2019年第47卷第3期文章目次
2019, 47(3):373-379.
摘要:
雙線偏振天氣雷達雙通道的一致性，是新一代天氣雷達雙線偏振升級的技術關鍵。本文分別采用機外儀表和機內測試信號，測試分析了廣州CINRAD/SAD雙線偏振雷達接收機雙通道的一致性。結果表明：①接收機雙通道的動態范圍、噪聲系數、強度定標等滿足設計指標，但測試結果也存在一定的差異，導致偏振參量差分反射率因子ZDR和差分相移〖WTBX〗Φ〖WTBZ〗DP產生誤差，需要對這種差異進行定期檢查和修正，以確保雙通道一致性；②旋轉關節對整個接收鏈路的信號幅度和相位一致性有影響，這種影響隨著方位的變化呈現出一定的周期變化規律，因此隨著雙線偏振雷達的長期運行，方位旋轉關節的影響不可忽略。
雙線偏振天氣雷達雙通道的一致性，是新一代天氣雷達雙線偏振升級的技術關鍵。本文分別采用機外儀表和機內測試信號，測試分析了廣州CINRAD/SAD雙線偏振雷達接收機雙通道的一致性。結果表明：①接收機雙通道的動態范圍、噪聲系數、強度定標等滿足設計指標，但測試結果也存在一定的差異，導致偏振參量差分反射率因子ZDR和差分相移〖WTBX〗Φ〖WTBZ〗DP產生誤差，需要對這種差異進行定期檢查和修正，以確保雙通道一致性；②旋轉關節對整個接收鏈路的信號幅度和相位一致性有影響，這種影響隨著方位的變化呈現出一定的周期變化規律，因此隨著雙線偏振雷達的長期運行，方位旋轉關節的影響不可忽略。
2019, 47(3):380-385.
摘要:
在過去的幾十年中，我國氣象事業的不斷發展，中國風云氣象衛星完成了從試驗應用型向業務服務性的不斷轉型，因此對于衛星信號接收天線的可靠性和指向精度要求越來越高。目前用于接收風云系列極軌氣象衛星下行信號的天線主要有12 m和4.2 m天線，其具有動態特性高、波束寬度窄等特點，因此需要在天線安裝和運行期間對天線的軸系誤差進行精確的標定和校準。本文在傳統標校方法的基礎上，提出了利用太陽進行的誤差標校技術，進一步降低了標校環節的復雜程度，提高了標校精度。
在過去的幾十年中，我國氣象事業的不斷發展，中國風云氣象衛星完成了從試驗應用型向業務服務性的不斷轉型，因此對于衛星信號接收天線的可靠性和指向精度要求越來越高。目前用于接收風云系列極軌氣象衛星下行信號的天線主要有12 m和4.2 m天線，其具有動態特性高、波束寬度窄等特點，因此需要在天線安裝和運行期間對天線的軸系誤差進行精確的標定和校準。本文在傳統標校方法的基礎上，提出了利用太陽進行的誤差標校技術，進一步降低了標校環節的復雜程度，提高了標校精度。
2019, 47(3):386-396.
摘要:
低能見度是對道路通行影響最為嚴重的氣象要素之一。隨著數字攝像技術和圖像識別技術的發展以及氣象和交通部門間信息共享工作的開展，利用高速公路沿線攝像頭視頻數據快速識別能見度成為提高能見度時空監測精度的重要手段。本文提出了一種基于亮度對比度和暗原色先驗原理的白天道路圖像能見度檢測方法。首先根據霍夫變換直線檢測方法提取道路興趣域，然后根據亮度對比度方法檢測人眼可分辨最遠像素點，將其作為目標點，最后基于暗原色先驗原理求取目標點的透射率，并根據能見度與消光系數的關系公式求取圖像能見度值。利用安徽省京臺高速吳玗北段和寧績高速寧國互通段視頻圖像資料和鄰近交通氣象站能見度監測資料，采用絕對誤差和能見度等級誤差對能見度檢測效果進行檢驗。結果表明，本方法對能見度的變化較為敏感，能見度等級的檢測效果較好，準確度可達95%，對開展公路交通視頻圖像能見度識別工作具有較好借鑒應用意義。
低能見度是對道路通行影響最為嚴重的氣象要素之一。隨著數字攝像技術和圖像識別技術的發展以及氣象和交通部門間信息共享工作的開展，利用高速公路沿線攝像頭視頻數據快速識別能見度成為提高能見度時空監測精度的重要手段。本文提出了一種基于亮度對比度和暗原色先驗原理的白天道路圖像能見度檢測方法。首先根據霍夫變換直線檢測方法提取道路興趣域，然后根據亮度對比度方法檢測人眼可分辨最遠像素點，將其作為目標點，最后基于暗原色先驗原理求取目標點的透射率，并根據能見度與消光系數的關系公式求取圖像能見度值。利用安徽省京臺高速吳玗北段和寧績高速寧國互通段視頻圖像資料和鄰近交通氣象站能見度監測資料，采用絕對誤差和能見度等級誤差對能見度檢測效果進行檢驗。結果表明，本方法對能見度的變化較為敏感，能見度等級的檢測效果較好，準確度可達95%，對開展公路交通視頻圖像能見度識別工作具有較好借鑒應用意義。
2019, 47(3):397-401.
摘要:
邊界層風廓線雷達為氣象預報服務提供垂直性、連續性、高時空分辨率的探測數據。針對在全國各雷達站集中式雷達運行過程中限幅器頻繁燒毀導致雷達停止工作的問題，設計了一種L波段2 kW高功率無源限幅器。此款限幅器在電路前端引入雙耦合電纜和功率電阻，增加了散熱能力，一分為二限幅，使通過PIN二極管的功率降低一倍，電路后端多級二極管并聯，逐級平緩限幅；具有承受功率高，限幅電平低，插入損耗小的特點。利用ADS軟件進行仿真，并對限幅器進行了測試，結果表明各項指標滿足設計要求。此款限幅器在邊界層風廓線雷達上的應用，極大地提高了雷達穩定性。
邊界層風廓線雷達為氣象預報服務提供垂直性、連續性、高時空分辨率的探測數據。針對在全國各雷達站集中式雷達運行過程中限幅器頻繁燒毀導致雷達停止工作的問題，設計了一種L波段2 kW高功率無源限幅器。此款限幅器在電路前端引入雙耦合電纜和功率電阻，增加了散熱能力，一分為二限幅，使通過PIN二極管的功率降低一倍，電路后端多級二極管并聯，逐級平緩限幅；具有承受功率高，限幅電平低，插入損耗小的特點。利用ADS軟件進行仿真，并對限幅器進行了測試，結果表明各項指標滿足設計要求。此款限幅器在邊界層風廓線雷達上的應用，極大地提高了雷達穩定性。
2019, 47(3):402-407.
摘要:
設計了一種適合自動氣象站常規傳感器現場檢測的系統，主要介紹了傳感器信號采集電路和基于測試數據分析的傳感器故障判斷方法。在溫度、濕度和氣壓傳感器的測試中引入經實驗室檢定的傳感器作為標準器，與待測傳感器在同環境下同步測試，經統計學分析實現待測傳感器的4種工作狀態自動分類；分析風向傳感器輸出格雷碼的碼位關系，設計9個不同于計量檢定規程的特定測試方位，實現對全部輸出碼位的檢測；在風速和雨量傳感器的現場檢測中模擬實驗室檢定流程，達到準實驗室檢定效果。該成果已應用于廣東省氣象裝備一線保障中，性能穩定，滿足保障業務需求。
設計了一種適合自動氣象站常規傳感器現場檢測的系統，主要介紹了傳感器信號采集電路和基于測試數據分析的傳感器故障判斷方法。在溫度、濕度和氣壓傳感器的測試中引入經實驗室檢定的傳感器作為標準器，與待測傳感器在同環境下同步測試，經統計學分析實現待測傳感器的4種工作狀態自動分類；分析風向傳感器輸出格雷碼的碼位關系，設計9個不同于計量檢定規程的特定測試方位，實現對全部輸出碼位的檢測；在風速和雨量傳感器的現場檢測中模擬實驗室檢定流程，達到準實驗室檢定效果。該成果已應用于廣東省氣象裝備一線保障中，性能穩定，滿足保障業務需求。
2019, 47(3):408-412.
摘要:
能見度是氣象、環境和交通觀測重要要素，目前不同原理和型號的前向散射能見度儀沒有統一的測試環境和定標標準，導致測量結果差別大。為實現前向散射能見度儀統一測試環境，研制了霧環境模擬艙，采用造霧器和凈化器組合實現能見度10 m到50 km模擬。尋找模擬艙內空氣均勻度監控方法，消除由空氣不均勻帶來的誤差。測試不同型號的前向散射能見度儀和相同型號能見度儀，結果顯示不同型號能見度儀測量值差別大于一倍，同一型號的能見度儀測量值相對誤差在±5%內。嘗試不同型號能見度儀修正方法，并且驗證修正方法可行，修正后的不同型號儀器相對誤差在±10%內。
能見度是氣象、環境和交通觀測重要要素，目前不同原理和型號的前向散射能見度儀沒有統一的測試環境和定標標準，導致測量結果差別大。為實現前向散射能見度儀統一測試環境，研制了霧環境模擬艙，采用造霧器和凈化器組合實現能見度10 m到50 km模擬。尋找模擬艙內空氣均勻度監控方法，消除由空氣不均勻帶來的誤差。測試不同型號的前向散射能見度儀和相同型號能見度儀，結果顯示不同型號能見度儀測量值差別大于一倍，同一型號的能見度儀測量值相對誤差在±5%內。嘗試不同型號能見度儀修正方法，并且驗證修正方法可行，修正后的不同型號儀器相對誤差在±10%內。
2019, 47(3):413-419.
摘要:
針對天津市一種常見的CAWS600型區域自動氣象站對其供電及功耗進行了詳細分析，利用對電池放電特性曲線的歸一化處理，得到了針對12V38AH鉛酸蓄電池的剩余容量估算方法，同時利用該站蓄電池工作電壓的統計規律，提出了針對蓄電池工作電壓的極值判定、時間/空間一致性質量控制方法，并對2017年逐10 min觀測數據進行檢驗。檢驗結果顯示，文章提出的質量控制方法可以有效識別出蓄電池異常站點，針對2017年個站蓄電池持續放電情況可提前10 d定位。
針對天津市一種常見的CAWS600型區域自動氣象站對其供電及功耗進行了詳細分析，利用對電池放電特性曲線的歸一化處理，得到了針對12V38AH鉛酸蓄電池的剩余容量估算方法，同時利用該站蓄電池工作電壓的統計規律，提出了針對蓄電池工作電壓的極值判定、時間/空間一致性質量控制方法，并對2017年逐10 min觀測數據進行檢驗。檢驗結果顯示，文章提出的質量控制方法可以有效識別出蓄電池異常站點，針對2017年個站蓄電池持續放電情況可提前10 d定位。
2019, 47(3):420-425.
摘要:
傳統的氣象數據推測大多基于插值方法，而此方法需要近鄰臺站的完整觀測數據，這在很大程度上限制了插值方法的應用。為此，本文提出了一種基于矩陣補全的氣象數據推測方法，該方法根據氣象數據的近似低秩性來推測缺失數據。首先，選取我國662個氣象臺站2004—2013年的逐日平均溫度和日照時數兩種氣象要素作為研究對象，通過矩陣奇異值的累積貢獻率來檢驗數據集的近似低秩性。然后設計了兩組試驗，第1組試驗考慮了不同采樣概率下各年份的數據推測，第2組試驗隨機選取某些臺站，考慮所選臺站數據連續缺測時的推測。最后，使用矩陣補全方法推測缺失數據，采用10 a的平均誤差作為評價指標。試驗結果表明：矩陣補全方法能很好地推測缺失數據，且具有一定的魯棒性。
傳統的氣象數據推測大多基于插值方法，而此方法需要近鄰臺站的完整觀測數據，這在很大程度上限制了插值方法的應用。為此，本文提出了一種基于矩陣補全的氣象數據推測方法，該方法根據氣象數據的近似低秩性來推測缺失數據。首先，選取我國662個氣象臺站2004—2013年的逐日平均溫度和日照時數兩種氣象要素作為研究對象，通過矩陣奇異值的累積貢獻率來檢驗數據集的近似低秩性。然后設計了兩組試驗，第1組試驗考慮了不同采樣概率下各年份的數據推測，第2組試驗隨機選取某些臺站，考慮所選臺站數據連續缺測時的推測。最后，使用矩陣補全方法推測缺失數據，采用10 a的平均誤差作為評價指標。試驗結果表明：矩陣補全方法能很好地推測缺失數據，且具有一定的魯棒性。
2019, 47(3):426-432.
摘要:
氣象服務數據分發是公共氣象服務業務的重要組成。PMSDDS V1.0（Public Meteorological Service Data Distribution Software Version 1.0）公共氣象服務數據傳輸軟件是一套業務化的氣象服務數據分發系統。該軟件對開源傳輸組件libcurl進行二次應用開發，在FTP協議下傳輸各類氣象服務數據。該系統具有支持公共氣象服務產品命名規范下的文件名精確和模糊匹配、多參數控制（包括超時、批處理、傳輸速率等）、日志等特點，有效解決了數據傳輸業務部署分散、與業務其他流程緊耦合、重復開發、缺乏日志等突出問題。針對常見數據傳輸問題如漏傳、多傳、擁塞、等待等給出解決方案。業務應用結果表明，軟件運行穩定，傳輸成功率達到99.97%以上。軟件自上線以來，數據傳輸業務得到統一部署和監控。據運維部門統計，傳輸業務年部署量較上一年增加50次左右，因傳輸問題導致的運維故障率同比下降約33%，大大提高了業務效率。
氣象服務數據分發是公共氣象服務業務的重要組成。PMSDDS V1.0（Public Meteorological Service Data Distribution Software Version 1.0）公共氣象服務數據傳輸軟件是一套業務化的氣象服務數據分發系統。該軟件對開源傳輸組件libcurl進行二次應用開發，在FTP協議下傳輸各類氣象服務數據。該系統具有支持公共氣象服務產品命名規范下的文件名精確和模糊匹配、多參數控制（包括超時、批處理、傳輸速率等）、日志等特點，有效解決了數據傳輸業務部署分散、與業務其他流程緊耦合、重復開發、缺乏日志等突出問題。針對常見數據傳輸問題如漏傳、多傳、擁塞、等待等給出解決方案。業務應用結果表明，軟件運行穩定，傳輸成功率達到99.97%以上。軟件自上線以來，數據傳輸業務得到統一部署和監控。據運維部門統計，傳輸業務年部署量較上一年增加50次左右，因傳輸問題導致的運維故障率同比下降約33%，大大提高了業務效率。
2019, 47(3):433-438.
摘要:
隨著氣象數據量的不斷增長，進一步提升CIMISS數據管理和服務能力的需求變得日益迫切。為解決存儲系統動態擴展能力不足、并行計算與吞吐效率低下等限制CIMISS繼續發展的問題，采用分布式文件系統和NAS技術替代GPFS建設共享文件系統，實現非結構化氣象數據的存儲功能；采用分布式數據庫替代Oracle RAC建設關系數據庫管理系統，實現結構化氣象數據的存儲功能和非結構化氣象數據的索引功能。實踐證明，該方案能夠有效地改善CIMISS的數據存儲能力、并發響應能力，適應未來氣象業務對數據存儲和應用的需求。
隨著氣象數據量的不斷增長，進一步提升CIMISS數據管理和服務能力的需求變得日益迫切。為解決存儲系統動態擴展能力不足、并行計算與吞吐效率低下等限制CIMISS繼續發展的問題，采用分布式文件系統和NAS技術替代GPFS建設共享文件系統，實現非結構化氣象數據的存儲功能；采用分布式數據庫替代Oracle RAC建設關系數據庫管理系統，實現結構化氣象數據的存儲功能和非結構化氣象數據的索引功能。實踐證明，該方案能夠有效地改善CIMISS的數據存儲能力、并發響應能力，適應未來氣象業務對數據存儲和應用的需求。
2019, 47(3):439-449.
摘要:
利用海南島18個氣象觀測站1966—2001年逐日20 cm口徑小型蒸發皿蒸發量及氣象要素資料，通過數理統計方法分析了海南島年和四季的蒸發量變化特征及氣象因子對蒸發量的影響。結果表明：從時間上看，海南島年蒸發量變化呈波動式下降，蒸發量的減少主要出現在春季，冬季和夏季次之。從空間上看，年蒸發量呈東北少、西南多的分布，其大值區主要集中在西南部，小值區主要集中在東北部和中部地區。MK檢驗說明年與春冬兩季蒸發量的變化呈下降趨勢且在1994年前后發生突變。影響蒸發量變化的因子中，日照時數和風速是造成蒸發量減小的主要因子，降水量的影響僅次于風速和日照時數，而氣溫不是造成海南島蒸發量減小的主要因子，相對濕度可能是海南島的蒸發量減小的影響因子。
利用海南島18個氣象觀測站1966—2001年逐日20 cm口徑小型蒸發皿蒸發量及氣象要素資料，通過數理統計方法分析了海南島年和四季的蒸發量變化特征及氣象因子對蒸發量的影響。結果表明：從時間上看，海南島年蒸發量變化呈波動式下降，蒸發量的減少主要出現在春季，冬季和夏季次之。從空間上看，年蒸發量呈東北少、西南多的分布，其大值區主要集中在西南部，小值區主要集中在東北部和中部地區。MK檢驗說明年與春冬兩季蒸發量的變化呈下降趨勢且在1994年前后發生突變。影響蒸發量變化的因子中，日照時數和風速是造成蒸發量減小的主要因子，降水量的影響僅次于風速和日照時數，而氣溫不是造成海南島蒸發量減小的主要因子，相對濕度可能是海南島的蒸發量減小的影響因子。
2019, 47(3):450-459.
摘要:
采用新疆天山地區55個氣象站1961—2015年逐月氣象數據，用MannKendall突變檢驗、基于ArcGIS的混合插值及偏相關分析對天山日照時數年、季節特征及影響因素進行分析。結果表明：①天山日照時數年及季節均呈減少趨勢，天山各區域變化差異顯著，山區及天山北坡變化趨勢明顯于南坡。②天山北坡、天山南坡及天山山區年日照時數突變時間為1985年、1980年和1988年，云量和降水是導致突變發生的主導因素。③新疆天山年日照時數由西向東逐漸增加，平原多、山區少,春季呈“東北部多、西南部少”,夏季為 “東北部多、西南部少”，平原盆地高于山區,秋季呈現“北少南多，東多西少”,冬季由南向北逐漸減少。④云量、降水是導致天山地區日照減少的主要因素，少云區日照時數較多,多云區日照時數較少，天山云量減幅或增幅區域，日照時數突變量變化明顯。
采用新疆天山地區55個氣象站1961—2015年逐月氣象數據，用MannKendall突變檢驗、基于ArcGIS的混合插值及偏相關分析對天山日照時數年、季節特征及影響因素進行分析。結果表明：①天山日照時數年及季節均呈減少趨勢，天山各區域變化差異顯著，山區及天山北坡變化趨勢明顯于南坡。②天山北坡、天山南坡及天山山區年日照時數突變時間為1985年、1980年和1988年，云量和降水是導致突變發生的主導因素。③新疆天山年日照時數由西向東逐漸增加，平原多、山區少,春季呈“東北部多、西南部少”,夏季為 “東北部多、西南部少”，平原盆地高于山區,秋季呈現“北少南多，東多西少”,冬季由南向北逐漸減少。④云量、降水是導致天山地區日照減少的主要因素，少云區日照時數較多,多云區日照時數較少，天山云量減幅或增幅區域，日照時數突變量變化明顯。
2019, 47(3):460-468.
摘要:
以2006年超強臺風“桑美”為個例，分別以GFS（全球預報系統）再分析資料和JMA（日本氣象廳）區域客觀再分析資料為初始場，利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)對臺風“桑美”進行高分辨率數值模擬，分析不同初始場資料對臺風內部結構和移動路徑的影響。結果表明：對于500 hPa高度場和850 hPa水汽、風場等預報，GFS再分析資料和JMA區域客觀再分析資料均能較好地把握臺風整體的流場形勢。從700 hPa風場、近地面風速、降水、雷達反射率、最小海平面氣壓和最大風速等模擬效果來看，JMA區域客觀再分析資料均優于GFS再分析資料。對于臺風路徑的預報，前15 h內JMA區域客觀再分析資料較GFS再分析資料要好，而15 h之后，以這兩種資料作為初始場的臺風預報路徑與實況均有較大偏差。
以2006年超強臺風“桑美”為個例，分別以GFS（全球預報系統）再分析資料和JMA（日本氣象廳）區域客觀再分析資料為初始場，利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)對臺風“桑美”進行高分辨率數值模擬，分析不同初始場資料對臺風內部結構和移動路徑的影響。結果表明：對于500 hPa高度場和850 hPa水汽、風場等預報，GFS再分析資料和JMA區域客觀再分析資料均能較好地把握臺風整體的流場形勢。從700 hPa風場、近地面風速、降水、雷達反射率、最小海平面氣壓和最大風速等模擬效果來看，JMA區域客觀再分析資料均優于GFS再分析資料。對于臺風路徑的預報，前15 h內JMA區域客觀再分析資料較GFS再分析資料要好，而15 h之后，以這兩種資料作為初始場的臺風預報路徑與實況均有較大偏差。
2019, 47(3):469-475.
摘要:
利用常規觀測資料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析資料和自動站加密資料，對2017年梅汛期6月21—22日和24—25日兩次大暴雨過程進行對比分析，得到兩次過程均為典型的梅雨暴雨，不同點如下：①前者700 hPa為暖式切變線，梅雨鋒坡度約為45°；后者700 hPa為靜止鋒切變線，梅雨鋒坡度近乎90°，且后者低空急流和梅雨鋒強度均明顯強于前者。②前者水汽先來源于東海，后來源于南海，水汽來源單一；而后者水汽由南海和東海共同提供，整層水汽通量強度較強。③前者浙江中西部位于濕位渦零等值線附近，表明觸發機制為低層冷空氣活動；而后者浙江中西部濕位渦上正下負，中層冷空氣疊加在低空西南暖濕氣流上觸發對流不穩定暴雨。④后者浙江中西部為E指數大值中心，且Δθ58指數均為負值，表明夏季風高能高濕氣團積聚，有利于中小尺度對流系統發展；而前者Δθ58指數在浙江省大部分地區為正值，區域內上空位勢層結較穩定。
利用常規觀測資料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析資料和自動站加密資料，對2017年梅汛期6月21—22日和24—25日兩次大暴雨過程進行對比分析，得到兩次過程均為典型的梅雨暴雨，不同點如下：①前者700 hPa為暖式切變線，梅雨鋒坡度約為45°；后者700 hPa為靜止鋒切變線，梅雨鋒坡度近乎90°，且后者低空急流和梅雨鋒強度均明顯強于前者。②前者水汽先來源于東海，后來源于南海，水汽來源單一；而后者水汽由南海和東海共同提供，整層水汽通量強度較強。③前者浙江中西部位于濕位渦零等值線附近，表明觸發機制為低層冷空氣活動；而后者浙江中西部濕位渦上正下負，中層冷空氣疊加在低空西南暖濕氣流上觸發對流不穩定暴雨。④后者浙江中西部為E指數大值中心，且Δθ58指數均為負值，表明夏季風高能高濕氣團積聚，有利于中小尺度對流系統發展；而前者Δθ58指數在浙江省大部分地區為正值，區域內上空位勢層結較穩定。
2019, 47(3):476-485.
摘要:
利用呼和浩特探空站計算的16個物理量，分析了2012—2016年6—8月呼和浩特地區的冰雹、雷暴大風及短時強降水天氣過程中各物理量差異，結果表明：①訂正后的（對流有效位能）CAPE大于等于1000 J〖DK〗·kg-1、0 ℃層高度約4200 m左右，-20 ℃層約在7200 m左右，500 hPa和850 hPa溫差達-25 ℃，逆溫層高度在2 km以上基本可以判定為冰雹天氣；②短時強降水對水汽的依賴度更高，且具有更強的熱力不穩定性，低層的溫度露點差、500 hPa與850 hPa的假相當位溫差Δθse（500-850）、大氣〖JP2〗可降水量PW也是短時強降水天氣的重要判據；③訂正后的(下沿對流有效位能)DCAPE值雷暴大風明顯大于冰雹和短時強降水，約為其他2類強對流天氣的2倍，訂正后的CAPE略小于其他2類強對流天氣。根據四分位數法、所占比例≥70％以及均值法界定各類預報因子閾值大小，進而確立了呼和浩特地區強對流天氣預警指標。經檢驗均值法確定的閾值指標命中率均達到50%以上，可參考價值較高?！糐P〗
利用呼和浩特探空站計算的16個物理量，分析了2012—2016年6—8月呼和浩特地區的冰雹、雷暴大風及短時強降水天氣過程中各物理量差異，結果表明：①訂正后的（對流有效位能）CAPE大于等于1000 J〖DK〗·kg-1、0 ℃層高度約4200 m左右，-20 ℃層約在7200 m左右，500 hPa和850 hPa溫差達-25 ℃，逆溫層高度在2 km以上基本可以判定為冰雹天氣；②短時強降水對水汽的依賴度更高，且具有更強的熱力不穩定性，低層的溫度露點差、500 hPa與850 hPa的假相當位溫差Δθse（500-850）、大氣〖JP2〗可降水量PW也是短時強降水天氣的重要判據；③訂正后的(下沿對流有效位能)DCAPE值雷暴大風明顯大于冰雹和短時強降水，約為其他2類強對流天氣的2倍，訂正后的CAPE略小于其他2類強對流天氣。根據四分位數法、所占比例≥70％以及均值法界定各類預報因子閾值大小，進而確立了呼和浩特地區強對流天氣預警指標。經檢驗均值法確定的閾值指標命中率均達到50%以上，可參考價值較高?！糐P〗
2019, 47(3):486-494.
摘要:
2015—2016年在海南省昌江縣霸王嶺開展地面暖云煙爐隨機化人工催化效果檢驗，共取得催化和未催化試驗樣本34個。利用TITAN風暴追蹤系統結合自動雨量資料進行統計和物理效果分析。結果表明：催化樣本影響區平均增雨量為3.36 mm/2h，未催化樣本平均增雨量為2.97 mm/2h，催化比未催化樣本平均增加雨量0.39 mm，相對增加11.4%，顯著性分析差異顯著；對于增長階段的積雨云，催化樣本反射率增強、含水量增大、回波頂高升高；處于減弱階段的積云，多數催化樣本回波減弱趨勢趨緩。
2015—2016年在海南省昌江縣霸王嶺開展地面暖云煙爐隨機化人工催化效果檢驗，共取得催化和未催化試驗樣本34個。利用TITAN風暴追蹤系統結合自動雨量資料進行統計和物理效果分析。結果表明：催化樣本影響區平均增雨量為3.36 mm/2h，未催化樣本平均增雨量為2.97 mm/2h，催化比未催化樣本平均增加雨量0.39 mm，相對增加11.4%，顯著性分析差異顯著；對于增長階段的積雨云，催化樣本反射率增強、含水量增大、回波頂高升高；處于減弱階段的積云，多數催化樣本回波減弱趨勢趨緩。
2019, 47(3):495-501.
摘要:
風云二號靜止衛星上裝載有可見光、水汽、中長波紅外等探測通道，其中紅外通道資料可提供衛星云頂溫度數據?；贔Y2F靜止衛星云頂溫度資料，結合局地實時探空數據對北京南郊和朝陽站點上空云層進行云高反演，并展開與地基毫米波云雷達探測云頂高關系的對比，分析3種不同云厚（薄云、適中、厚云）條件下的云高觀測結果。研究結果表明，二者云頂高匹配度受幾何云厚的影響，其吻合度呈現出厚云最佳，薄云最差的特征。
風云二號靜止衛星上裝載有可見光、水汽、中長波紅外等探測通道，其中紅外通道資料可提供衛星云頂溫度數據?；贔Y2F靜止衛星云頂溫度資料，結合局地實時探空數據對北京南郊和朝陽站點上空云層進行云高反演，并展開與地基毫米波云雷達探測云頂高關系的對比，分析3種不同云厚（薄云、適中、厚云）條件下的云高觀測結果。研究結果表明，二者云頂高匹配度受幾何云厚的影響，其吻合度呈現出厚云最佳，薄云最差的特征。
2019, 47(3):502-507.
摘要:
2016年12月11日我國發射了FY4A新一代靜止氣象衛星，其高時間和空間分辨率能夠加強航空氣象中的監測應用，為了更好地應用FY4A衛星的各類觀測產品，本文利用Python語言實現對FY4A衛星AGRI觀測儀器所探測的2 km、4 km分辨率的全圓盤和中國區域可見光、紅外圖像資料及7.8 km分辨率閃電監測資料進行解碼并可視化顯示出圖，將繪制的衛星圖像與國家衛星氣象中心網站對外開放的衛星云圖進行對比。結果表明：兩者顯示較為一致，可以用于航空氣象業務。Python語言語法簡練，對于衛星HDF和NC格式數據讀取速度快，Python的Numpy工具包基于矩陣的運算能快速處理衛星觀測數據，Basemap庫中多種投影方式可供業務應用，值得推廣。
2016年12月11日我國發射了FY4A新一代靜止氣象衛星，其高時間和空間分辨率能夠加強航空氣象中的監測應用，為了更好地應用FY4A衛星的各類觀測產品，本文利用Python語言實現對FY4A衛星AGRI觀測儀器所探測的2 km、4 km分辨率的全圓盤和中國區域可見光、紅外圖像資料及7.8 km分辨率閃電監測資料進行解碼并可視化顯示出圖，將繪制的衛星圖像與國家衛星氣象中心網站對外開放的衛星云圖進行對比。結果表明：兩者顯示較為一致，可以用于航空氣象業務。Python語言語法簡練，對于衛星HDF和NC格式數據讀取速度快，Python的Numpy工具包基于矩陣的運算能快速處理衛星觀測數據，Basemap庫中多種投影方式可供業務應用，值得推廣。
2019, 47(3):508-512.
摘要:
為提高地基反演大氣可降水量中加權平均溫度的計算精度和效率，以香港市域為例，根據2017年香港無線電探空資料，設計了一種以地面氣壓為基礎的大氣加權平均溫度模型，并通過2014—2016年探空數據對該模型進行驗證，分析表明該模型與探空數據得到的加權平均溫度有良好的一致性，具有較高的精度?；跉鈮夯貧w模型和氣溫回歸模型對2017年7月香港地區進行地基反演大氣可降水量，驗證新建模型的水汽反演精度。結果表明，該模型能很好的滿足地基反演大氣可降水量的精度要求，相比于氣溫回歸模型反演精度有了較好的提升。
為提高地基反演大氣可降水量中加權平均溫度的計算精度和效率，以香港市域為例，根據2017年香港無線電探空資料，設計了一種以地面氣壓為基礎的大氣加權平均溫度模型，并通過2014—2016年探空數據對該模型進行驗證，分析表明該模型與探空數據得到的加權平均溫度有良好的一致性，具有較高的精度?；跉鈮夯貧w模型和氣溫回歸模型對2017年7月香港地區進行地基反演大氣可降水量，驗證新建模型的水汽反演精度。結果表明，該模型能很好的滿足地基反演大氣可降水量的精度要求，相比于氣溫回歸模型反演精度有了較好的提升。
2019, 47(3):513-519.
摘要:
利用2007—2016年浙江省地閃數據，數字地形海拔數據、土地覆蓋數據和HWSD數據集，定量化分析海拔、坡度、坡向、土地覆蓋類型、土壤電導率對該地區地閃的影響。研究結果表明：浙江省地閃主要集中在海拔0~600 m、坡度0°~30°；坡向東南地閃次數最高，坡向西地閃次數最低；林地地閃次數最高，濕地地閃次數最低；地閃對應的電導率主要集中在0.1 dS/m。單位面積下，地閃次數隨海拔、坡度、電導率均呈現先增加后減少的趨勢；坡向東、東南地閃次數較多，坡向西、西南地閃次數較少；土地覆蓋類型地閃次數最高是城市和建筑區，最低是水體。此外，地閃強度平均值隨海拔增加呈現先減小后增加的趨勢；陡度平均值隨海拔增加而減小。兩參數均隨坡度增加而減??；隨電導率增加呈現先增加后減少的趨勢。以5 km×5 km為網格單元統計網格內各參量平均值進行相關分析發現，浙江地區電流強度、陡度均和海拔、坡度呈現負相關。
利用2007—2016年浙江省地閃數據，數字地形海拔數據、土地覆蓋數據和HWSD數據集，定量化分析海拔、坡度、坡向、土地覆蓋類型、土壤電導率對該地區地閃的影響。研究結果表明：浙江省地閃主要集中在海拔0~600 m、坡度0°~30°；坡向東南地閃次數最高，坡向西地閃次數最低；林地地閃次數最高，濕地地閃次數最低；地閃對應的電導率主要集中在0.1 dS/m。單位面積下，地閃次數隨海拔、坡度、電導率均呈現先增加后減少的趨勢；坡向東、東南地閃次數較多，坡向西、西南地閃次數較少；土地覆蓋類型地閃次數最高是城市和建筑區，最低是水體。此外，地閃強度平均值隨海拔增加呈現先減小后增加的趨勢；陡度平均值隨海拔增加而減小。兩參數均隨坡度增加而減??；隨電導率增加呈現先增加后減少的趨勢。以5 km×5 km為網格單元統計網格內各參量平均值進行相關分析發現，浙江地區電流強度、陡度均和海拔、坡度呈現負相關。
2019, 47(3):520-525.
摘要:
氣候生態因子是影響媒介傳播性疾病流行風險的重要環境因素。本研究根據文獻調研選取影響中國血吸蟲病傳播風險的潛在氣候生態因子，基于各潛在因子的作用大小確定影響中國血吸蟲病傳播風險的主導因子，發展主導氣候生態因子〖CD*2〗血吸蟲病關系的最大熵模型并評價其對中國區域血吸蟲病傳播風險的模擬效果。結果表明：影響中國血吸蟲病傳播風險的氣候生態因子有年降水量、最暖月平均氣溫、穩定通過10 ℃持續日數和增強型植被指數（EVI），其累積貢獻率為研究因子總貢獻的98.6%；最大熵模型能較好地揭示中國血吸蟲病傳播風險與主導氣候生態因子關系，其受試者特征曲線（ROC）評價結果為“非常好”（AUC為0.917）；模型模擬的中國血吸蟲病傳播中高風險區位于江蘇南部、浙江北部、廣西中部、廣東北部、云南北部、四川中部及湖北東部、湖南東北部、安徽中部、江西北部等地。研究結果對氣候環境影響下中國血吸蟲傳播風險評估和疾病預防宏觀對策制定具有工具價值和參考意義。
氣候生態因子是影響媒介傳播性疾病流行風險的重要環境因素。本研究根據文獻調研選取影響中國血吸蟲病傳播風險的潛在氣候生態因子，基于各潛在因子的作用大小確定影響中國血吸蟲病傳播風險的主導因子，發展主導氣候生態因子〖CD*2〗血吸蟲病關系的最大熵模型并評價其對中國區域血吸蟲病傳播風險的模擬效果。結果表明：影響中國血吸蟲病傳播風險的氣候生態因子有年降水量、最暖月平均氣溫、穩定通過10 ℃持續日數和增強型植被指數（EVI），其累積貢獻率為研究因子總貢獻的98.6%；最大熵模型能較好地揭示中國血吸蟲病傳播風險與主導氣候生態因子關系，其受試者特征曲線（ROC）評價結果為“非常好”（AUC為0.917）；模型模擬的中國血吸蟲病傳播中高風險區位于江蘇南部、浙江北部、廣西中部、廣東北部、云南北部、四川中部及湖北東部、湖南東北部、安徽中部、江西北部等地。研究結果對氣候環境影響下中國血吸蟲傳播風險評估和疾病預防宏觀對策制定具有工具價值和參考意義。
2019, 47(3):526-530.
摘要:
三化螟為水稻主要害蟲之一，單食水稻，在田陽一年發生完全4個世代，開展各世代螟蛾盛發高峰期氣象預警，對科學適時防螟滅蟲，蟲口奪糧意義重大。利用農業植保部門提供的三化螟蛾盛發高峰期蟲情資料和氣象部門氣象觀測同期資料，采用逐步回歸方法，建立三化螟蛾盛發高峰初日氣象預警模型。結果表明：各世代預警模型輸出的盛發高峰初日與實況誤差3天的擬合正確率為82.2%～92.9％。試報2015—2016年，第1世代預報與實況誤差為3天，第2代至第4世代誤差為1～2天。三化螟蛾盛發高峰初日氣象預警模型的擬合正確率、試報結果誤差范圍比較理想，可投入日常業務應用。
三化螟為水稻主要害蟲之一，單食水稻，在田陽一年發生完全4個世代，開展各世代螟蛾盛發高峰期氣象預警，對科學適時防螟滅蟲，蟲口奪糧意義重大。利用農業植保部門提供的三化螟蛾盛發高峰期蟲情資料和氣象部門氣象觀測同期資料，采用逐步回歸方法，建立三化螟蛾盛發高峰初日氣象預警模型。結果表明：各世代預警模型輸出的盛發高峰初日與實況誤差3天的擬合正確率為82.2%～92.9％。試報2015—2016年，第1世代預報與實況誤差為3天，第2代至第4世代誤差為1～2天。三化螟蛾盛發高峰初日氣象預警模型的擬合正確率、試報結果誤差范圍比較理想，可投入日常業務應用。
2019, 47(3):531-538.
摘要:
將虛擬現實與氣象應用相結合，能有效解決氣象領域中傳統模式存在的局限性問題，是虛擬現實技術的一個主要研究方向。首先介紹了虛擬現實技術的定義與組成，將其發展分為萌芽、初步應用以及全面發展3個階段，并綜述了各階段的代表性成果，隨后，詳細論述了虛擬現實技術在天氣現象、天氣系統和數值預報產品等氣象領域的理論研究成果。此外，分析歸納了氣象領域中維修培訓、影視宣傳和氣象科普等方面應用虛擬現實技術的典型案例。最后，從虛擬現實產業本身以及其與氣象應用相結合兩個方面，探討了虛擬現實技術在氣象應用上所面臨的問題，并展望了可能的研究方向以及未來前景。
將虛擬現實與氣象應用相結合，能有效解決氣象領域中傳統模式存在的局限性問題，是虛擬現實技術的一個主要研究方向。首先介紹了虛擬現實技術的定義與組成，將其發展分為萌芽、初步應用以及全面發展3個階段，并綜述了各階段的代表性成果，隨后，詳細論述了虛擬現實技術在天氣現象、天氣系統和數值預報產品等氣象領域的理論研究成果。此外，分析歸納了氣象領域中維修培訓、影視宣傳和氣象科普等方面應用虛擬現實技術的典型案例。最后，從虛擬現實產業本身以及其與氣象應用相結合兩個方面，探討了虛擬現實技術在氣象應用上所面臨的問題，并展望了可能的研究方向以及未來前景。
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