振動標準》，建議氣象探測振動環境要求為振動加速度（峰值）≤0.0314 m/s2，振動速度（峰值）≤0.5 mm/s，振動位移（均方根）≤1.8 μm；②地鐵通過時，地面振動頻率以60~90 Hz為主，鉛垂振動速度峰值為0.0188 mm/s，水平向振動速度峰值為0.0151 mm/s。地鐵列車運行產生的振動控制在建議氣象探測振動環境要求內，對氣象探測的影響在可接受范圍內。
以重慶某新建地鐵線路下穿某氣象站為研究對象，通過分析氣象站氣象探測儀器對振動環境要求，結合重慶已運行地鐵線路振動影響進行了現場測試，評估了地鐵振動對氣象站氣象探測的影響。結果表明：①結合各氣象探測儀器精度要求及參照《建筑工程容許振動標準》，建議氣象探測振動環境要求為振動加速度（峰值）≤0.0314 m/s2，振動速度（峰值）≤0.5 mm/s，振動位移（均方根）≤1.8 μm；②地鐵通過時，地面振動頻率以60~90 Hz為主，鉛垂振動速度峰值為0.0188 mm/s，水平向振動速度峰值為0.0151 mm/s。地鐵列車運行產生的振動控制在建議氣象探測振動環境要求內，對氣象探測的影響在可接受范圍內。
2016, 44(4):585-595.
摘要:
利用2000—2014年熱帶氣旋（TC）最佳路徑、最終分析資料和靜止衛星紅外云頂亮溫（TBB）資料，對比分析了西北太平洋（WNP），以及南海（SCS）的迅速加強（RI），與非迅速加強（nonRI）TC樣本的環境背景和TBB統計特征，其中nonRI樣本細分為不同的強度變化率即：緩慢加強（SI），強度穩定、緩慢減弱和迅速減弱等。結果表明，相對于SI，WNP海域的RI樣本處于海表溫度較高、海洋上層熱容量較大、最大可能強度較大、高層輻散較強、風垂直切變（VWS）較弱和高層緯向風（U200）偏東分量較大等環境背景條件下；SCS海域的RI樣本較易發生在VWS較弱的環境背景條件下。此外，相對于nonRI，支持RI發展的有利條件還包括中低層相對濕度較大、高層環境溫度較低等。RI樣本通常具備的TBB特征為TC內核的對流云覆蓋率較大、TBB平均值相對較小。采用K最近鄰分類算法進行RI預報試驗，交叉檢驗結果表明，該方法對RI樣本有一定的識別預報能力，RI樣本概括率達到742%，技巧評分達到0.717。
利用2000—2014年熱帶氣旋（TC）最佳路徑、最終分析資料和靜止衛星紅外云頂亮溫（TBB）資料，對比分析了西北太平洋（WNP），以及南海（SCS）的迅速加強（RI），與非迅速加強（nonRI）TC樣本的環境背景和TBB統計特征，其中nonRI樣本細分為不同的強度變化率即：緩慢加強（SI），強度穩定、緩慢減弱和迅速減弱等。結果表明，相對于SI，WNP海域的RI樣本處于海表溫度較高、海洋上層熱容量較大、最大可能強度較大、高層輻散較強、風垂直切變（VWS）較弱和高層緯向風（U200）偏東分量較大等環境背景條件下；SCS海域的RI樣本較易發生在VWS較弱的環境背景條件下。此外，相對于nonRI，支持RI發展的有利條件還包括中低層相對濕度較大、高層環境溫度較低等。RI樣本通常具備的TBB特征為TC內核的對流云覆蓋率較大、TBB平均值相對較小。采用K最近鄰分類算法進行RI預報試驗，交叉檢驗結果表明，該方法對RI樣本有一定的識別預報能力，RI樣本概括率達到742%，技巧評分達到0.717。
2016, 44(4):596-604.
摘要:
光流法是運動圖像分析的重要方法，主要用于確定目標的運動信息。數值模式產生的格點化的要素預報場，也是一種圖像，應用于圖像分析的光流法可以用到數值模式檢驗領域。本文在數值模式強降水過程預報檢驗領域引入了光流檢驗方法，首先利用理論模擬對光流檢驗方法的原理進行了闡述，然后通過對3種不同類型強降水過程中ECMWF和T639模式的24 h降水預報進行檢驗，分析了光流檢驗方法在強降水過程預報檢驗中的實際應用。結果表明：①利用光流檢驗方法可以將數值模式的預報誤差分解為強度、位移和角度3種誤差場，從而實現對數值模式強降水預報誤差的精確量化分析。②通過對梅雨鋒、西南渦、臺風等3種不同類型強降水過程進行光流檢驗方法的應用，可以發現，不同數值模式對同一次降水過程的預報在強度、位移、角度誤差方面一般表現不同，光流檢驗結果在反映不同模式對降水預報的強弱、雨帶偏移的角度和距離差異方面具有較高的參考價值。
光流法是運動圖像分析的重要方法，主要用于確定目標的運動信息。數值模式產生的格點化的要素預報場，也是一種圖像，應用于圖像分析的光流法可以用到數值模式檢驗領域。本文在數值模式強降水過程預報檢驗領域引入了光流檢驗方法，首先利用理論模擬對光流檢驗方法的原理進行了闡述，然后通過對3種不同類型強降水過程中ECMWF和T639模式的24 h降水預報進行檢驗，分析了光流檢驗方法在強降水過程預報檢驗中的實際應用。結果表明：①利用光流檢驗方法可以將數值模式的預報誤差分解為強度、位移和角度3種誤差場，從而實現對數值模式強降水預報誤差的精確量化分析。②通過對梅雨鋒、西南渦、臺風等3種不同類型強降水過程進行光流檢驗方法的應用，可以發現，不同數值模式對同一次降水過程的預報在強度、位移、角度誤差方面一般表現不同，光流檢驗結果在反映不同模式對降水預報的強弱、雨帶偏移的角度和距離差異方面具有較高的參考價值。
2016, 44(4):605-611.
摘要:
基于歐洲中期天氣預報中心、日本氣象廳、美國國家環境預報中心3個中心的氣溫模式預報資料，采用多模式簡單集合平均(EMN)、滑動訓練期消除偏差集合平均（Running Training Period Biasremoved Ensemble Mean，RBREM）、滑動訓練期超級集合預報（Running Training Period Superensemble Forecast，RSUP） 3種多模式集成方法，通過均方根誤差（Root Mean Square Error，RMSE）和距平相關系數（Anomaly Correlation Coefficient，ACC）兩種檢驗評估方法，比較了氣溫的單模式預報和多模式集成預報結果，建立了針對江蘇省泰州市的地面氣溫多模式集成預報系統。結果表明：對于該市08：00和20：00起報的氣溫預報，RBREM均是相對最優的多模式集成方法，且基于該方法的多模式集成預報結果明顯優于單模式預報結果，其RMSE相對于最優單模式減小了0.5 ℃左右，ACC增大了約0.16，改進效果顯著。同時，將RBREM方法投入到泰州市的日常氣溫業務預報中，有效提高了業務預報準確率。
基于歐洲中期天氣預報中心、日本氣象廳、美國國家環境預報中心3個中心的氣溫模式預報資料，采用多模式簡單集合平均(EMN)、滑動訓練期消除偏差集合平均（Running Training Period Biasremoved Ensemble Mean，RBREM）、滑動訓練期超級集合預報（Running Training Period Superensemble Forecast，RSUP） 3種多模式集成方法，通過均方根誤差（Root Mean Square Error，RMSE）和距平相關系數（Anomaly Correlation Coefficient，ACC）兩種檢驗評估方法，比較了氣溫的單模式預報和多模式集成預報結果，建立了針對江蘇省泰州市的地面氣溫多模式集成預報系統。結果表明：對于該市08：00和20：00起報的氣溫預報，RBREM均是相對最優的多模式集成方法，且基于該方法的多模式集成預報結果明顯優于單模式預報結果，其RMSE相對于最優單模式減小了0.5 ℃左右，ACC增大了約0.16，改進效果顯著。同時，將RBREM方法投入到泰州市的日常氣溫業務預報中，有效提高了業務預報準確率。
2016, 44(4):612-621.
摘要:
利用NCEP/NCAR再分析資料，在揭示青藏高原對流層中上層（500~200 hPa）溫度變化特征的基礎上，通過比較與同緯度地區對流層中上層溫度的差異，從溫度緯向偏差角度定義了一個高原熱力指數（TDI），并分析了該指數在春夏季的多時間尺度變化特征。結果表明：①由春到夏，亞洲對流層中上層的暖中心經歷了從西太平洋西進到大陸，并逐漸發展控制整個東亞地區，之后東退的過程。春季擾動溫度暖中心由我國華南地區逐漸西移至高原南部，中心強度逐漸增大，夏季擾動中心穩定在青藏高原南部；②TDI的年變化曲線呈現出明顯的單峰型特征，表明高原的熱力作用從4月開始明顯增強，并在7月達到最大，9月后又迅速減弱；③各月TDI的最高值、最低值和平均值均表現出夏季大冬季小的特征，夏季TDI變幅明顯小于其他季節；④TDI具有明顯的年際變化，但春（夏）季該指數存在一定（明顯）的月際差異，且無明顯的線性變化趨勢。
利用NCEP/NCAR再分析資料，在揭示青藏高原對流層中上層（500~200 hPa）溫度變化特征的基礎上，通過比較與同緯度地區對流層中上層溫度的差異，從溫度緯向偏差角度定義了一個高原熱力指數（TDI），并分析了該指數在春夏季的多時間尺度變化特征。結果表明：①由春到夏，亞洲對流層中上層的暖中心經歷了從西太平洋西進到大陸，并逐漸發展控制整個東亞地區，之后東退的過程。春季擾動溫度暖中心由我國華南地區逐漸西移至高原南部，中心強度逐漸增大，夏季擾動中心穩定在青藏高原南部；②TDI的年變化曲線呈現出明顯的單峰型特征，表明高原的熱力作用從4月開始明顯增強，并在7月達到最大，9月后又迅速減弱；③各月TDI的最高值、最低值和平均值均表現出夏季大冬季小的特征，夏季TDI變幅明顯小于其他季節；④TDI具有明顯的年際變化，但春（夏）季該指數存在一定（明顯）的月際差異，且無明顯的線性變化趨勢。
2016, 44(4):622-630.
摘要:
選取長江流域沿線及三峽庫區12個代表站，根據中國500年旱澇圖集等級和各站建站以來5—9月降水量資料，按照旱澇等級標準，分別得到長江全流域、上游流域、中游流域、下游流域及其三峽庫區1470—2011年旱澇等級序列。結果表明：長江各流域及其三峽庫區均呈現較為明顯的旱澇交替階段，20世紀偏旱頻率強烈增加，19世紀和20世紀偏澇頻率明顯增加。長江流域和三峽庫區偏旱以上等級具有準160年周期震蕩，全流域偏澇以上存在準140年的周期震蕩，但20世紀后有所減弱，三峽庫區偏澇以上等級存在準百年的周期震蕩。三峽建壩蓄水前后庫區降水EOF時空分布呈一致減少趨勢,與此同時長江上游降水呈下降趨勢,反映了長江上游流域及三峽庫區氣候趨旱；MK突變檢驗顯示水庫蓄水前后流域上游和庫區降水均未發生顯著變化。在全球氣候變化的背景下，三峽庫區旱澇演變并不是孤立事件，而是與長江上游乃至整個長江流域旱澇背景密不可分。
選取長江流域沿線及三峽庫區12個代表站，根據中國500年旱澇圖集等級和各站建站以來5—9月降水量資料，按照旱澇等級標準，分別得到長江全流域、上游流域、中游流域、下游流域及其三峽庫區1470—2011年旱澇等級序列。結果表明：長江各流域及其三峽庫區均呈現較為明顯的旱澇交替階段，20世紀偏旱頻率強烈增加，19世紀和20世紀偏澇頻率明顯增加。長江流域和三峽庫區偏旱以上等級具有準160年周期震蕩，全流域偏澇以上存在準140年的周期震蕩，但20世紀后有所減弱，三峽庫區偏澇以上等級存在準百年的周期震蕩。三峽建壩蓄水前后庫區降水EOF時空分布呈一致減少趨勢,與此同時長江上游降水呈下降趨勢,反映了長江上游流域及三峽庫區氣候趨旱；MK突變檢驗顯示水庫蓄水前后流域上游和庫區降水均未發生顯著變化。在全球氣候變化的背景下，三峽庫區旱澇演變并不是孤立事件，而是與長江上游乃至整個長江流域旱澇背景密不可分。
2016, 44(4):631-639.
摘要:
利用滇池流域5個氣象站1961—2010年逐月的20 cm口徑蒸發皿蒸發量觀測資料，分析了流域蒸發皿蒸發量的時空變化特征，與動力因子（風速）、熱力因子（平均氣溫、平均氣溫日較差、日照時數）、水分因子（降水量、相對濕度和水汽壓）和其他因子（總云量）進行相關性分析，并結合楚雄氣象站同期的蒸發皿蒸發量年際變化進行了對比分析。結果表明，滇池流域年際蒸發皿蒸發量存在2~4年為主的周期變化特征；近50年滇池流域年、春季和夏季蒸發皿蒸發量均呈明顯的下降趨勢，流域中部及以北大部地區蒸發皿蒸發量的下降趨勢較昆明氣象站周邊及流域的南部地區明顯；滇池流域與楚雄地區年、春、秋和冬季的蒸發皿蒸發量變化基本相似，但夏季蒸發量變化差異較大；與相關氣象因子的相關性分析表明，滇池流域蒸發皿蒸發量變化趨勢與熱力因子、動力因子呈正相關，與水分因子、其他因子呈負相關，其中平均氣溫日較差、日照時數、水汽壓和平均風速的影響較顯著。
利用滇池流域5個氣象站1961—2010年逐月的20 cm口徑蒸發皿蒸發量觀測資料，分析了流域蒸發皿蒸發量的時空變化特征，與動力因子（風速）、熱力因子（平均氣溫、平均氣溫日較差、日照時數）、水分因子（降水量、相對濕度和水汽壓）和其他因子（總云量）進行相關性分析，并結合楚雄氣象站同期的蒸發皿蒸發量年際變化進行了對比分析。結果表明，滇池流域年際蒸發皿蒸發量存在2~4年為主的周期變化特征；近50年滇池流域年、春季和夏季蒸發皿蒸發量均呈明顯的下降趨勢，流域中部及以北大部地區蒸發皿蒸發量的下降趨勢較昆明氣象站周邊及流域的南部地區明顯；滇池流域與楚雄地區年、春、秋和冬季的蒸發皿蒸發量變化基本相似，但夏季蒸發量變化差異較大；與相關氣象因子的相關性分析表明，滇池流域蒸發皿蒸發量變化趨勢與熱力因子、動力因子呈正相關，與水分因子、其他因子呈負相關，其中平均氣溫日較差、日照時數、水汽壓和平均風速的影響較顯著。
2016, 44(4):640-646.
摘要:
以烏魯木齊河流域干旱變化過程研究為目標，利用英雄橋水文站和烏魯木齊氣象臺的1960—2010年實測數據，計算年度和季節尺度的SPI和Z值兩種干旱指標，對山區和平原區的干旱情況進行對比分析，判斷干旱發生的特征以及兩種干旱指標計算干旱等級的一致性，通過歷年干旱發生情況驗證計算結果。結果表明：以烏魯木齊氣象臺為代表的平原區1978年前標準化降水指數（SPI）和Z值小于0，處于正?；蚋珊禒顟B。1978年后，SPI和Z值開始波動性增長，變化趨勢由干旱向無旱或正常轉變；以英雄橋水文站為代表的山區，1960—2010年兩種干旱指標以正常為主發生波動性變化；SPI和Z值兩種干旱指標描述多年干旱變化過程一致，趨勢變化吻合，具有很好的一致性；對山區和平原區而言，1978年前山區的干旱程度較小，平原區的較大。而 1978年后山區的干旱程度相對較大、平原區的干旱程度較?。粚竟澬愿珊刀?，1960—2010年春夏秋季無旱狀態所占比例最大，山區和平原區發生的干旱主要以輕旱為主，集中出現在夏秋兩季。中旱和重旱的發生比重較小，主要發生在春秋兩季。通過驗證可知，SPI和Z值的計算結果是有效的，適用于烏魯木齊的干旱分析。
以烏魯木齊河流域干旱變化過程研究為目標，利用英雄橋水文站和烏魯木齊氣象臺的1960—2010年實測數據，計算年度和季節尺度的SPI和Z值兩種干旱指標，對山區和平原區的干旱情況進行對比分析，判斷干旱發生的特征以及兩種干旱指標計算干旱等級的一致性，通過歷年干旱發生情況驗證計算結果。結果表明：以烏魯木齊氣象臺為代表的平原區1978年前標準化降水指數（SPI）和Z值小于0，處于正?；蚋珊禒顟B。1978年后，SPI和Z值開始波動性增長，變化趨勢由干旱向無旱或正常轉變；以英雄橋水文站為代表的山區，1960—2010年兩種干旱指標以正常為主發生波動性變化；SPI和Z值兩種干旱指標描述多年干旱變化過程一致，趨勢變化吻合，具有很好的一致性；對山區和平原區而言，1978年前山區的干旱程度較小，平原區的較大。而 1978年后山區的干旱程度相對較大、平原區的干旱程度較?。粚竟澬愿珊刀?，1960—2010年春夏秋季無旱狀態所占比例最大，山區和平原區發生的干旱主要以輕旱為主，集中出現在夏秋兩季。中旱和重旱的發生比重較小，主要發生在春秋兩季。通過驗證可知，SPI和Z值的計算結果是有效的，適用于烏魯木齊的干旱分析。
20 武威市初、終霜日氣候特征
2016, 44(4):647-652.
摘要:
為了因地制宜，合理調整種植結構和布局，有效利用農業氣候資源。利用1961—2014年武威市4個氣象站點初、終霜日(最低地溫≤0 ℃)觀測資料，采用現代氣候診斷分析方法，系統分析了該市年初、終霜日的時空變化特征。結果表明：受海拔高度、地形地勢以及植被覆蓋情況的影響，在空間分布上，武威市初霜日為山區早于荒漠區早于綠洲平原區，終霜日為山區晚于荒漠區晚于綠洲平原區，各地初、終霜日存在一定的異常性，正常初、終霜日均在60%左右，對農業生產造成危害的偏早和特早初霜日、偏晚和特晚終霜日的概率均在20%左右。在時間變化上，武威市初霜日呈顯著推遲趨勢，終霜日呈顯著提早趨勢，霜期呈顯著縮短趨勢，終霜日提早的幅度比初霜日推遲的幅度更大。初霜日和終霜日的時間序列均分別存在著8～10年和9～11年的準周期變化。初霜日在1998年發生了氣候突變，終霜日在1996年發生了氣候突變。
為了因地制宜，合理調整種植結構和布局，有效利用農業氣候資源。利用1961—2014年武威市4個氣象站點初、終霜日(最低地溫≤0 ℃)觀測資料，采用現代氣候診斷分析方法，系統分析了該市年初、終霜日的時空變化特征。結果表明：受海拔高度、地形地勢以及植被覆蓋情況的影響，在空間分布上，武威市初霜日為山區早于荒漠區早于綠洲平原區，終霜日為山區晚于荒漠區晚于綠洲平原區，各地初、終霜日存在一定的異常性，正常初、終霜日均在60%左右，對農業生產造成危害的偏早和特早初霜日、偏晚和特晚終霜日的概率均在20%左右。在時間變化上，武威市初霜日呈顯著推遲趨勢，終霜日呈顯著提早趨勢，霜期呈顯著縮短趨勢，終霜日提早的幅度比初霜日推遲的幅度更大。初霜日和終霜日的時間序列均分別存在著8～10年和9～11年的準周期變化。初霜日在1998年發生了氣候突變，終霜日在1996年發生了氣候突變。
2016, 44(4):653-658.
摘要:
利用MICAPS常規資料、中尺度自動站資料以及NCEP 、ECMWF等數值預報產品資料，采用天氣學診斷分析方法，對1409號超強臺風“威馬遜”近海加強、造成廣西異常暴雨的成因進行分析。結果表明：①“威馬遜”經過的海域溫度異常偏高，西南季風急流增強，以及垂直風切變小，有利于“威馬遜”近海加強；②“威馬遜”與季風急流在海南文昌近海相遇，促使臺風中心附近潛熱能持續增大，暖心結構更趨于完整，是“威馬遜”強度突然加強的重要原因；③充沛的水汽輸送和水汽輻合、強烈的上升運動是造成“威馬遜”異常暴雨的重要原因。
利用MICAPS常規資料、中尺度自動站資料以及NCEP 、ECMWF等數值預報產品資料，采用天氣學診斷分析方法，對1409號超強臺風“威馬遜”近海加強、造成廣西異常暴雨的成因進行分析。結果表明：①“威馬遜”經過的海域溫度異常偏高，西南季風急流增強，以及垂直風切變小，有利于“威馬遜”近海加強；②“威馬遜”與季風急流在海南文昌近海相遇，促使臺風中心附近潛熱能持續增大，暖心結構更趨于完整，是“威馬遜”強度突然加強的重要原因；③充沛的水汽輸送和水汽輻合、強烈的上升運動是造成“威馬遜”異常暴雨的重要原因。
2016, 44(4):659-668.
摘要:
利用常規氣象觀測資料、NCEP 1°×1°逐6 h的再分析資料、GPS可降雨資料和地閃定位資料，對2013年7月4—5日山東中南部出現的暴雨到大暴雨天氣過程的不同階段特征和成因進行了分析，結果表明：本次暴雨過程是冷暖切變線所引發，暴雨的水汽源于南海；低空急流的強弱和水汽通量的大小呈正相關；暖切變線暴雨的雨強、影響范圍和持續時間明顯大于冷切變線暴雨；冷、暖切變線GPS可降雨量表現不同，前者短時間內增幅大，地面強降雨在峰值出現1 h后發生，對地面降雨變化反映較敏感，后者強降雨出現前8 h可降雨量快速上升，可降雨量峰值對應地面降雨大值，對地面降雨變化反映不敏感；冷切變線對流性更強，地閃頻次為暖切變線降雨的2倍，正地閃頻次為暖切變線降雨的1/2，負地閃頻次為暖切變線降雨的2倍；降雨云團正、負地閃活躍程度呈反相位關系，正、負地閃的變化能很好地反映強降雨的變化；冷、暖切變線動力結構不同，前者物理量場從低層到高層向北傾斜，后者則為垂直分布；冷切變線上升運動區較暖切變線深厚。
利用常規氣象觀測資料、NCEP 1°×1°逐6 h的再分析資料、GPS可降雨資料和地閃定位資料，對2013年7月4—5日山東中南部出現的暴雨到大暴雨天氣過程的不同階段特征和成因進行了分析，結果表明：本次暴雨過程是冷暖切變線所引發，暴雨的水汽源于南海；低空急流的強弱和水汽通量的大小呈正相關；暖切變線暴雨的雨強、影響范圍和持續時間明顯大于冷切變線暴雨；冷、暖切變線GPS可降雨量表現不同，前者短時間內增幅大，地面強降雨在峰值出現1 h后發生，對地面降雨變化反映較敏感，后者強降雨出現前8 h可降雨量快速上升，可降雨量峰值對應地面降雨大值，對地面降雨變化反映不敏感；冷切變線對流性更強，地閃頻次為暖切變線降雨的2倍，正地閃頻次為暖切變線降雨的1/2，負地閃頻次為暖切變線降雨的2倍；降雨云團正、負地閃活躍程度呈反相位關系，正、負地閃的變化能很好地反映強降雨的變化；冷、暖切變線動力結構不同，前者物理量場從低層到高層向北傾斜，后者則為垂直分布；冷切變線上升運動區較暖切變線深厚。
2016, 44(4):669-674.
摘要:
為了探明貴州紅心獼猴桃果實膨大期氣溫和降水對其生長的影響，利用貴州省六盤水市水城縣猴場鄉猴場村2009—2014年5—7月逐日氣溫、降水資料及其同期紅心獼猴桃果實膨大期的膨大直徑資料，分析紅心獼猴桃果實膨大對氣溫、降水的響應。結果表明：近6 a來，紅心獼猴桃果實膨大期最關鍵時間為6月，其次是5月。果實膨大最適宜日平均氣溫為18～24 ℃，其果實橫向膨大平均速度為0.48 mm/d、縱向膨大平均速度為0.61 mm/d；果實膨大最適宜日降水量為1.1～20.0 mm，其果實橫向膨大平均速度為0.54 mm/d、縱向膨大平均速度為0.60 mm/d，相關性達顯著水平（P＜0.05）。紅心獼猴桃果實膨大期積溫與其產量呈反相關關系，其相關性達到極顯著水平（P＝0.000）；降水量與其產量呈正相關關系，其相關性達到極顯著水平（P＝0.001）；果實膨大期積溫小于2100 ℃、降水量大于670 mm，其單產量在2.3 kg/m2以上；果實膨大期積溫大于等于2100 ℃、降水量小于等于410 mm，其單產量在2.0 kg/m2以下。建立了與紅心獼猴桃果實膨大相關的氣溫和降水的上、下限指標，為其趨利避害、提高產量提供研究依據。
為了探明貴州紅心獼猴桃果實膨大期氣溫和降水對其生長的影響，利用貴州省六盤水市水城縣猴場鄉猴場村2009—2014年5—7月逐日氣溫、降水資料及其同期紅心獼猴桃果實膨大期的膨大直徑資料，分析紅心獼猴桃果實膨大對氣溫、降水的響應。結果表明：近6 a來，紅心獼猴桃果實膨大期最關鍵時間為6月，其次是5月。果實膨大最適宜日平均氣溫為18～24 ℃，其果實橫向膨大平均速度為0.48 mm/d、縱向膨大平均速度為0.61 mm/d；果實膨大最適宜日降水量為1.1～20.0 mm，其果實橫向膨大平均速度為0.54 mm/d、縱向膨大平均速度為0.60 mm/d，相關性達顯著水平（P＜0.05）。紅心獼猴桃果實膨大期積溫與其產量呈反相關關系，其相關性達到極顯著水平（P＝0.000）；降水量與其產量呈正相關關系，其相關性達到極顯著水平（P＝0.001）；果實膨大期積溫小于2100 ℃、降水量大于670 mm，其單產量在2.3 kg/m2以上；果實膨大期積溫大于等于2100 ℃、降水量小于等于410 mm，其單產量在2.0 kg/m2以下。建立了與紅心獼猴桃果實膨大相關的氣溫和降水的上、下限指標，為其趨利避害、提高產量提供研究依據。
2016, 44(4):675-679.
摘要:
根據低成本、高精度、方便快捷測量作物葉面積的實際需要，利用常見的計算機和掃描儀設備，通過選擇不同的掃描模式，采用有底板與無底板、有壓膜與無壓膜以及不同葉狀樣本的測量方法比較得出，各種處理測量誤差都很小，但以無底板、無壓膜的300 dpi灰階法最佳，測量誤差僅為0.4‰，并基于計算機圖像處理技術研制了相應的掃描儀測量作物葉面積軟件，實現了作物葉面積測量、參數選擇、圖像和數據顯示存儲調用、數據統計、葉面積指數計算等功能。
根據低成本、高精度、方便快捷測量作物葉面積的實際需要，利用常見的計算機和掃描儀設備，通過選擇不同的掃描模式，采用有底板與無底板、有壓膜與無壓膜以及不同葉狀樣本的測量方法比較得出，各種處理測量誤差都很小，但以無底板、無壓膜的300 dpi灰階法最佳，測量誤差僅為0.4‰，并基于計算機圖像處理技術研制了相應的掃描儀測量作物葉面積軟件，實現了作物葉面積測量、參數選擇、圖像和數據顯示存儲調用、數據統計、葉面積指數計算等功能。
25 銅仁地區滑坡臨界雨量研究
2016, 44(4):680-685.
摘要:
利用銅仁地區2010—2014年以來61起滑坡事件對應的區域氣象站以及氣象臺站逐小時降水資料，采用統計分析的方法分析了滑坡發生前后的降水類型，建立了不同時效的有效雨量和激發雨量組合的預報模型。結果表明：滑坡前期3天累積雨量與滑坡暴發當日3 h最大雨量組合預報模型的準確率最大，空報率最小，滑坡暴發當日24 h雨量與滑坡暴發當日3 h最大雨量組合預報模型的準確率次之，并分別得到這兩種情況下判斷滑坡是否發生的判別曲線，根據判別曲線和24 h及3 h降水預報，可以制作銅仁地區的滑坡預報。
利用銅仁地區2010—2014年以來61起滑坡事件對應的區域氣象站以及氣象臺站逐小時降水資料，采用統計分析的方法分析了滑坡發生前后的降水類型，建立了不同時效的有效雨量和激發雨量組合的預報模型。結果表明：滑坡前期3天累積雨量與滑坡暴發當日3 h最大雨量組合預報模型的準確率最大，空報率最小，滑坡暴發當日24 h雨量與滑坡暴發當日3 h最大雨量組合預報模型的準確率次之，并分別得到這兩種情況下判斷滑坡是否發生的判別曲線，根據判別曲線和24 h及3 h降水預報，可以制作銅仁地區的滑坡預報。
2016, 44(4):686-691.
摘要:
以某綜合體項目為例，結合項目所處區域的雷電特征、設計圖紙、現場勘測所得地質和地形數據等資料，采用《雷電防護風險管理》IEC623052的評估理論和方法，對其進行雷電災害風險評估。分析得出綜合體項目雷電災害主要為人員生命損失風險和經濟損失風險。同時，為提高綜合體項目雷電災害風險評估精準度，對某些特性因子及參數采用取平均數和面積加權的方法進行取值。通過分析計算得出：在直擊雷及地電位均衡防護措施均較完善的情況下，其雷電災害風險主要為因雷擊電磁脈沖引起內部系統故障風險分量〖WTBX〗R〖WTBZ〗c(T)及〖WTBX〗R〖WTBZ〗M(T)值偏高造成的經濟損失風險。提出從電涌保護器的合理配置、屏蔽及合理布線等方面來降低綜合體項目雷電災害風險。
以某綜合體項目為例，結合項目所處區域的雷電特征、設計圖紙、現場勘測所得地質和地形數據等資料，采用《雷電防護風險管理》IEC623052的評估理論和方法，對其進行雷電災害風險評估。分析得出綜合體項目雷電災害主要為人員生命損失風險和經濟損失風險。同時，為提高綜合體項目雷電災害風險評估精準度，對某些特性因子及參數采用取平均數和面積加權的方法進行取值。通過分析計算得出：在直擊雷及地電位均衡防護措施均較完善的情況下，其雷電災害風險主要為因雷擊電磁脈沖引起內部系統故障風險分量〖WTBX〗R〖WTBZ〗c(T)及〖WTBX〗R〖WTBZ〗M(T)值偏高造成的經濟損失風險。提出從電涌保護器的合理配置、屏蔽及合理布線等方面來降低綜合體項目雷電災害風險。
2016, 44(4):692-696.
摘要:
簡述了目前我國風云衛星數據服務以及氣象服務效益評估業務的現狀，利用層次分析法提出風云衛星數據服務評價的6個1級指標和19個2級指標。設計了風云衛星數據服務評測量表，并采用分半信度、因子分析等方法對量表作信度和效度分析, 結果表明所設計的評測量表具有良好的信度和效度，確定了包括服務平臺易用性、服務流程規范性、服務響應及時性、服務內容完整性、服務工作主動性、服務宣傳廣泛性等6個方面的風云衛星數據服務評價指標。
簡述了目前我國風云衛星數據服務以及氣象服務效益評估業務的現狀，利用層次分析法提出風云衛星數據服務評價的6個1級指標和19個2級指標。設計了風云衛星數據服務評測量表，并采用分半信度、因子分析等方法對量表作信度和效度分析, 結果表明所設計的評測量表具有良好的信度和效度，確定了包括服務平臺易用性、服務流程規范性、服務響應及時性、服務內容完整性、服務工作主動性、服務宣傳廣泛性等6個方面的風云衛星數據服務評價指標。
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