2017年第45卷第4期文章目次
2017, 45(4):583-589.
摘要:
分析了自動站資料同化中誤差的主要來源，并對其進行分類。根據資料同化需求和不同的誤差類型，在較為嚴格的質量控制策略下，設計與之對應的質量控制方法。針對新型自動氣象站的風向風速、氣溫、相對濕度和氣壓5個要素，選取京津冀地區一周的數據進行數值試驗，并進行定量分析。結果表明：本文的質量控制方法能夠有效減小過失誤差與代表性誤差，保留隨機誤差的正態分布特性，觀測與背景場的均方根誤差得到一定程度的降低。使用海平面氣壓代替本站氣壓進行空間一致性檢查能夠取得更為合理的結果。
分析了自動站資料同化中誤差的主要來源，并對其進行分類。根據資料同化需求和不同的誤差類型，在較為嚴格的質量控制策略下，設計與之對應的質量控制方法。針對新型自動氣象站的風向風速、氣溫、相對濕度和氣壓5個要素，選取京津冀地區一周的數據進行數值試驗，并進行定量分析。結果表明：本文的質量控制方法能夠有效減小過失誤差與代表性誤差，保留隨機誤差的正態分布特性，觀測與背景場的均方根誤差得到一定程度的降低。使用海平面氣壓代替本站氣壓進行空間一致性檢查能夠取得更為合理的結果。
2017, 45(4):590-595.
摘要:
降雨量的測量，目前業務上應用較為廣泛的是翻斗式雨量計，它只能測降雨，對于冰雹、降雪等固態降水的測量采用人工觀測為主，稱重式雨量計與翻斗式雨量計相比，其優勢在于能實現所有類型降水的全天候自動化觀測。本研究隨機選擇了一天無降水數據確定了濾波參數Q和R(過程噪聲方差和觀測噪聲方差)，根據確定的濾波參數，隨機選擇了無降水（2016年4月3日）和有降水（2015年7月21日、2015年8月7日）日采用卡爾曼濾波，并結合翻斗雨量傳感器數據進行驗證，結果表明，本研究確定的濾波參數采用卡爾曼濾波后能夠有效去除稱重雨量中的噪聲，使濾波后的曲線變得平穩光滑，減小了數據的抖動頻率和誤差。
降雨量的測量，目前業務上應用較為廣泛的是翻斗式雨量計，它只能測降雨，對于冰雹、降雪等固態降水的測量采用人工觀測為主，稱重式雨量計與翻斗式雨量計相比，其優勢在于能實現所有類型降水的全天候自動化觀測。本研究隨機選擇了一天無降水數據確定了濾波參數Q和R(過程噪聲方差和觀測噪聲方差)，根據確定的濾波參數，隨機選擇了無降水（2016年4月3日）和有降水（2015年7月21日、2015年8月7日）日采用卡爾曼濾波，并結合翻斗雨量傳感器數據進行驗證，結果表明，本研究確定的濾波參數采用卡爾曼濾波后能夠有效去除稱重雨量中的噪聲，使濾波后的曲線變得平穩光滑，減小了數據的抖動頻率和誤差。
2017, 45(4):596-601.
摘要:
根據災害性天氣的特點及其對高速公路的影響，應用層次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）確定氣象因子對高速公路影響的權重，并用模糊熵對權重進行修正，在此基礎上將高速公路受災害性天氣影響的程度進行排序，從而應用于高速公路氣象監測站的選址布局。對杭金衢高速公路進行實例分析，結果表明：該綜合評價模型簡單易用，可有效判斷出不同路段受災害性天氣影響的差異性，得到的評價結果和高速封道的信息大體一致，可為交通氣象監測站的建設和布局提供科學的量化參考依據,制定合理的決策方案。
根據災害性天氣的特點及其對高速公路的影響，應用層次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）確定氣象因子對高速公路影響的權重，并用模糊熵對權重進行修正，在此基礎上將高速公路受災害性天氣影響的程度進行排序，從而應用于高速公路氣象監測站的選址布局。對杭金衢高速公路進行實例分析，結果表明：該綜合評價模型簡單易用，可有效判斷出不同路段受災害性天氣影響的差異性，得到的評價結果和高速封道的信息大體一致，可為交通氣象監測站的建設和布局提供科學的量化參考依據,制定合理的決策方案。
2017, 45(4):602-605.
摘要:
多普勒速度對分析和預報強對流天氣，特別是中尺度氣旋、龍卷等過程至關重要，但受多普勒基本原理的限制，天氣雷達在提高最大不模糊速度的同時，必然導致速度探測范圍減小，進而帶來二次甚至多次回波的干擾。為緩解多普勒兩難問題，本文基于CINRAD/SA天氣雷達體掃模式利用隨機相位編碼方法恢復二次回波，拓展速度有效探測范圍。實例證明隨機相位編碼方法能夠恢復最強的兩次回波，濾除其他次弱回波，大大提高了低仰角速度場有效數據的獲取率，緩解固定相位下二次回波解模糊算法的局限性造成的距離模糊紫區問題。
多普勒速度對分析和預報強對流天氣，特別是中尺度氣旋、龍卷等過程至關重要，但受多普勒基本原理的限制，天氣雷達在提高最大不模糊速度的同時，必然導致速度探測范圍減小，進而帶來二次甚至多次回波的干擾。為緩解多普勒兩難問題，本文基于CINRAD/SA天氣雷達體掃模式利用隨機相位編碼方法恢復二次回波，拓展速度有效探測范圍。實例證明隨機相位編碼方法能夠恢復最強的兩次回波，濾除其他次弱回波，大大提高了低仰角速度場有效數據的獲取率，緩解固定相位下二次回波解模糊算法的局限性造成的距離模糊紫區問題。
2017, 45(4):606-610.
摘要:
基于氣象用鉑電阻溫度傳感器工作原理，通過理論推導論證了其系統誤差的構成形式，并提出了應用最小二乘法對其誤差進行補償。根據試驗數據驗證了其補償效果，通過數據分析、對比試驗，探討了補償方案實施的適用性和穩定性。結果表明，對于誤差在±05 ℃范圍內的溫度傳感器，最小二乘法補償可以有效地降低其誤差，提高其測量性能；但對于誤差超過±05 ℃的溫度傳感器，部分補償失效，即使部分開始補償有效，使用過程中穩定性也非常差，最小二乘法補償并不適用。
基于氣象用鉑電阻溫度傳感器工作原理，通過理論推導論證了其系統誤差的構成形式，并提出了應用最小二乘法對其誤差進行補償。根據試驗數據驗證了其補償效果，通過數據分析、對比試驗，探討了補償方案實施的適用性和穩定性。結果表明，對于誤差在±05 ℃范圍內的溫度傳感器，最小二乘法補償可以有效地降低其誤差，提高其測量性能；但對于誤差超過±05 ℃的溫度傳感器，部分補償失效，即使部分開始補償有效，使用過程中穩定性也非常差，最小二乘法補償并不適用。
2017, 45(4):611-615.
摘要:
選取激光云高儀觀測的云高和可見光測云儀觀測的云量，通過對比兩種地面云觀測設備觀測數據在相同條件下的差異，分析不同要素對設備觀測性能的影響，結果表明：在相同觀測條件下，兩種地基云觀測設備的觀測結果不同；激光云高儀和可見光測云儀受霧、霾、降水等天氣現象以及云物理特性的影響，云觀測數據會出現的漏報和誤報的現象；激光云高儀還受自身探測高度和垂直分辨率的影響，對高云和薄云的捕獲率較差。
選取激光云高儀觀測的云高和可見光測云儀觀測的云量，通過對比兩種地面云觀測設備觀測數據在相同條件下的差異，分析不同要素對設備觀測性能的影響，結果表明：在相同觀測條件下，兩種地基云觀測設備的觀測結果不同；激光云高儀和可見光測云儀受霧、霾、降水等天氣現象以及云物理特性的影響，云觀測數據會出現的漏報和誤報的現象；激光云高儀還受自身探測高度和垂直分辨率的影響，對高云和薄云的捕獲率較差。
2017, 45(4):616-621.
摘要:
近年浙江省陸續建設部署了200多套自動雪深觀測儀，為了使其觀測數據有效應用于防災減災工作，本文分析了自動雪深儀在實際業務中的運行情況，查找了儀器結構、測雪板材質、安裝方式、土壤霜凍等方面存在的問題，分析了問題產生的原因，提出了以小時數據變化為主的雪深數據質控方法，并在實際降雪過程中進行了檢驗，對雪深觀測的有關技術規范提出了改進建議。結果表明，自動雪深觀測儀可以全面連續的反映積雪的變化過程，獲取豐富的實時觀測數據，相比人工測量雪深在時效、精度等方面具有顯著的優勢。
近年浙江省陸續建設部署了200多套自動雪深觀測儀，為了使其觀測數據有效應用于防災減災工作，本文分析了自動雪深儀在實際業務中的運行情況，查找了儀器結構、測雪板材質、安裝方式、土壤霜凍等方面存在的問題，分析了問題產生的原因，提出了以小時數據變化為主的雪深數據質控方法，并在實際降雪過程中進行了檢驗，對雪深觀測的有關技術規范提出了改進建議。結果表明，自動雪深觀測儀可以全面連續的反映積雪的變化過程，獲取豐富的實時觀測數據，相比人工測量雪深在時效、精度等方面具有顯著的優勢。
2017, 45(4):622-628.
摘要:
目前我國風云氣象衛星廣泛使用的1695~1710 MHz頻段被2015年世界無線電大會考慮作為國際移動通信（IMT）系統新增劃分的候選頻段。為了保護氣象衛星的頻譜資源并了解氣象衛星和IMT系統用戶端的同頻共用干擾情況，本文闡述了風云氣象衛星地球站和IMT系統用戶終端在1695~1710 MHz頻段的特性參數，建立了IMT用戶終端的干擾模型，分別仿真分析了潛在的IMT用戶端對太陽同步軌道和靜止軌道風云氣象衛星地面接收鏈路的干擾，結果表明:工作在1695~1710 MHz頻段的IMT用戶端對靜止和極軌衛星地球站的保護隔離距離至少分別是46 km和 61 km。由于我國布設了大量該頻段的氣象衛星數據國家級站和省級用戶接收站，且移動終端隨機移動的特點，這兩種業務實際運行中無法兼容共用1695~1710 MHz頻段。
目前我國風云氣象衛星廣泛使用的1695~1710 MHz頻段被2015年世界無線電大會考慮作為國際移動通信（IMT）系統新增劃分的候選頻段。為了保護氣象衛星的頻譜資源并了解氣象衛星和IMT系統用戶端的同頻共用干擾情況，本文闡述了風云氣象衛星地球站和IMT系統用戶終端在1695~1710 MHz頻段的特性參數，建立了IMT用戶終端的干擾模型，分別仿真分析了潛在的IMT用戶端對太陽同步軌道和靜止軌道風云氣象衛星地面接收鏈路的干擾，結果表明:工作在1695~1710 MHz頻段的IMT用戶端對靜止和極軌衛星地球站的保護隔離距離至少分別是46 km和 61 km。由于我國布設了大量該頻段的氣象衛星數據國家級站和省級用戶接收站，且移動終端隨機移動的特點，這兩種業務實際運行中無法兼容共用1695~1710 MHz頻段。
2017, 45(4):629-636.
摘要:
北斗氣象預警信息發布系統是中國氣象局依托“基于北斗導航衛星的大氣海洋和空間監測預警應用示范工程”建設的新型預警信息發布系統，它通過北斗衛星，以廣播的方式發布預警信息，發布范圍廣，時效有保障。2015年，該系統在湖北開展示范應用，秭歸承擔了140個北斗預警終端的部署和使用。本文介紹了該系統的構成和核心技術，從終端部署、業務管理、信息發布3個方面，總結了系統在秭歸的應用。與秭歸現有手機短信、氣象預警大喇叭、電子顯示屏發布手段進行了比較。北斗氣象預警信息發布系統在秭歸的應用，提高了秭歸氣象預警服務能力和管理水平，為未來基于北斗衛星的預警信息發布系統建設和運行積累了寶貴經驗。
北斗氣象預警信息發布系統是中國氣象局依托“基于北斗導航衛星的大氣海洋和空間監測預警應用示范工程”建設的新型預警信息發布系統，它通過北斗衛星，以廣播的方式發布預警信息，發布范圍廣，時效有保障。2015年，該系統在湖北開展示范應用，秭歸承擔了140個北斗預警終端的部署和使用。本文介紹了該系統的構成和核心技術，從終端部署、業務管理、信息發布3個方面，總結了系統在秭歸的應用。與秭歸現有手機短信、氣象預警大喇叭、電子顯示屏發布手段進行了比較。北斗氣象預警信息發布系統在秭歸的應用，提高了秭歸氣象預警服務能力和管理水平，為未來基于北斗衛星的預警信息發布系統建設和運行積累了寶貴經驗。
2017, 45(4):637-640.
摘要:
CMAWireless（China Meteorological AdministrationWireless，中國氣象局無線網絡）為氣象園區移動辦公和視頻會商提供基礎支持服務。原有CMAWireless覆蓋范圍有限，缺乏身份認證過程，存在安全隱患，無法實現精細化管理，難以滿足氣象現代化建設的未來需求。本文以原有無線網絡架構為基礎，WLC（Wireless LAN Controller，無線局域網控制器）為核心，通過網絡結構冗余化、堆疊技術、無線網絡安全保護系統、有源以太網AP（Wireless Access Point，無線訪問接入點）擴充等結構和技術，對氣象業務數據傳輸的特點進行研究，彌補了原有網絡的不足，從而實現了對移動辦公、視頻會商的完美支持，為氣象系統無線網絡的推廣起到推動作用。
CMAWireless（China Meteorological AdministrationWireless，中國氣象局無線網絡）為氣象園區移動辦公和視頻會商提供基礎支持服務。原有CMAWireless覆蓋范圍有限，缺乏身份認證過程，存在安全隱患，無法實現精細化管理，難以滿足氣象現代化建設的未來需求。本文以原有無線網絡架構為基礎，WLC（Wireless LAN Controller，無線局域網控制器）為核心，通過網絡結構冗余化、堆疊技術、無線網絡安全保護系統、有源以太網AP（Wireless Access Point，無線訪問接入點）擴充等結構和技術，對氣象業務數據傳輸的特點進行研究，彌補了原有網絡的不足，從而實現了對移動辦公、視頻會商的完美支持，為氣象系統無線網絡的推廣起到推動作用。
2017, 45(4):641-646.
摘要:
為不斷提高氣象探測裝備保障業務的科技含量與信息化水平，亟待建立高效及時的相關管理平臺。本文結合北京市氣象裝備管理的實際情況和業務需求，設計了一種基于射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）的氣象探測裝備動態信息管理平臺，對平臺結構設計進行相關闡述，重點分析了平臺基于RFID技術的信息傳輸以及詳細功能，并針對平臺建設提出一些思考與展望。
為不斷提高氣象探測裝備保障業務的科技含量與信息化水平，亟待建立高效及時的相關管理平臺。本文結合北京市氣象裝備管理的實際情況和業務需求，設計了一種基于射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）的氣象探測裝備動態信息管理平臺，對平臺結構設計進行相關闡述，重點分析了平臺基于RFID技術的信息傳輸以及詳細功能，并針對平臺建設提出一些思考與展望。
2017, 45(4):647-652.
摘要:
氣象數據上行傳輸是各類氣象業務和服務正常開展的基礎。針對氣象通信系統切換至CTS以后，臺站實時獲取上行氣象數據傳輸狀況的業務需求，在分析氣象數據上行傳輸流程的基礎上，提出了臺站上行氣象數據傳輸監控平臺的建設思路，設計了平臺總體結構，傳輸日志同步策略和數據個性化顯示方案，采用MVC框架、Quartz調度器和jQuery Grid Plugin等技術對平臺進行了實現。該平臺面向臺站用戶具有提供上行氣象數據傳輸狀態實時監控、傳輸狀態統計和錯報查詢功能；作為縣級綜合觀測業務集成平臺的一個模塊投入業務使用，為提高上行氣象數據傳輸質量提供平臺支撐。
氣象數據上行傳輸是各類氣象業務和服務正常開展的基礎。針對氣象通信系統切換至CTS以后，臺站實時獲取上行氣象數據傳輸狀況的業務需求，在分析氣象數據上行傳輸流程的基礎上，提出了臺站上行氣象數據傳輸監控平臺的建設思路，設計了平臺總體結構，傳輸日志同步策略和數據個性化顯示方案，采用MVC框架、Quartz調度器和jQuery Grid Plugin等技術對平臺進行了實現。該平臺面向臺站用戶具有提供上行氣象數據傳輸狀態實時監控、傳輸狀態統計和錯報查詢功能；作為縣級綜合觀測業務集成平臺的一個模塊投入業務使用，為提高上行氣象數據傳輸質量提供平臺支撐。
2017, 45(4):653-657.
摘要:
伴隨氣象服務精細化水平不斷提高，氣象服務產品面臨更高的效率要求，快速整合數據、建立規范的業務流程、及時高效的制作氣象產品已成為專業氣象服務的難題之一。在不采用第三方商業組件的基礎上，本文以專業氣象服務產品制圖規范為核心，在矢量圖、位圖等圖形要素管理、地理區域裁剪、等值線提取等方面提出了完整的解決方案，實現了專業氣象服務產品制作平臺。該平臺作為后臺支撐已在專業氣象服務門戶得到應用。
伴隨氣象服務精細化水平不斷提高，氣象服務產品面臨更高的效率要求，快速整合數據、建立規范的業務流程、及時高效的制作氣象產品已成為專業氣象服務的難題之一。在不采用第三方商業組件的基礎上，本文以專業氣象服務產品制圖規范為核心，在矢量圖、位圖等圖形要素管理、地理區域裁剪、等值線提取等方面提出了完整的解決方案，實現了專業氣象服務產品制作平臺。該平臺作為后臺支撐已在專業氣象服務門戶得到應用。
2017, 45(4):658-668.
摘要:
使用GRAPES中尺度模式對中國新疆南部的塔里木盆地2013年1、4、7、10月逐日的天氣過程進行數值模擬，并與站點的實況資料對比分析，結果表明，GRAPES模式對沙漠地區的溫度、風場、降水都有一定的預報能力，但也存在較明顯的預報誤差。GRAPES模式可以大致的預報出塔里木盆地地區2 m溫度的日變化趨勢，但GRAPES模擬的溫度極值還存在較明顯的誤差;GRAPES模式對10 m風場的預報，在風速較大的1月、4月和10月預報效果較好，基本可以預測出沙漠地區的風速和風向，但在風速很小的7月，模式的預報效果不理想；GRAPES模式對沙漠地區的降水預報與實況相比還存在明顯的偏差，主要表現為降水空報率較高，降水中心也存在一定的偏差；GRAPES模式在沙漠地區對高空溫度的預報呈現出低層溫度預報誤差較大，高空相對較小的特征。
使用GRAPES中尺度模式對中國新疆南部的塔里木盆地2013年1、4、7、10月逐日的天氣過程進行數值模擬，并與站點的實況資料對比分析，結果表明，GRAPES模式對沙漠地區的溫度、風場、降水都有一定的預報能力，但也存在較明顯的預報誤差。GRAPES模式可以大致的預報出塔里木盆地地區2 m溫度的日變化趨勢，但GRAPES模擬的溫度極值還存在較明顯的誤差;GRAPES模式對10 m風場的預報，在風速較大的1月、4月和10月預報效果較好，基本可以預測出沙漠地區的風速和風向，但在風速很小的7月，模式的預報效果不理想；GRAPES模式對沙漠地區的降水預報與實況相比還存在明顯的偏差，主要表現為降水空報率較高，降水中心也存在一定的偏差；GRAPES模式在沙漠地區對高空溫度的預報呈現出低層溫度預報誤差較大，高空相對較小的特征。
2017, 45(4):669-677.
摘要:
利用我國160個測站1951—2013年冬季月平均氣溫資料和1951—2016年間冬季太平洋年代際振蕩(PDO：Pacific Decadal Oscillation)指數資料，分析了兩者在年際和年代際時間尺度上的相關關系，探討了PDO對我國冬季氣溫影響的可能物理過程。結果發現：PDO與我國冬季氣溫年際變化不顯著；在冬季期間，PDO對我國氣溫的影響是滯后的；PDO與我國冬季氣溫年代際變化存在密切關系，當PDO處于年代際正(負)位相時，我國氣溫普遍偏高(低)；PDO年代際分量對我國的影響機制為：當PDO指數位于年代際正(負)位相時段，海平面氣壓場上西伯利亞高壓減弱(增強)，500 hPa高度場東亞大槽強度減弱(增強)，200 hPa緯向風場東亞北支急流減弱(增強)，這些都有利于我國冬季氣溫偏高(低)。
利用我國160個測站1951—2013年冬季月平均氣溫資料和1951—2016年間冬季太平洋年代際振蕩(PDO：Pacific Decadal Oscillation)指數資料，分析了兩者在年際和年代際時間尺度上的相關關系，探討了PDO對我國冬季氣溫影響的可能物理過程。結果發現：PDO與我國冬季氣溫年際變化不顯著；在冬季期間，PDO對我國氣溫的影響是滯后的；PDO與我國冬季氣溫年代際變化存在密切關系，當PDO處于年代際正(負)位相時，我國氣溫普遍偏高(低)；PDO年代際分量對我國的影響機制為：當PDO指數位于年代際正(負)位相時段，海平面氣壓場上西伯利亞高壓減弱(增強)，500 hPa高度場東亞大槽強度減弱(增強)，200 hPa緯向風場東亞北支急流減弱(增強)，這些都有利于我國冬季氣溫偏高(低)。
2017, 45(4):678-685.
摘要:
利用1961—2015年遼寧省西部地區18個測站月降水量資料和東北地區209個測站1961—2015年月平均氣溫資料、NOAA重建的月平均海表溫度資料以及88項大氣環流指數、26項海溫指數資料定義了適用于遼西地區的夏季標準化東北冷渦強度指數（NECVI）和冷渦降水預報因子，并對東北冷渦和遼西冷渦降水進行詳細分析，結果表明：近55年，遼西地區冷渦降水夏季和年貢獻率整體趨勢較穩定，無明顯變化，表現出18年左右的顯著振蕩周期。東北冷渦偏強年，NECVI指數偏大，標準化降水指數(SPI)偏高，對應遼西地區降水偏多；反之，東北冷渦偏弱年，NECVI指數偏小，SPI指數偏低，對應遼西地區降水偏少。前期3月Nino 3區海表溫度距平指數、5月黑潮區海溫指數、3月西太平洋副高強度指數均與遼西冷渦降水顯著相關，具有較好的指示意義，可作為冷渦降水的預報因子，為遼西夏季氣候預測和人工影響天氣工作的開展提供參考。
利用1961—2015年遼寧省西部地區18個測站月降水量資料和東北地區209個測站1961—2015年月平均氣溫資料、NOAA重建的月平均海表溫度資料以及88項大氣環流指數、26項海溫指數資料定義了適用于遼西地區的夏季標準化東北冷渦強度指數（NECVI）和冷渦降水預報因子，并對東北冷渦和遼西冷渦降水進行詳細分析，結果表明：近55年，遼西地區冷渦降水夏季和年貢獻率整體趨勢較穩定，無明顯變化，表現出18年左右的顯著振蕩周期。東北冷渦偏強年，NECVI指數偏大，標準化降水指數(SPI)偏高，對應遼西地區降水偏多；反之，東北冷渦偏弱年，NECVI指數偏小，SPI指數偏低，對應遼西地區降水偏少。前期3月Nino 3區海表溫度距平指數、5月黑潮區海溫指數、3月西太平洋副高強度指數均與遼西冷渦降水顯著相關，具有較好的指示意義，可作為冷渦降水的預報因子，為遼西夏季氣候預測和人工影響天氣工作的開展提供參考。
2017, 45(4):686-697.
摘要:
利用烏魯木齊市晴天CFL03型風廓線雷達觀測資料，分析了邊界層日變化特征。得出結論如下：邊界層結構季節變化明顯。冬、春季300~600 m以下風速較小，小于3 m/s，且愈近地面風速愈?。灰陨巷L速大、風向恒定，基本為東南大風。夏季和秋季風速比冬季和春季小，流場特征較復雜，水平風速和風向變化較活躍，存在明顯的風切變。折射率結構常數春、秋和冬季比夏季分別小1個、3個和1～3個量級；夏季最大，集中在10-16～10-13m-2/3之間。春、夏和秋季晴天湍流動能耗散率量級分別在10-6～10-2m2〖DK〗·s-3、10-4～10-3m2〖DK〗·s-3、10-6～10-3m2〖DK〗·s-3之間；白天比夜間約大1個量級。晴天折射率結構常數和湍流動能耗散率日變化特征與風場日變化特征有較好地對應關系，即湍流發展旺盛的區域與風速較大的區域相一致。風廓線雷達資料反演的湍流動能耗散率對春季和夏季邊界層結構日變化演變特征的監測較好。夏季夜間穩定邊界層約400~500 m，殘余層可達到約1800 m，對流邊界層可發展到約2500 m，混合層約2200 m，夾卷層約300~400 m。
利用烏魯木齊市晴天CFL03型風廓線雷達觀測資料，分析了邊界層日變化特征。得出結論如下：邊界層結構季節變化明顯。冬、春季300~600 m以下風速較小，小于3 m/s，且愈近地面風速愈?。灰陨巷L速大、風向恒定，基本為東南大風。夏季和秋季風速比冬季和春季小，流場特征較復雜，水平風速和風向變化較活躍，存在明顯的風切變。折射率結構常數春、秋和冬季比夏季分別小1個、3個和1～3個量級；夏季最大，集中在10-16～10-13m-2/3之間。春、夏和秋季晴天湍流動能耗散率量級分別在10-6～10-2m2〖DK〗·s-3、10-4～10-3m2〖DK〗·s-3、10-6～10-3m2〖DK〗·s-3之間；白天比夜間約大1個量級。晴天折射率結構常數和湍流動能耗散率日變化特征與風場日變化特征有較好地對應關系，即湍流發展旺盛的區域與風速較大的區域相一致。風廓線雷達資料反演的湍流動能耗散率對春季和夏季邊界層結構日變化演變特征的監測較好。夏季夜間穩定邊界層約400~500 m，殘余層可達到約1800 m，對流邊界層可發展到約2500 m，混合層約2200 m，夾卷層約300~400 m。
2017, 45(4):698-709.
摘要:
利用多普勒天氣雷達觀測資料、風廓線雷達、天津255 m氣象鐵塔觀測資料，結合NCEP再分析資料、北京和樂亭兩個探空站、5 min間隔自動站觀測資料和自動站J文件，對2014年6月22日天津地區一次漏報冰雹過程對流系統的演變特征進行精細化分析。結果表明：①這次西北氣流型冰雹天氣是在低能量環境場發生的，冰雹入侵路徑是少見的東北路徑；②雹暴單體發展于地面“人”字形輻合線“捺”部頂端，配合干線的共同作用造成雹暴單體加強發展，形成階段近地層強東風入流加強地面風速輻合和干線的強度。成熟階段氣象要素的驟變（降溫、升壓、增濕）遠強于形成和發展階段的變化；③雹暴后側入流區東北氣流的維持及其下傳對雹暴單體的增強起到重要作用。前側入流區東北氣流則自地面向邊界層伸展，且臨近降雹時塔層氣象要素均有短時間的反向變化；④風暴追蹤信息顯示雹暴單體質心高度在3～4 km，回波頂高遠超過-20 ℃高度，最大反射率因子高度存在3次明顯下落，發展階段垂直液體含水量達最大55 kg〖DK〗·m-2。
利用多普勒天氣雷達觀測資料、風廓線雷達、天津255 m氣象鐵塔觀測資料，結合NCEP再分析資料、北京和樂亭兩個探空站、5 min間隔自動站觀測資料和自動站J文件，對2014年6月22日天津地區一次漏報冰雹過程對流系統的演變特征進行精細化分析。結果表明：①這次西北氣流型冰雹天氣是在低能量環境場發生的，冰雹入侵路徑是少見的東北路徑；②雹暴單體發展于地面“人”字形輻合線“捺”部頂端，配合干線的共同作用造成雹暴單體加強發展，形成階段近地層強東風入流加強地面風速輻合和干線的強度。成熟階段氣象要素的驟變（降溫、升壓、增濕）遠強于形成和發展階段的變化；③雹暴后側入流區東北氣流的維持及其下傳對雹暴單體的增強起到重要作用。前側入流區東北氣流則自地面向邊界層伸展，且臨近降雹時塔層氣象要素均有短時間的反向變化；④風暴追蹤信息顯示雹暴單體質心高度在3～4 km，回波頂高遠超過-20 ℃高度，最大反射率因子高度存在3次明顯下落，發展階段垂直液體含水量達最大55 kg〖DK〗·m-2。
2017, 45(4):710-716.
摘要:
近年來，霧霾天氣頻發，加劇了空氣質量的惡化。研究霧霾天氣的成因，加強霧霾的預報能力，對指導公眾出行和保護身體健康有著重要的意義。本文利用遼寧62個國家級自動站觀測資料和NCEP再分析資料，對2015年11月7—14 日遼寧一次持續性霧霾天氣過程的環流背景、形成條件和持續原因進行分析，結果表明：①高層西南偏西氣流，低層暖脊及地面倒槽和弱氣壓場的環流背景為霧霾天氣的發生提供了有利的天氣形勢。②逆溫是這次霧霾天氣持續的重要原因。霧和霾天氣逆溫表現形式不同，大霧過程中，逆溫層高度低，厚度?。祸策^程中，逆溫層高度高，厚度大，且表現為多個逆溫層同時存在。③水汽條件是霧和霾轉換的關鍵因素。當近地層空氣相對濕度大于95%時，有利于霧的生成；而相對濕度在60%～70%時，有利于霾的形成。霧向霾轉換時，比濕增大；霾向霧轉換時，比濕下降。④近地面弱的上升運動、中高層弱的下沉運動是此次霧霾加強的動力機制。⑤霧霾出現前后氣象要素特征差異明顯，可為霧霾天氣的預報提供重要參考。
近年來，霧霾天氣頻發，加劇了空氣質量的惡化。研究霧霾天氣的成因，加強霧霾的預報能力，對指導公眾出行和保護身體健康有著重要的意義。本文利用遼寧62個國家級自動站觀測資料和NCEP再分析資料，對2015年11月7—14 日遼寧一次持續性霧霾天氣過程的環流背景、形成條件和持續原因進行分析，結果表明：①高層西南偏西氣流，低層暖脊及地面倒槽和弱氣壓場的環流背景為霧霾天氣的發生提供了有利的天氣形勢。②逆溫是這次霧霾天氣持續的重要原因。霧和霾天氣逆溫表現形式不同，大霧過程中，逆溫層高度低，厚度?。祸策^程中，逆溫層高度高，厚度大，且表現為多個逆溫層同時存在。③水汽條件是霧和霾轉換的關鍵因素。當近地層空氣相對濕度大于95%時，有利于霧的生成；而相對濕度在60%～70%時，有利于霾的形成。霧向霾轉換時，比濕增大；霾向霧轉換時，比濕下降。④近地面弱的上升運動、中高層弱的下沉運動是此次霧霾加強的動力機制。⑤霧霾出現前后氣象要素特征差異明顯，可為霧霾天氣的預報提供重要參考。
2017, 45(4):717-724.
摘要:
基于高密度逐時氣象觀測資料以及國家環境保護部公布的空氣質量日報，對綿陽城區2014年1月9日至2月4日一次污染過程的氣象條件，分3種類型（輕度污染型、中度污染型、重度污染型）進行研究。結果表明：整個過程風速和混合層厚度與空氣質量指數均呈負相關，相關系數為-0637、-0487；分類型討論時，僅輕度污染型風速與空氣質量指數呈負相關，相關系數為-0739；風速日變化均呈現“單峰型”的特征，峰值出現在12：00—18：00之間；風向以東南、西北氣流為主，東南氣流能加重空氣污染；混合層厚度表現為“早晚低，午后高”的日變化特征，輕度型的混合層厚度平均高58378 m,中度型反比重度型低6 m，分別為48192 m，48769 m；潰變理論V3θ圖對連續重污染過程的轉折性天氣起到較好的預報和指示作用，主要表現在強對流和降水天氣兩類。
基于高密度逐時氣象觀測資料以及國家環境保護部公布的空氣質量日報，對綿陽城區2014年1月9日至2月4日一次污染過程的氣象條件，分3種類型（輕度污染型、中度污染型、重度污染型）進行研究。結果表明：整個過程風速和混合層厚度與空氣質量指數均呈負相關，相關系數為-0637、-0487；分類型討論時，僅輕度污染型風速與空氣質量指數呈負相關，相關系數為-0739；風速日變化均呈現“單峰型”的特征，峰值出現在12：00—18：00之間；風向以東南、西北氣流為主，東南氣流能加重空氣污染；混合層厚度表現為“早晚低，午后高”的日變化特征，輕度型的混合層厚度平均高58378 m,中度型反比重度型低6 m，分別為48192 m，48769 m；潰變理論V3θ圖對連續重污染過程的轉折性天氣起到較好的預報和指示作用，主要表現在強對流和降水天氣兩類。
2017, 45(4):725-728.
摘要:
對近30年渤海灣北部葫蘆島站出現大霧天氣時的氣壓場進行模糊聚類分析，采用4個客觀指標確定了最優分類數，并對各聚類的氣壓場分布、各聚類大霧頻數逐月變化、大霧發生期間風向風速和能見度日變化進行了研究。結果表明，葫蘆島站點出現大霧時氣壓場可分為4類：冷鋒前部型、高壓前部型、高壓后部型、鞍型場型，冷鋒前部型主要發生在春季和夏季，高壓前部型和鞍型場型主要發生在冬季和春季，高壓后部型全年均可發生，4類中只有鞍型場類年頻數趨勢系數通過了95%信度檢驗。在低壓冷鋒鋒面前部型和高壓后部型中風速以西南風為主，而高壓前部型中受海陸風效應影響，北風風向百分比多于西南風向，鞍型場中西南風百分比多于北風風向。
對近30年渤海灣北部葫蘆島站出現大霧天氣時的氣壓場進行模糊聚類分析，采用4個客觀指標確定了最優分類數，并對各聚類的氣壓場分布、各聚類大霧頻數逐月變化、大霧發生期間風向風速和能見度日變化進行了研究。結果表明，葫蘆島站點出現大霧時氣壓場可分為4類：冷鋒前部型、高壓前部型、高壓后部型、鞍型場型，冷鋒前部型主要發生在春季和夏季，高壓前部型和鞍型場型主要發生在冬季和春季，高壓后部型全年均可發生，4類中只有鞍型場類年頻數趨勢系數通過了95%信度檢驗。在低壓冷鋒鋒面前部型和高壓后部型中風速以西南風為主，而高壓前部型中受海陸風效應影響，北風風向百分比多于西南風向，鞍型場中西南風百分比多于北風風向。
2017, 45(4):729-734.
摘要:
利用常規氣象觀測資料，對2005—2014年湖南省湘西州2—3月高架雷暴類冰雹的時空分布特征、天氣系統配置及環境場要素特征等進行統計分析，探討高架雷暴類冰雹發生發展的物理機制。結果表明，湘西早春時期的高架雷暴類冰雹南部地區多于中北部地區，具有一定的日變化。影響高架雷暴類冰雹的主要天氣系統為高空槽、700 hPa急流以及冷空氣等。潛勢預報指標包括：850 hPa相對濕度大于等于92%，700 hPa相對濕度大于等于60%，500 hPa相對濕度小于等于485%； 850 hPa存在強的溫度鋒區，溫差大于等于13 ℃/5個緯度；700 hPa與500 hPa的溫差大于等于15 ℃； 700 hPa有風速大于等于16 m〖DK〗·s-1的西南急流，且850 hPa與700 hPa的垂直風切變大于等于19 m〖DK〗·s-1；0 ℃層高度為3～4 km，-20 ℃層高度為6～7 km。
利用常規氣象觀測資料，對2005—2014年湖南省湘西州2—3月高架雷暴類冰雹的時空分布特征、天氣系統配置及環境場要素特征等進行統計分析，探討高架雷暴類冰雹發生發展的物理機制。結果表明，湘西早春時期的高架雷暴類冰雹南部地區多于中北部地區，具有一定的日變化。影響高架雷暴類冰雹的主要天氣系統為高空槽、700 hPa急流以及冷空氣等。潛勢預報指標包括：850 hPa相對濕度大于等于92%，700 hPa相對濕度大于等于60%，500 hPa相對濕度小于等于485%； 850 hPa存在強的溫度鋒區，溫差大于等于13 ℃/5個緯度；700 hPa與500 hPa的溫差大于等于15 ℃； 700 hPa有風速大于等于16 m〖DK〗·s-1的西南急流，且850 hPa與700 hPa的垂直風切變大于等于19 m〖DK〗·s-1；0 ℃層高度為3～4 km，-20 ℃層高度為6～7 km。
2017, 45(4):735-744.
摘要:
利用2000—2013年浙江4個站點（杭州、舟山、衢州和大陳）每日8個時次的氣象數據，采用羅氏法計算分析了混合層高度總體變化特征。結果表明，浙江大氣混合層總體呈現北部低、南部高，海島最高的空間分布特征，舟山最低954 m，其次杭州1073 m、衢州1181 m，大陳最高1631 m，具有混合層高度越低，起伏變化越小的特征?；旌蠈痈叨染哂休^明顯時間特征，杭州、舟山、衢州表現為雙峰雙谷型，即春季（3—4月）和夏季（7—8月）較高、初夏（6月）和秋冬季（11月至次年2月）較低，大陳為單峰單谷型，即秋冬季較高（12月至次年1月）、春末夏初（5月）較低的季節（月）特征，以及白天高、夜間低的日變化特征。2002年杭州混合層高度明顯上升的主要與風速加大、1月和6月日照雨日減少、以及9月雨日偏少和2月日照時數偏多密切相關。風速和大氣穩定度是影響混合層高度主要因子，風速3 m/s以上時，大氣即呈不穩定狀態，有利混合層高度抬升。大風速決定大陳最高混合層高度，舟山氣溫較衢州明顯偏低導致其混合層高度偏低，杭州混合層高度高于舟山得益于較高的氣溫?；旌蠈痈叨仍降停耆?、雨量越明顯，（輕）霧越多、能見度越低，反之亦然，另外，輕霧、霾共存頻率最高的杭州，混合層高度降低除利于出現霧外，更需警惕中度霾以上天氣。研究結果對于認知浙江大氣質量評估、污染物擴散能力分布現狀具有參考價值，為區域內污染源合理分布提供科學依據。
利用2000—2013年浙江4個站點（杭州、舟山、衢州和大陳）每日8個時次的氣象數據，采用羅氏法計算分析了混合層高度總體變化特征。結果表明，浙江大氣混合層總體呈現北部低、南部高，海島最高的空間分布特征，舟山最低954 m，其次杭州1073 m、衢州1181 m，大陳最高1631 m，具有混合層高度越低，起伏變化越小的特征?；旌蠈痈叨染哂休^明顯時間特征，杭州、舟山、衢州表現為雙峰雙谷型，即春季（3—4月）和夏季（7—8月）較高、初夏（6月）和秋冬季（11月至次年2月）較低，大陳為單峰單谷型，即秋冬季較高（12月至次年1月）、春末夏初（5月）較低的季節（月）特征，以及白天高、夜間低的日變化特征。2002年杭州混合層高度明顯上升的主要與風速加大、1月和6月日照雨日減少、以及9月雨日偏少和2月日照時數偏多密切相關。風速和大氣穩定度是影響混合層高度主要因子，風速3 m/s以上時，大氣即呈不穩定狀態，有利混合層高度抬升。大風速決定大陳最高混合層高度，舟山氣溫較衢州明顯偏低導致其混合層高度偏低，杭州混合層高度高于舟山得益于較高的氣溫?；旌蠈痈叨仍降停耆?、雨量越明顯，（輕）霧越多、能見度越低，反之亦然，另外，輕霧、霾共存頻率最高的杭州，混合層高度降低除利于出現霧外，更需警惕中度霾以上天氣。研究結果對于認知浙江大氣質量評估、污染物擴散能力分布現狀具有參考價值，為區域內污染源合理分布提供科學依據。
2017, 45(4):745-749.
摘要:
對丹東地區1978—2015年春季氣象資料進行分析，分別從低溫、寡照、多雨3個方面研究其對糧食作物造成危害程度的大小，將其劃分3個不同的災害等級。利用拉格朗日插值法計算出作物的期望產量，運用分離法將低溫陰雨對糧食作物的損失分離出來，探討低溫陰雨年景與丹東地區糧食作物產量的相關關系。結果表明：①丹東地區稻谷、大豆產量都表現出明顯的階段變化。②低溫型低溫陰雨天氣對作物的影響為：玉米＞大豆＞稻谷；寡照型低溫陰雨天氣對玉米、稻谷、大豆的影響相對較大，影響力為：大豆＞玉米＞稻谷；多雨型低溫陰雨天氣對玉米和大豆的影響較稻谷大得多。
對丹東地區1978—2015年春季氣象資料進行分析，分別從低溫、寡照、多雨3個方面研究其對糧食作物造成危害程度的大小，將其劃分3個不同的災害等級。利用拉格朗日插值法計算出作物的期望產量，運用分離法將低溫陰雨對糧食作物的損失分離出來，探討低溫陰雨年景與丹東地區糧食作物產量的相關關系。結果表明：①丹東地區稻谷、大豆產量都表現出明顯的階段變化。②低溫型低溫陰雨天氣對作物的影響為：玉米＞大豆＞稻谷；寡照型低溫陰雨天氣對玉米、稻谷、大豆的影響相對較大，影響力為：大豆＞玉米＞稻谷；多雨型低溫陰雨天氣對玉米和大豆的影響較稻谷大得多。
2017, 45(4):750-755.
摘要:
利用我國近海多年的風、浪及溫濕資料，采用DB指標和最大距離法相結合的優化Kmeans聚類算法，對冬季我國近海進行氣候區劃，避免了傳統Kmeans算法中確定聚類數目和初始聚類中心的主觀性。結果表明，冬季我國近海可被劃分為3個區域：1區主要包括28°N以北的海域以及我國東南沿海的一條狹長區域，2區主要包括臺灣周邊海域、臺灣海峽、巴士海峽以及自越南東南部起由西南部向東北部的南海大部分海域，3區則主要包括臺灣島西南部海域、北部灣、廣東沿海以及南海東南部。根據給出的區劃指標，分析各分區的氣候特征及其對海上艦船航行和出海人員的影響，判定1區為基本適宜區，2區為不適宜區，3區為適宜區。
利用我國近海多年的風、浪及溫濕資料，采用DB指標和最大距離法相結合的優化Kmeans聚類算法，對冬季我國近海進行氣候區劃，避免了傳統Kmeans算法中確定聚類數目和初始聚類中心的主觀性。結果表明，冬季我國近海可被劃分為3個區域：1區主要包括28°N以北的海域以及我國東南沿海的一條狹長區域，2區主要包括臺灣周邊海域、臺灣海峽、巴士海峽以及自越南東南部起由西南部向東北部的南海大部分海域，3區則主要包括臺灣島西南部海域、北部灣、廣東沿海以及南海東南部。根據給出的區劃指標，分析各分區的氣候特征及其對海上艦船航行和出海人員的影響，判定1區為基本適宜區，2區為不適宜區，3區為適宜區。
2017, 45(4):756-760.
摘要:
大霧是影響高速公路交通安全與運營效率的最主要的災害天氣之一。基于2004—2013年浙江省68個氣象站大霧觀測資料、基礎地理信息數據以及高速公路歷史災情數據，開展浙江省高速公路大霧災害風險區劃研究。依據自然災害風險分析原理，構建高速公路大霧災害風險區劃指標體系，以浙江省大霧出現的頻次和持續時間作為大霧災害的危險性評價指標；以因大霧導致的高速公路交通事故率、高速公路封路頻次和持續時間作為脆弱性評價指標；以高速公路客運量和貨運量作為暴露性評價指標。在ArcGIS的空間信息技術支持下，采用層次分析法和綜合評價方法，建立了高速公路大霧災害風險評估模型，最終完成浙江省高速公路大霧災害風險區劃圖。區劃結果表明，高風險區路段占全省路段總長的1513%，主要分布在申嘉湖高速南潯段以及嘉善段、杭州灣環線高速蕭山至越城段、杭州繞城西線高速、常臺高速上虞至嵊州段、諸永高速諸暨至磐安段、滬昆高速諸暨段以及柯城段。
大霧是影響高速公路交通安全與運營效率的最主要的災害天氣之一。基于2004—2013年浙江省68個氣象站大霧觀測資料、基礎地理信息數據以及高速公路歷史災情數據，開展浙江省高速公路大霧災害風險區劃研究。依據自然災害風險分析原理，構建高速公路大霧災害風險區劃指標體系，以浙江省大霧出現的頻次和持續時間作為大霧災害的危險性評價指標；以因大霧導致的高速公路交通事故率、高速公路封路頻次和持續時間作為脆弱性評價指標；以高速公路客運量和貨運量作為暴露性評價指標。在ArcGIS的空間信息技術支持下，采用層次分析法和綜合評價方法，建立了高速公路大霧災害風險評估模型，最終完成浙江省高速公路大霧災害風險區劃圖。區劃結果表明，高風險區路段占全省路段總長的1513%，主要分布在申嘉湖高速南潯段以及嘉善段、杭州灣環線高速蕭山至越城段、杭州繞城西線高速、常臺高速上虞至嵊州段、諸永高速諸暨至磐安段、滬昆高速諸暨段以及柯城段。
2017, 45(4):761-764.
摘要:
側擊雷防護是高層建筑（含超高層）雷電防護的重要內容之一。以第二類防雷建筑為例，結合電氣幾何模型和雷電流特性，分析了高層建筑側擊雷的雷電流幅值范圍及其概率分布特征。結果表明：建筑物越高，雷電側擊概率越大，且與建筑物高度成指數關系增長；建筑物越高，發生雷電側擊的雷電流幅值范圍越大?；诖?，討論了防雷工程中常見的側擊雷防護技術問題，為高層建筑的側擊雷防護提供參考。
側擊雷防護是高層建筑（含超高層）雷電防護的重要內容之一。以第二類防雷建筑為例，結合電氣幾何模型和雷電流特性，分析了高層建筑側擊雷的雷電流幅值范圍及其概率分布特征。結果表明：建筑物越高，雷電側擊概率越大，且與建筑物高度成指數關系增長；建筑物越高，發生雷電側擊的雷電流幅值范圍越大?；诖?，討論了防雷工程中常見的側擊雷防護技術問題，為高層建筑的側擊雷防護提供參考。
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