2017年第45卷第5期文章目次
2017, 45(5):744-948.
摘要:
結合GNSS/MET水汽監測設備維護維修方法和實踐經驗，設計了GNSS/MET監測網遠程實時監測和故障診斷平臺。該平臺采用B/S方式設計，實現了GNSS/MET設備運行狀態參數的實時監測、設備故障的自動診斷，并提供故障處理技術支持、設備站點管理等功能。該平臺已投入業務運行，不僅為臺站和省局值班人員實時提供設備運行狀態信息，還為快速排除故障提供了技術支撐,有效提高了GNSS/MET水汽監測設備的運行保障時效。
結合GNSS/MET水汽監測設備維護維修方法和實踐經驗，設計了GNSS/MET監測網遠程實時監測和故障診斷平臺。該平臺采用B/S方式設計，實現了GNSS/MET設備運行狀態參數的實時監測、設備故障的自動診斷，并提供故障處理技術支持、設備站點管理等功能。該平臺已投入業務運行，不僅為臺站和省局值班人員實時提供設備運行狀態信息，還為快速排除故障提供了技術支撐,有效提高了GNSS/MET水汽監測設備的運行保障時效。
2017, 45(5):766-775.
摘要:
毫米波雷達相比于厘米波雷達對非降水云的觀測具有更高的靈敏度，因此世界發達國家已經廣泛利用毫米波雷達進行云的觀測實驗。國內的毫米波云雷達受器件及加工工藝的限制仍處于發展階段,在此背景下本文從地基、機載以及星載3個方面對國內外W波段毫米波云雷達進行總結，根據毫米波雷達的天線、發射電路、接收電路以及信號處理4個方面分析其原理框圖及性能參數，最后利用英國Chilbolton 觀測場的94 GHz Galileo 雷達對2008年4月4日的非降水云進行回波數據的分析，結果表明Galileo 毫米波雷達能夠很好地對云以及霧進行探測，其結論為國內W波段毫米波云雷達的設計提供借鑒。
毫米波雷達相比于厘米波雷達對非降水云的觀測具有更高的靈敏度，因此世界發達國家已經廣泛利用毫米波雷達進行云的觀測實驗。國內的毫米波云雷達受器件及加工工藝的限制仍處于發展階段,在此背景下本文從地基、機載以及星載3個方面對國內外W波段毫米波云雷達進行總結，根據毫米波雷達的天線、發射電路、接收電路以及信號處理4個方面分析其原理框圖及性能參數，最后利用英國Chilbolton 觀測場的94 GHz Galileo 雷達對2008年4月4日的非降水云進行回波數據的分析，結果表明Galileo 毫米波雷達能夠很好地對云以及霧進行探測，其結論為國內W波段毫米波云雷達的設計提供借鑒。
2017, 45(5):776-786.
摘要:
對房山X波段雙線偏振天氣雷達的天線性能、接收動態范圍、噪聲系數、系統定標能力以及接收雙通道一致性進行測試分析，結果表明：天線增益和交叉極化隔離度最小值分別為4473 dB和361 dB、雙通道差分反射率ZDR和差分傳播相位ΦDP標準差分別為002 dB和026°、雙通道的噪聲系數最大平均值為202 dB，均滿足該雷達系統相應的指標設計要求；雙通道的動態曲線特征和回波強度定標性能一致性存在差異，會對雷達系統探測數據質量造成不利影響。同時對該雷達系統的差分反射率ZDR標定方法進行了探討，對雷達探測降水個例數據進行了分析。
對房山X波段雙線偏振天氣雷達的天線性能、接收動態范圍、噪聲系數、系統定標能力以及接收雙通道一致性進行測試分析，結果表明：天線增益和交叉極化隔離度最小值分別為4473 dB和361 dB、雙通道差分反射率ZDR和差分傳播相位ΦDP標準差分別為002 dB和026°、雙通道的噪聲系數最大平均值為202 dB，均滿足該雷達系統相應的指標設計要求；雙通道的動態曲線特征和回波強度定標性能一致性存在差異，會對雷達系統探測數據質量造成不利影響。同時對該雷達系統的差分反射率ZDR標定方法進行了探討，對雷達探測降水個例數據進行了分析。
2017, 45(5):787-794.
摘要:
降雨對微波的衰減作用在雷達探測和信號通信中有著不可忽略的影響。本文利用近年來出現的微波鏈路測量新方法，研究了利用微波鏈路進行天氣雷達回波衰減訂正的方法。微波鏈路可以直接獲取傳播路徑上的總衰減，基于此建立衰減訂正的約束條件，并利用前向迭代法對天氣雷達回波進行逐庫訂正。首先從現有衰減訂正的理論出發，通過確定微波鏈路衰減參考值、雷達衰減訂正算法和衰減系數，建立基于微波鏈路的天氣雷達衰減訂正模型；搭建947 GHz〖WTBZ〗微波鏈路測量試驗系統，對X波段雷達進行衰減訂正試驗。針對一次個例進行分析，與自動雨量站同步對比觀測試驗表明：訂正后的雷達反射率因子明顯高于雷達實測反射率因子；訂正后雷達估測的降雨量與自動雨量站的觀測差值減小；累積降雨量絕對偏差由-611 mm〖WTBZ〗減小到104 mm〖WTBZ〗，相對偏差由099%減小到017%；訂正后估測的降雨強度與雨量計的相關性得以提高。該訂正算法主要通過對參數的調整，使得kZ關系更符合實際，從而提高了探測精度，驗證了該方法的可行性與準確性。
降雨對微波的衰減作用在雷達探測和信號通信中有著不可忽略的影響。本文利用近年來出現的微波鏈路測量新方法，研究了利用微波鏈路進行天氣雷達回波衰減訂正的方法。微波鏈路可以直接獲取傳播路徑上的總衰減，基于此建立衰減訂正的約束條件，并利用前向迭代法對天氣雷達回波進行逐庫訂正。首先從現有衰減訂正的理論出發，通過確定微波鏈路衰減參考值、雷達衰減訂正算法和衰減系數，建立基于微波鏈路的天氣雷達衰減訂正模型；搭建947 GHz〖WTBZ〗微波鏈路測量試驗系統，對X波段雷達進行衰減訂正試驗。針對一次個例進行分析，與自動雨量站同步對比觀測試驗表明：訂正后的雷達反射率因子明顯高于雷達實測反射率因子；訂正后雷達估測的降雨量與自動雨量站的觀測差值減小；累積降雨量絕對偏差由-611 mm〖WTBZ〗減小到104 mm〖WTBZ〗，相對偏差由099%減小到017%；訂正后估測的降雨強度與雨量計的相關性得以提高。該訂正算法主要通過對參數的調整，使得kZ關系更符合實際，從而提高了探測精度，驗證了該方法的可行性與準確性。
2017, 45(5):795-803.
摘要:
風云三號降水測量衛星主要用于臺風等災害性天氣系統強降水的監測，并提供全球中低緯度地區降水的結構信息。降水三維結構的準確測量是通過風云三號降水測量衛星的核心載荷——雙頻降水測量雷達實現的。首先介紹了風云三號降水測量雷達的主要任務與探測能力要求，然后通過仿真技術對降水測量雷達距離分辨率、水平分辨率、掃描角度、天線旁瓣電平、測量精度、波束匹配精度等主要技術性能指標進行了詳細的分析。最后，利用于2010年開展的降水測量雷達樣機航空校飛試驗評估驗證了降水測量雷達的各項功能和主要性能參數。結果表明，風云三號降水測量雷達整體降水探測性能與全球降水測量衛星的雙頻降水雷達相當。
風云三號降水測量衛星主要用于臺風等災害性天氣系統強降水的監測，并提供全球中低緯度地區降水的結構信息。降水三維結構的準確測量是通過風云三號降水測量衛星的核心載荷——雙頻降水測量雷達實現的。首先介紹了風云三號降水測量雷達的主要任務與探測能力要求，然后通過仿真技術對降水測量雷達距離分辨率、水平分辨率、掃描角度、天線旁瓣電平、測量精度、波束匹配精度等主要技術性能指標進行了詳細的分析。最后，利用于2010年開展的降水測量雷達樣機航空校飛試驗評估驗證了降水測量雷達的各項功能和主要性能參數。結果表明，風云三號降水測量雷達整體降水探測性能與全球降水測量衛星的雙頻降水雷達相當。
2017, 45(5):804-810.
摘要:
為了更加準確、方便的探測大氣邊界層結構，本文介紹了研制的一套新型邊界層探空系統。為了驗證該設備的綜合性能，2015年9月8日將該儀器與Vaisala RS92探空系統進行同球比對試驗，結果表明：訂正后的溫度、氣壓、相對濕度、風速、風向的平均測量偏差僅為035 ℃、020 hPa、117%、016 m/s、-127°，各參數的誤差范圍均滿足業務規范。2016年8月28日至9月2日和12月24日至2017年1月2日又分別同L波段探空系統和XLSII型系留氣艇探空系統進行了對比試驗，結果表明:該儀器的準確性和可靠性都能很好地滿足科研和業務需求。此外，該系統能夠很好地反映邊界層結構的特征，且可作為風廓線雷達準確性的對比試驗儀器。
為了更加準確、方便的探測大氣邊界層結構，本文介紹了研制的一套新型邊界層探空系統。為了驗證該設備的綜合性能，2015年9月8日將該儀器與Vaisala RS92探空系統進行同球比對試驗，結果表明：訂正后的溫度、氣壓、相對濕度、風速、風向的平均測量偏差僅為035 ℃、020 hPa、117%、016 m/s、-127°，各參數的誤差范圍均滿足業務規范。2016年8月28日至9月2日和12月24日至2017年1月2日又分別同L波段探空系統和XLSII型系留氣艇探空系統進行了對比試驗，結果表明:該儀器的準確性和可靠性都能很好地滿足科研和業務需求。此外，該系統能夠很好地反映邊界層結構的特征，且可作為風廓線雷達準確性的對比試驗儀器。
2017, 45(5):811-817.
摘要:
為進一步提升自動氣象站計量檢定工作的自動化水平，簡化氣壓傳感器示值超差調整工作，通過對PTB220氣壓傳感器工作原理的分析與研究，利用省級氣象計量檢定業務系統（3MS）的部分硬件，采用串口通信自動應答技術，在原有3MS系統自動化檢定的基礎上實現了PTB220氣壓傳感器數字量及模擬量示值超差的自動調整。文中詳細闡述了數字量及模擬量調整的原理及操作流程，給出了串口通信參數配置及自動調整軟件部分代碼示例，并通過實際業務驗證了系統設計思路的可行性。
為進一步提升自動氣象站計量檢定工作的自動化水平，簡化氣壓傳感器示值超差調整工作，通過對PTB220氣壓傳感器工作原理的分析與研究，利用省級氣象計量檢定業務系統（3MS）的部分硬件，采用串口通信自動應答技術，在原有3MS系統自動化檢定的基礎上實現了PTB220氣壓傳感器數字量及模擬量示值超差的自動調整。文中詳細闡述了數字量及模擬量調整的原理及操作流程，給出了串口通信參數配置及自動調整軟件部分代碼示例，并通過實際業務驗證了系統設計思路的可行性。
2017, 45(5):818-824.
摘要:
為順應農業氣象現代化的發展需求，以及觀測方式由人工觀測向自動觀測的轉變，設計了一種基于AM335X的農業氣象自動觀測系統。系統依托Ubuntu嵌入式開發平臺，從硬件和軟件兩方面設計考慮。硬件部分選取CortexA8核心工業控制MCU，應用于對農業觀測要素的圖像信息處理，利用模塊化結構，提升硬件設計的層次化標準。軟件部分采用Thread多線程通信機制，搭建C++函數動態鏈接庫，將基于SSH安全協議的ftp上傳軟件WinSCP，作為測試系統與PC機的交互工具?；赟ecureCRT軟件仿真環境，對照系統各狀態輸出格式要求，對觀測系統的要素狀態文件信息與圖像文件信息進行了模擬狀態調試輸出與上傳ftp服務器功能測試。結果表明：系統能自動實現對農作物觀測要素狀態數據與實時生長圖像的觀測采集與信息上傳，對以后農業氣象觀測自動化的推廣應用提供了一定的技術參考。
為順應農業氣象現代化的發展需求，以及觀測方式由人工觀測向自動觀測的轉變，設計了一種基于AM335X的農業氣象自動觀測系統。系統依托Ubuntu嵌入式開發平臺，從硬件和軟件兩方面設計考慮。硬件部分選取CortexA8核心工業控制MCU，應用于對農業觀測要素的圖像信息處理，利用模塊化結構，提升硬件設計的層次化標準。軟件部分采用Thread多線程通信機制，搭建C++函數動態鏈接庫，將基于SSH安全協議的ftp上傳軟件WinSCP，作為測試系統與PC機的交互工具?；赟ecureCRT軟件仿真環境，對照系統各狀態輸出格式要求，對觀測系統的要素狀態文件信息與圖像文件信息進行了模擬狀態調試輸出與上傳ftp服務器功能測試。結果表明：系統能自動實現對農作物觀測要素狀態數據與實時生長圖像的觀測采集與信息上傳，對以后農業氣象觀測自動化的推廣應用提供了一定的技術參考。
2017, 45(5):825-828.
摘要:
針對目前電場檢測儀體積大，成本高，操作復雜等問題，研制了一套微型化大氣電場檢測儀系統。該系統以電容作為傳感器感知單元，兩相四線步進電機作為傳感器感知單元轉動的載體，使用含內置A/D轉換的STC12LE2052AD單片機進行數據采集，簡化了電路的設計。無線藍牙模塊與數據采集系統相結合實現了實時顯示的功能，最后將接收到的數據通過上位機顯示出來。硬件部分設計了信號的放大濾波電路、A/D轉換電路及數據采集與處理電路。利用MATLAB仿真，C語言編程，調試結果表明各項功能符合設計要求，并獲得了誤差小于4%的高精度測量結果。
針對目前電場檢測儀體積大，成本高，操作復雜等問題，研制了一套微型化大氣電場檢測儀系統。該系統以電容作為傳感器感知單元，兩相四線步進電機作為傳感器感知單元轉動的載體，使用含內置A/D轉換的STC12LE2052AD單片機進行數據采集，簡化了電路的設計。無線藍牙模塊與數據采集系統相結合實現了實時顯示的功能，最后將接收到的數據通過上位機顯示出來。硬件部分設計了信號的放大濾波電路、A/D轉換電路及數據采集與處理電路。利用MATLAB仿真，C語言編程，調試結果表明各項功能符合設計要求，并獲得了誤差小于4%的高精度測量結果。
2017, 45(5):829-835.
摘要:
目標觀測是有效提升觀測效能和觀測質量的一種觀測策略，其核心部分是敏感區的識別。本文在Lorenz96〖JP〗模式上比較了奇異向量法(SVs)、集合變換卡爾曼濾波法（ETKF）和條件非線性最優擾動法（CNOP）識別敏感區的優劣，并嘗試揭示ETKF方法性能不穩定的原因與機制。試驗結果表明：在312 h內的不同預報時刻，CNOP方法識別的敏感區范圍較小且對預報效果的提升率最高；SVs方法識別的敏感區對72 h內的預報有較好的改進，但72 h后改進程度急劇下降，到120 h后基本失效；ETKF方法識別的敏感區在72 h內不如其他方法的效果好。此外，在ETKF方法識別的敏感區與隨機選取的敏感區對比中發現，由于ETKF方法操作時采用順序觀測資料處理方案搜尋敏感區，本質上忽略了觀測資料間的相關性，導致ETKF方法識別出的敏感區并不一定是全局信號方差最大的區域，對預報效果的改善有限，這也說明了如何優化敏感區搜尋方案是提高ETKF方法效能的關鍵。
目標觀測是有效提升觀測效能和觀測質量的一種觀測策略，其核心部分是敏感區的識別。本文在Lorenz96〖JP〗模式上比較了奇異向量法(SVs)、集合變換卡爾曼濾波法（ETKF）和條件非線性最優擾動法（CNOP）識別敏感區的優劣，并嘗試揭示ETKF方法性能不穩定的原因與機制。試驗結果表明：在312 h內的不同預報時刻，CNOP方法識別的敏感區范圍較小且對預報效果的提升率最高；SVs方法識別的敏感區對72 h內的預報有較好的改進，但72 h后改進程度急劇下降，到120 h后基本失效；ETKF方法識別的敏感區在72 h內不如其他方法的效果好。此外，在ETKF方法識別的敏感區與隨機選取的敏感區對比中發現，由于ETKF方法操作時采用順序觀測資料處理方案搜尋敏感區，本質上忽略了觀測資料間的相關性，導致ETKF方法識別出的敏感區并不一定是全局信號方差最大的區域，對預報效果的改善有限，這也說明了如何優化敏感區搜尋方案是提高ETKF方法效能的關鍵。
2017, 45(5):836-842.
摘要:
為滿足長江上游流域梯級水利樞紐的運行生產對精細化氣象服務的需求，設計研發了長江上游流域數值預報產品誤差分析與訂正系統。該系統實現了長江上游流域內T639、歐洲、日本等數值模式預報產品及實況的實時收集處理和誤差統計對比分析，提供了降水和數值預報天氣形勢場的自動客觀訂正產品，同時通過圖形化界面的預報產品主觀訂正平臺，實現了長江上游降水預報產品的制作輸出以及各類誤差分析數據的統計查詢、對比顯示，為綜合有效的利用多種預報產品開展流域高質量、精細化的預報業務提供了支撐。該系統已在三峽梯調通信中心投入業務運行，運行情況表明該系統運行穩定、操作方便，具有較好的訂正效果，在流域強降水天氣過程的預報服務中發揮了重要作用。
為滿足長江上游流域梯級水利樞紐的運行生產對精細化氣象服務的需求，設計研發了長江上游流域數值預報產品誤差分析與訂正系統。該系統實現了長江上游流域內T639、歐洲、日本等數值模式預報產品及實況的實時收集處理和誤差統計對比分析，提供了降水和數值預報天氣形勢場的自動客觀訂正產品，同時通過圖形化界面的預報產品主觀訂正平臺，實現了長江上游降水預報產品的制作輸出以及各類誤差分析數據的統計查詢、對比顯示，為綜合有效的利用多種預報產品開展流域高質量、精細化的預報業務提供了支撐。該系統已在三峽梯調通信中心投入業務運行，運行情況表明該系統運行穩定、操作方便，具有較好的訂正效果，在流域強降水天氣過程的預報服務中發揮了重要作用。
2017, 45(5):843-850.
摘要:
根據1971—2013年山東省14個氣象站點的逐日最高和最低氣溫資料，計算了6個極端氣溫指數，采用線性傾向率、MK突變檢驗、EEMD、反距離加權插值和相關分析等方法對山東省極端氣溫事件的時空變化特征及其與西太平洋副高環流變化的關系進行了分析。結果表明：①冷暖指數變化趨勢的方向和大小均表現出明顯的不對稱性，暖（冷）指數表現為上升（下降）趨勢顯著。冷暖指數表現出準2年和準5~7年的年際尺度波動，準10~15年和準20~28年的年代際尺度波動。②暖（冷）指數均表現為全區一致的增加（減少）趨勢；除高溫日數外，傾向率的空間分布總體上表現出東部和中部地區變化趨勢較大，西部地區變化趨勢較小。③極端氣溫事件的突變與氣溫突變具有較好的同步性，均在20世紀80年代末90年代初，表明極端氣溫指數的變化與區域性增暖有密切聯系。④極端氣溫事件（除高溫日數）的變化深受西太平洋副高變化的影響，西伸脊點、強度和面積指數變化的影響尤其顯著。
根據1971—2013年山東省14個氣象站點的逐日最高和最低氣溫資料，計算了6個極端氣溫指數，采用線性傾向率、MK突變檢驗、EEMD、反距離加權插值和相關分析等方法對山東省極端氣溫事件的時空變化特征及其與西太平洋副高環流變化的關系進行了分析。結果表明：①冷暖指數變化趨勢的方向和大小均表現出明顯的不對稱性，暖（冷）指數表現為上升（下降）趨勢顯著。冷暖指數表現出準2年和準5~7年的年際尺度波動，準10~15年和準20~28年的年代際尺度波動。②暖（冷）指數均表現為全區一致的增加（減少）趨勢；除高溫日數外，傾向率的空間分布總體上表現出東部和中部地區變化趨勢較大，西部地區變化趨勢較小。③極端氣溫事件的突變與氣溫突變具有較好的同步性，均在20世紀80年代末90年代初，表明極端氣溫指數的變化與區域性增暖有密切聯系。④極端氣溫事件（除高溫日數）的變化深受西太平洋副高變化的影響，西伸脊點、強度和面積指數變化的影響尤其顯著。
2017, 45(5):851-857.
摘要:
采用四季分明區劃分標準對湖南76個氣象臺站1961—2014年逐日氣溫統計，得到四季開始時間及長度，運用氣候傾向率分析其變化規律，結論如下：湖南四季出現時間有緯向變化特征，入春表現最明顯，入夏時間同時受海拔高度影響，影響入冬因素多，表現復雜。四季平均日數分別為77天（春）、138天（夏）、66天（秋）、85天（冬）。歷年夏日變化傾向率為277 d/10a，一致性增多，南北各有兩個高值中心。入冬傾向率為-293 d/10a，一致性減少，低海拔區域減少更明顯。1960—2010年代，夏日年代際波動最大，1970年代后，夏日數連續增多。冬日數自1990年代大幅減少以來，減少趨勢仍在持續。
采用四季分明區劃分標準對湖南76個氣象臺站1961—2014年逐日氣溫統計，得到四季開始時間及長度，運用氣候傾向率分析其變化規律，結論如下：湖南四季出現時間有緯向變化特征，入春表現最明顯，入夏時間同時受海拔高度影響，影響入冬因素多，表現復雜。四季平均日數分別為77天（春）、138天（夏）、66天（秋）、85天（冬）。歷年夏日變化傾向率為277 d/10a，一致性增多，南北各有兩個高值中心。入冬傾向率為-293 d/10a，一致性減少，低海拔區域減少更明顯。1960—2010年代，夏日年代際波動最大，1970年代后，夏日數連續增多。冬日數自1990年代大幅減少以來，減少趨勢仍在持續。
2017, 45(5):858-863.
摘要:
利用2011—2015年安徽省高速公路自動氣象觀測站觀測的能見度資料，分析了安徽省低能見度年、日變化及其與降水的關系，結果表明：受降雨影響，大別山區和皖南山區部分站點低能見度出現頻率最高時段在汛期（5—9月），其他地區主要出現在10月和11月。低能見度出現時間存在明顯日變化，夜間出現頻率高于白天，19：00以后開始逐漸增多，日出前后達到最大，之后迅速減少。7—8月的13：00—17：00出現與降水相關的低能見度頻率較高。不同季節里，各站低能見度出現最多的時間和頻率存在一定差異，春季和秋季最低能見度主要出現在日出前后，冬季主要出現在夜間到日出之前，夏季江淮之間北部和淮北地區主要出現在日出前后，江淮之間南部到江南在一天各時間段內出現頻率較為均勻。
利用2011—2015年安徽省高速公路自動氣象觀測站觀測的能見度資料，分析了安徽省低能見度年、日變化及其與降水的關系，結果表明：受降雨影響，大別山區和皖南山區部分站點低能見度出現頻率最高時段在汛期（5—9月），其他地區主要出現在10月和11月。低能見度出現時間存在明顯日變化，夜間出現頻率高于白天，19：00以后開始逐漸增多，日出前后達到最大，之后迅速減少。7—8月的13：00—17：00出現與降水相關的低能見度頻率較高。不同季節里，各站低能見度出現最多的時間和頻率存在一定差異，春季和秋季最低能見度主要出現在日出前后，冬季主要出現在夜間到日出之前，夏季江淮之間北部和淮北地區主要出現在日出前后，江淮之間南部到江南在一天各時間段內出現頻率較為均勻。
2017, 45(5):864-869.
摘要:
以福建省為例，著眼氣候上少雨的秋冬過渡期近年多雨澇事件的現象，分析了近55年降水強度演變特征，采用合成分析探討了東亞季風主要環流系統及區域水汽、對流條件與福建秋冬之交降水強弱的聯系機制。結果顯示：①福建秋冬之交暴雨過程頻數和整體降水強度都趨于增加，降水強度在2010年前后出現突變；②降水強（弱）年副高偏西（東）偏強(弱)，東亞高緯環流較平直(經向度較大)，東亞冬季風偏弱（強）,冷空氣主體偏北（南），有利（不利）于冷暖氣流在福建的交匯;③降水強（弱）年福建上空西南（東北）水汽輸送明顯加強，垂直上升運動加強（減弱），水汽和對流條件均有利（不利）于強降水的發生。
以福建省為例，著眼氣候上少雨的秋冬過渡期近年多雨澇事件的現象，分析了近55年降水強度演變特征，采用合成分析探討了東亞季風主要環流系統及區域水汽、對流條件與福建秋冬之交降水強弱的聯系機制。結果顯示：①福建秋冬之交暴雨過程頻數和整體降水強度都趨于增加，降水強度在2010年前后出現突變；②降水強（弱）年副高偏西（東）偏強(弱)，東亞高緯環流較平直(經向度較大)，東亞冬季風偏弱（強）,冷空氣主體偏北（南），有利（不利）于冷暖氣流在福建的交匯;③降水強（弱）年福建上空西南（東北）水汽輸送明顯加強，垂直上升運動加強（減弱），水汽和對流條件均有利（不利）于強降水的發生。
2017, 45(5):870-875.
摘要:
利用L波段風廓線雷達資料，對北京2014年10月7-10日持續性霧霾天氣過程的機理進行了研究，結果表明：低空偏南氣流對霧霾的維持和發展有明顯影響，當偏南風速大于8 m/s時對大氣擴散能力有一定改善作用，會抑制PM25濃度的持續增加；中低空弱冷空氣擾動的下傳高度決定了對污染物濃度的影響，當擾動不能到達近地層時，對污染物濃度影響較為微弱；霧霾維持階段，近地層信噪比強度一般為10~35 dB，可反映霧霾層的厚度；折射率結構常數可用于判斷大氣邊界層高度變化情況，在熱力湍流和污染物粒子散射作用下，白天邊界層折射率結構常數可比夜間增大約3個量級。
利用L波段風廓線雷達資料，對北京2014年10月7-10日持續性霧霾天氣過程的機理進行了研究，結果表明：低空偏南氣流對霧霾的維持和發展有明顯影響，當偏南風速大于8 m/s時對大氣擴散能力有一定改善作用，會抑制PM25濃度的持續增加；中低空弱冷空氣擾動的下傳高度決定了對污染物濃度的影響，當擾動不能到達近地層時，對污染物濃度影響較為微弱；霧霾維持階段，近地層信噪比強度一般為10~35 dB，可反映霧霾層的厚度；折射率結構常數可用于判斷大氣邊界層高度變化情況，在熱力湍流和污染物粒子散射作用下，白天邊界層折射率結構常數可比夜間增大約3個量級。
2017, 45(5):876-881.
摘要:
利用湖北省閃電定位系統（Lightning Location System，LLS）資料，用網格地閃密度數據表征地閃的空間分布，測站距離因子表征探測站布局，對2015年地閃空間分布特征進行分析，結果表明，其密度與因子之間存在負相關，其中雷電流幅值5～30 kA的密度分量與因子之間存在顯著性相關，大于30 kA的密度分量與因子相關不顯著。同時發現探測站布局對地閃空間分布的疏密程度有一定的影響，因此有必要對密度進行修訂，以消除測站布局的影響。運用線性回歸方法及其殘差理論，建立了網格地閃密度的修訂模型和相對探測效率的統計模型。驗證了密度分段修訂和不分段修訂結果的一致性。通過對理論探測效率和相對探測效率的對比分析，論證了地閃密度修訂方法和相對探測效率統計方法的可行性。
利用湖北省閃電定位系統（Lightning Location System，LLS）資料，用網格地閃密度數據表征地閃的空間分布，測站距離因子表征探測站布局，對2015年地閃空間分布特征進行分析，結果表明，其密度與因子之間存在負相關，其中雷電流幅值5～30 kA的密度分量與因子之間存在顯著性相關，大于30 kA的密度分量與因子相關不顯著。同時發現探測站布局對地閃空間分布的疏密程度有一定的影響，因此有必要對密度進行修訂，以消除測站布局的影響。運用線性回歸方法及其殘差理論，建立了網格地閃密度的修訂模型和相對探測效率的統計模型。驗證了密度分段修訂和不分段修訂結果的一致性。通過對理論探測效率和相對探測效率的對比分析，論證了地閃密度修訂方法和相對探測效率統計方法的可行性。
2017, 45(5):882-888.
摘要:
近年來，隨著生態旅游的日益興起，作為生態保健旅游資源的空氣負離子越來越受到人們的關注。本文重點分析了近十年來山岳型景區空氣負離子濃度分布特征及其與氣象要素相關性研究進展。研究表明：山岳型景區空氣負離子濃度具有明顯的日變化和季變化，空間變化也有一定規律?？諝庳撾x子濃度變化與風速、空氣溫度、相對濕度、太陽輻射、天氣現象等氣象要素有較大相關性。但由于監測資料來源不一，觀測資料時間不一，樣本量不一等因素，負離子濃度變化特征及其與氣象要素相關性的研究結論并不完全一致。今后，應逐步規范空氣負離子監測儀器，確保監測數據的可靠性，同時應利用多年連續觀測資料開展空氣負離子濃度分布與氣象要素相關性研究，為空氣負氧離子濃度預報的開展提供理論依據。
近年來，隨著生態旅游的日益興起，作為生態保健旅游資源的空氣負離子越來越受到人們的關注。本文重點分析了近十年來山岳型景區空氣負離子濃度分布特征及其與氣象要素相關性研究進展。研究表明：山岳型景區空氣負離子濃度具有明顯的日變化和季變化，空間變化也有一定規律?？諝庳撾x子濃度變化與風速、空氣溫度、相對濕度、太陽輻射、天氣現象等氣象要素有較大相關性。但由于監測資料來源不一，觀測資料時間不一，樣本量不一等因素，負離子濃度變化特征及其與氣象要素相關性的研究結論并不完全一致。今后，應逐步規范空氣負離子監測儀器，確保監測數據的可靠性，同時應利用多年連續觀測資料開展空氣負離子濃度分布與氣象要素相關性研究，為空氣負氧離子濃度預報的開展提供理論依據。
2017, 45(5):889-895.
摘要:
采用氣候傾向率和線性趨勢法分析了四川省農業氣候資源特征以及主要農作物典型生育期變化趨勢。結果表明，1961—2014年全省大部地區≥10 ℃初日呈現提前趨勢、終日呈推遲趨勢，≥10 ℃積溫呈升高趨勢。在此背景下，玉米和水稻出苗期呈提前趨勢，速率分別為66 d/10a和35 d/10a；玉米成熟期無明顯變化趨勢，水稻成熟期呈現明顯推遲趨勢，變化速率為24 d/10a；玉米和水稻生育期天數均呈現了不同程度的延長。冬小麥出苗期無明顯變化，而成熟期呈現提前趨勢，速率達27 d/10a，生育期天數呈現顯著縮短趨勢，速率達49 d/10a?？傮w而言，積溫的增加、溫度生長期天數的延長為生育期長的作物品種種植提供了必要條件，通過品種的選擇和播期調整，可以充分發揮資源優勢，趨利避害，從而提高農作物產量。
采用氣候傾向率和線性趨勢法分析了四川省農業氣候資源特征以及主要農作物典型生育期變化趨勢。結果表明，1961—2014年全省大部地區≥10 ℃初日呈現提前趨勢、終日呈推遲趨勢，≥10 ℃積溫呈升高趨勢。在此背景下，玉米和水稻出苗期呈提前趨勢，速率分別為66 d/10a和35 d/10a；玉米成熟期無明顯變化趨勢，水稻成熟期呈現明顯推遲趨勢，變化速率為24 d/10a；玉米和水稻生育期天數均呈現了不同程度的延長。冬小麥出苗期無明顯變化，而成熟期呈現提前趨勢，速率達27 d/10a，生育期天數呈現顯著縮短趨勢，速率達49 d/10a?？傮w而言，積溫的增加、溫度生長期天數的延長為生育期長的作物品種種植提供了必要條件，通過品種的選擇和播期調整，可以充分發揮資源優勢，趨利避害，從而提高農作物產量。
2017, 45(5):896-901.
摘要:
準確獲取人工消雨所需催化劑量極其困難，本文試著從另一種角度估算人工消雨催化劑量，即利用天氣雷達探測的低于-5 ℃以下的回波，將其等價為等量的液態水，并將液態水分解為若干個小直徑雨滴(如直徑為 100 μm雨滴)視為起到消雨作用，進而計算出消雨所需AgI催化劑量最大和最小值。利用該方法，將北京南郊CINRAD/SA多普勒天氣雷達以半徑230 km探測范圍內劃分為不同網格大小的若干個網格，并給出每個網格消雨所需催化劑量的最大和最小值，供消雨作業指揮參考。
準確獲取人工消雨所需催化劑量極其困難，本文試著從另一種角度估算人工消雨催化劑量，即利用天氣雷達探測的低于-5 ℃以下的回波，將其等價為等量的液態水，并將液態水分解為若干個小直徑雨滴(如直徑為 100 μm雨滴)視為起到消雨作用，進而計算出消雨所需AgI催化劑量最大和最小值。利用該方法，將北京南郊CINRAD/SA多普勒天氣雷達以半徑230 km探測范圍內劃分為不同網格大小的若干個網格，并給出每個網格消雨所需催化劑量的最大和最小值，供消雨作業指揮參考。
2017, 45(5):902-906.
摘要:
針對水泥混凝土海堤的特定地理條件下，如何對安裝在海堤上的地波雷達系統設備做好必需的防雷措施，目前沒有太多的經驗可以借鑒。本文運用系統設備防雷技術的基本原理，參考相關防雷技術規范，通過理論研究和結合地波雷達特點，反復試驗和實踐，因地制宜，設計并實施地波雷達防雷工程。經歷了兩年多時間的連續運行，盡管雷達區域發生過許多閃電，但是沒有發生雷達被雷擊損壞的事件。
針對水泥混凝土海堤的特定地理條件下，如何對安裝在海堤上的地波雷達系統設備做好必需的防雷措施，目前沒有太多的經驗可以借鑒。本文運用系統設備防雷技術的基本原理，參考相關防雷技術規范，通過理論研究和結合地波雷達特點，反復試驗和實踐，因地制宜，設計并實施地波雷達防雷工程。經歷了兩年多時間的連續運行，盡管雷達區域發生過許多閃電，但是沒有發生雷達被雷擊損壞的事件。
2017, 45(5):907-911.
摘要:
光伏發電系統是一種清潔、安全、便利、高效的新興發電產業。近年來，以“漁光互補”為代表的水上光伏發電系統發展顯著，很大程度上解決了建設傳統光伏電站土地資源稀缺等難題，有效提高了土地綜合利用效益。為了防止和減少雷電對水上光伏發電系統造成的設備損害和人身傷害，確保光伏發電系統安全可靠運行，通過分析所在地的雷電環境特征及雷電危害途徑，結合水上光伏發電系統的布置形式和結構特征，提出綜合性雷電防護方案，采取由接閃器、引下線和接地裝置組成的外部防雷裝置來預防直擊雷危害；綜合應用等電位連接和共用接地系統、屏蔽及合理布線、安裝電涌保護器來有效減少雷電過電壓，以及雷擊電磁脈沖對光伏發電系統造成的電氣和電子系統損壞。
光伏發電系統是一種清潔、安全、便利、高效的新興發電產業。近年來，以“漁光互補”為代表的水上光伏發電系統發展顯著，很大程度上解決了建設傳統光伏電站土地資源稀缺等難題，有效提高了土地綜合利用效益。為了防止和減少雷電對水上光伏發電系統造成的設備損害和人身傷害，確保光伏發電系統安全可靠運行，通過分析所在地的雷電環境特征及雷電危害途徑，結合水上光伏發電系統的布置形式和結構特征，提出綜合性雷電防護方案，采取由接閃器、引下線和接地裝置組成的外部防雷裝置來預防直擊雷危害；綜合應用等電位連接和共用接地系統、屏蔽及合理布線、安裝電涌保護器來有效減少雷電過電壓，以及雷擊電磁脈沖對光伏發電系統造成的電氣和電子系統損壞。
2017, 45(5):912-916.
摘要:
通過試驗的方法，采用脈沖電流發生器，對不同標稱放電電流的Ⅱ級試驗SPD，施加波形為10/350 μs的電流波，考察Ⅱ級試驗SPD所能通過的沖擊電流與其標稱電流的關系，從而對用Ⅱ級試驗SPD泄放雷電沖擊電流的可行性進行分析。試驗結果表明：試驗中的四個不同品牌型號的Ⅱ級試驗SPD分別能通過其標稱流0075、0075、01、0125倍的沖擊電流值，平均理論偏差為-625%，與相關理論研究相符；用Ⅱ級試驗SPD泄放雷電沖擊電流是可行的，但對于所能通過的沖擊電流與標稱放電電流的比值，不同品牌和型號之間有較大差異。由于受市場上實際產品的限制，在實際應用中，用Ⅱ級試驗SPD代替Ⅰ級試驗SPD作為第一級SPD可行性低。
通過試驗的方法，采用脈沖電流發生器，對不同標稱放電電流的Ⅱ級試驗SPD，施加波形為10/350 μs的電流波，考察Ⅱ級試驗SPD所能通過的沖擊電流與其標稱電流的關系，從而對用Ⅱ級試驗SPD泄放雷電沖擊電流的可行性進行分析。試驗結果表明：試驗中的四個不同品牌型號的Ⅱ級試驗SPD分別能通過其標稱流0075、0075、01、0125倍的沖擊電流值，平均理論偏差為-625%，與相關理論研究相符；用Ⅱ級試驗SPD泄放雷電沖擊電流是可行的，但對于所能通過的沖擊電流與標稱放電電流的比值，不同品牌和型號之間有較大差異。由于受市場上實際產品的限制，在實際應用中，用Ⅱ級試驗SPD代替Ⅰ級試驗SPD作為第一級SPD可行性低。
2017, 45(5):917-924.
摘要:
利用2008—2010年春季(3—5月)黃渤海沿海地區34個站點的地面觀測風場資料，對CFSR（Climate Forecast System Reanalysis）10 m風場再分析數據進行對比分析和檢驗評估。結果表明：CFSR對逐時風速的平均誤差以及平均絕對誤差大都在1~2 m/s之間，對6級以上大風的平均誤差大都在-1~-3 m/s，而A平臺、成山頭、西連島站為-3~-4 m/s。CFSR對逐日風速的平均誤差基本在-2~2 m/s之間，成山頭站最大為-3 m/s，對6級以上大風的平均誤差基本在-4 m/s以內，但西連島站為-47 m/s。CFSR對更接近海上的站點以及6級以上大風的評估更加偏小，此外逐日誤差比逐時偏大1 m/s左右。由北方氣旋造成的7級以上大風站點最多，平均誤差大都為-4~-5 m/s。成山頭站在南方氣旋和低槽冷鋒天氣類型下的平均誤差都在-5 m/s以上。CFSR對各種天氣系統產生的西北以及偏北大風的次數及其風向的評估均較好，對北方氣旋和東高西低產生的偏南大風評估也比較準確，但對南方氣旋產生的東北以及偏東大風評估略差。
利用2008—2010年春季(3—5月)黃渤海沿海地區34個站點的地面觀測風場資料，對CFSR（Climate Forecast System Reanalysis）10 m風場再分析數據進行對比分析和檢驗評估。結果表明：CFSR對逐時風速的平均誤差以及平均絕對誤差大都在1~2 m/s之間，對6級以上大風的平均誤差大都在-1~-3 m/s，而A平臺、成山頭、西連島站為-3~-4 m/s。CFSR對逐日風速的平均誤差基本在-2~2 m/s之間，成山頭站最大為-3 m/s，對6級以上大風的平均誤差基本在-4 m/s以內，但西連島站為-47 m/s。CFSR對更接近海上的站點以及6級以上大風的評估更加偏小，此外逐日誤差比逐時偏大1 m/s左右。由北方氣旋造成的7級以上大風站點最多，平均誤差大都為-4~-5 m/s。成山頭站在南方氣旋和低槽冷鋒天氣類型下的平均誤差都在-5 m/s以上。CFSR對各種天氣系統產生的西北以及偏北大風的次數及其風向的評估均較好，對北方氣旋和東高西低產生的偏南大風評估也比較準確，但對南方氣旋產生的東北以及偏東大風評估略差。
2017, 45(5):925-929.
摘要:
通過對2010年1月至2015年12月濟寧市第一人民醫院65083例上呼吸道感染病例和同期氣象資料進行分析，研究上呼吸道感染與氣象因素的關系。按實際上呼吸道感染發病數量將全年分為6個時段，每一時段內與上呼吸道感染發病人數相關性高的氣象因素不同。應用逐步回歸分析法基于6個時段分別建立了對上呼吸道感染發病的等級預報方程，確定了預報等級劃分標準。應用預報方程進行等級回代驗證，預報結果顯示其對上呼吸道感染發病人數具有較強的預報能力。
通過對2010年1月至2015年12月濟寧市第一人民醫院65083例上呼吸道感染病例和同期氣象資料進行分析，研究上呼吸道感染與氣象因素的關系。按實際上呼吸道感染發病數量將全年分為6個時段，每一時段內與上呼吸道感染發病人數相關性高的氣象因素不同。應用逐步回歸分析法基于6個時段分別建立了對上呼吸道感染發病的等級預報方程，確定了預報等級劃分標準。應用預報方程進行等級回代驗證，預報結果顯示其對上呼吸道感染發病人數具有較強的預報能力。
2017, 45(5):930-937.
摘要:
通過分析目前我國新一代天氣雷達的維修保障現狀，提出利用雷達故障診斷系統來輔助和代替傳統的雷達故障診斷手段，以達到縮短故障維修時間、規范維修維護方法和提高維修效率的目的。論文以CINRAD/SA型號的天氣雷達為對象，通過對CINRAD/SA天氣雷達系統結構的深入研究，結合雷達現有的故障定位功能，確定了故障信息的采集方式；收集和分析了2002—2014年期間近70部CINRAD/SA雷達相對完整的故障維修案例，基于故障樹分析法（FTA）建立了雷達故障樹，并以發射機子系統為例，進行了故障樹的定性分析和定量分析，得到初始數據。在分析和研究的基礎上，開發了“CINRAD/SA天氣雷達故障診斷系統”，為雷達故障診斷提供指導思路。
通過分析目前我國新一代天氣雷達的維修保障現狀，提出利用雷達故障診斷系統來輔助和代替傳統的雷達故障診斷手段，以達到縮短故障維修時間、規范維修維護方法和提高維修效率的目的。論文以CINRAD/SA型號的天氣雷達為對象，通過對CINRAD/SA天氣雷達系統結構的深入研究，結合雷達現有的故障定位功能，確定了故障信息的采集方式；收集和分析了2002—2014年期間近70部CINRAD/SA雷達相對完整的故障維修案例，基于故障樹分析法（FTA）建立了雷達故障樹，并以發射機子系統為例，進行了故障樹的定性分析和定量分析，得到初始數據。在分析和研究的基礎上，開發了“CINRAD/SA天氣雷達故障診斷系統”，為雷達故障診斷提供指導思路。
2017, 45(5):938-743.
摘要:
便攜式雷達現場測試和診斷移動平臺是集雷達系統設備性能參數測試、故障診斷、維修保障等功能于一體的新型技術保障平臺。該平臺通過儀器儀表的集成、綜合檢測的流程化、應用軟件和配套工裝的開發，可解決雷達站缺乏系統的測試維修與診斷手段、故障診斷與維修主要依靠廠家、遠程測試與診斷指導的技術手段和能力薄弱、臺站配備的儀器儀表單一等主要業務問題。該平臺對雷達站現場開展雷達系統設備的故障檢測、測試分析、維修指導等工作具有重要的現實意義，能給雷達現場測試維修、故障診斷及快速恢復系統正常運行提供便利和幫助。
便攜式雷達現場測試和診斷移動平臺是集雷達系統設備性能參數測試、故障診斷、維修保障等功能于一體的新型技術保障平臺。該平臺通過儀器儀表的集成、綜合檢測的流程化、應用軟件和配套工裝的開發，可解決雷達站缺乏系統的測試維修與診斷手段、故障診斷與維修主要依靠廠家、遠程測試與診斷指導的技術手段和能力薄弱、臺站配備的儀器儀表單一等主要業務問題。該平臺對雷達站現場開展雷達系統設備的故障檢測、測試分析、維修指導等工作具有重要的現實意義，能給雷達現場測試維修、故障診斷及快速恢復系統正常運行提供便利和幫助。
2017, 45(5):949-954.
摘要:
基于OpenStack架構建立省級云資源管理平臺，通過整合省級各類硬件資源，將計算、存儲、網絡等硬件資源納入統一資源池管理，在此基礎上將省級原有的多套虛擬化系統軟硬件資源納入平臺統一管理。平臺投入使用后資源有效利用率大幅提升，實現硬件資源動態、彈性、可回收利用，能夠更好地為各業務部門提供硬件資源服務。通過接管省級VMware、OS等虛擬化系統，平臺可以根據業務需求快速部署交付業務系統，大幅提高對氣象業務的服務和支撐能力，提高了系統運維的水平和效率。該平臺的建成和應用對省級云計算發展和應用具有示范、服務、探索等多重作用，特別是對帶動省級信息化建設進入新階段，探尋省級新的信息化建設模式具有現實意義。
基于OpenStack架構建立省級云資源管理平臺，通過整合省級各類硬件資源，將計算、存儲、網絡等硬件資源納入統一資源池管理，在此基礎上將省級原有的多套虛擬化系統軟硬件資源納入平臺統一管理。平臺投入使用后資源有效利用率大幅提升，實現硬件資源動態、彈性、可回收利用，能夠更好地為各業務部門提供硬件資源服務。通過接管省級VMware、OS等虛擬化系統，平臺可以根據業務需求快速部署交付業務系統，大幅提高對氣象業務的服務和支撐能力，提高了系統運維的水平和效率。該平臺的建成和應用對省級云計算發展和應用具有示范、服務、探索等多重作用，特別是對帶動省級信息化建設進入新階段，探尋省級新的信息化建設模式具有現實意義。
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技術支持：北京勤云科技發展有限公司
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