2020年第48卷第1期文章目次
2020, 48(1):1-8.
摘要:
基于上海市氣象局布設于臨港的X波段移動式雙線偏振雷達觀測資料，利用反射率因子、差分反射率和相關系數等變量識別出東海大橋固定地物回波位置，進而采用Geodesics和HRAP（Hydrologic Rainfall Analysis Project）投影轉換算法將雷達回波的極坐標位置轉換至地理坐標。以國家測繪局利用GPS技術測量的滬蘆高速（東海大橋段）地理坐標作為真值，將環境大氣分為晴空回波〖CD*2〗低濕度情況和降水回波〖CD*2〗高濕度情況分類檢驗兩種算法的效果。檢驗算法包含經投影轉換后地物回波樣本位于橋面主體內部的數目（多邊形檢驗）和樣本偏離橋體中心線的距離（中心線檢驗）。其結果表明：Geodesics算法在多邊形和中心線檢驗方面表現均優于HRAP算法，其在雷達投影轉換的實際業務中具備一定的應用價值。
基于上海市氣象局布設于臨港的X波段移動式雙線偏振雷達觀測資料，利用反射率因子、差分反射率和相關系數等變量識別出東海大橋固定地物回波位置，進而采用Geodesics和HRAP（Hydrologic Rainfall Analysis Project）投影轉換算法將雷達回波的極坐標位置轉換至地理坐標。以國家測繪局利用GPS技術測量的滬蘆高速（東海大橋段）地理坐標作為真值，將環境大氣分為晴空回波〖CD*2〗低濕度情況和降水回波〖CD*2〗高濕度情況分類檢驗兩種算法的效果。檢驗算法包含經投影轉換后地物回波樣本位于橋面主體內部的數目（多邊形檢驗）和樣本偏離橋體中心線的距離（中心線檢驗）。其結果表明：Geodesics算法在多邊形和中心線檢驗方面表現均優于HRAP算法，其在雷達投影轉換的實際業務中具備一定的應用價值。
2020, 48(1):9-14.
摘要:
地形的起伏使雷達波束受到嚴重的遮擋，使回波數據質量受到很大干擾。本文使用SRTM任務的DEM數據和谷歌公司的DEM數據分別計算了位于北京南郊的S波段雷達低仰角的波束遮擋率，建立了部分遮擋區域的回波反射率訂正關系，并在2018年5月19日北京一次大范圍層狀云降水過程中，對波束遮擋訂正前后的雷達定量估測雨量與地面3個雨量計觀測結果進行了定性與定量化對比分析。結果表明：①波束遮擋訂正有助于改善反射率因子的空間連續性。波束遮擋訂正后的仰角0.5°的反射率與1.5°的反射率之間的差值整體呈現縮小特征，符合層狀云降水垂直廓線特點。②09:00—11:00，相比波束遮擋訂正前的雷達定量估測雨量（QPE），波束訂正后的QPE準確性得到改善，使用分級標準誤差與歸一化平均偏差評價波束遮擋訂正前后QPE與雨量計實測值之間的誤差，波束訂正后的反射率估測雨量與雨量計實測雨量一致性更好。
地形的起伏使雷達波束受到嚴重的遮擋，使回波數據質量受到很大干擾。本文使用SRTM任務的DEM數據和谷歌公司的DEM數據分別計算了位于北京南郊的S波段雷達低仰角的波束遮擋率，建立了部分遮擋區域的回波反射率訂正關系，并在2018年5月19日北京一次大范圍層狀云降水過程中，對波束遮擋訂正前后的雷達定量估測雨量與地面3個雨量計觀測結果進行了定性與定量化對比分析。結果表明：①波束遮擋訂正有助于改善反射率因子的空間連續性。波束遮擋訂正后的仰角0.5°的反射率與1.5°的反射率之間的差值整體呈現縮小特征，符合層狀云降水垂直廓線特點。②09:00—11:00，相比波束遮擋訂正前的雷達定量估測雨量（QPE），波束訂正后的QPE準確性得到改善，使用分級標準誤差與歸一化平均偏差評價波束遮擋訂正前后QPE與雨量計實測值之間的誤差，波束訂正后的反射率估測雨量與雨量計實測雨量一致性更好。
2020, 48(1):15-22.
摘要:
對比研究了國內外風廓線雷達產品天線系統和子陣的類型，設計了一款5波束有限相掃相控陣微帶天線子陣。此天線系統由21個相同的正方形子陣組成，每個子陣包含16個陣元，4×4的正方形對稱劃分，每個陣元采用東西向、南北向2點同軸背饋饋電，子陣內雙方向分別設計了等幅等相饋電網絡，進而實現了東西向和南北向的水平極化。天線子陣各端口駐波小于1.2，提高了天線探測靈敏度，縮小了相控陣天線陣面面積，減輕了天線陣重量。結合子陣劃分，優化了相控陣天線系統泰勒加權。天線具有兩維步進電掃功能，在空域形成5個波束的探測。應用在TWP3型邊界層風廓線雷達上，雷達探測高度大于5 km。
對比研究了國內外風廓線雷達產品天線系統和子陣的類型，設計了一款5波束有限相掃相控陣微帶天線子陣。此天線系統由21個相同的正方形子陣組成，每個子陣包含16個陣元，4×4的正方形對稱劃分，每個陣元采用東西向、南北向2點同軸背饋饋電，子陣內雙方向分別設計了等幅等相饋電網絡，進而實現了東西向和南北向的水平極化。天線子陣各端口駐波小于1.2，提高了天線探測靈敏度，縮小了相控陣天線陣面面積，減輕了天線陣重量。結合子陣劃分，優化了相控陣天線系統泰勒加權。天線具有兩維步進電掃功能，在空域形成5個波束的探測。應用在TWP3型邊界層風廓線雷達上，雷達探測高度大于5 km。
2020, 48(1):23-30.
摘要:
以分辨率為1 m的10 m×20 m和10 m×10 m觀測網為研究對象，運用自制雨量杯開展自然降雨測試試驗，結合克里斯琴森均勻系數、分布均勻系數、降雨偏差系數、降雨極值比系數、單因素方差分析等數學方法對自然降雨的空間均勻性進行了研究，分析了風、降雨量對空間均勻性的影響，并討論了降雨測量儀器在動態比對試驗中儀器的架設間隔問題。結果表明：觀測場內自然降雨的空間均勻性良好，且各項均勻性指標具有較好的一致性；風對該觀測場內的降雨空間均勻性影響不大，而降雨量的差異對其空間均勻性有一定的影響；在動態比對試驗中，降雨測量儀器的架設間隔應小于5 m，且部分小型降雨測量儀器（如收集杯）架設間隔取1 m可行。
以分辨率為1 m的10 m×20 m和10 m×10 m觀測網為研究對象，運用自制雨量杯開展自然降雨測試試驗，結合克里斯琴森均勻系數、分布均勻系數、降雨偏差系數、降雨極值比系數、單因素方差分析等數學方法對自然降雨的空間均勻性進行了研究，分析了風、降雨量對空間均勻性的影響，并討論了降雨測量儀器在動態比對試驗中儀器的架設間隔問題。結果表明：觀測場內自然降雨的空間均勻性良好，且各項均勻性指標具有較好的一致性；風對該觀測場內的降雨空間均勻性影響不大，而降雨量的差異對其空間均勻性有一定的影響；在動態比對試驗中，降雨測量儀器的架設間隔應小于5 m，且部分小型降雨測量儀器（如收集杯）架設間隔取1 m可行。
2020, 48(1):31-39.
摘要:
在地基高光譜遙感中，特征向量法獲取的溫濕廓線以初值的方式對物理反演進行約束，其反演精度對物理反演結果有著重要的影響。利用AERI的觀測輻射資料和同站點的探空數據，基于特征向量法分析了溫度廓線與濕度廓線反演的異同點；研究了主成分個數的選擇問題，綜合考慮反演精度和特征向量中包含的信息將反演溫度廓線和濕度廓線的最優主成分個數定為7。為提高反演精度，引入地面溫度、濕度、氣壓作為影響因子，試驗結果表明，考慮反演精度和穩定性，地面氣壓的引入相比于其他2種單一氣象要素以及3種氣象要素組成的因子集表現更好，尤其是對邊界層中下部的溫濕廓線有著明顯的提升，并隨著高度的降低提升作用更明顯，溫度廓線RMSE降低最高達到1.5 K，濕度廓線RMSE降低最高達到0.42 g/kg。同時，分析了對數反演形式對濕度廓線的影響，結果表明，以水汽混合比的形式反演時取自然對數對反演精度的影響較??；將反演得到的水汽混合比轉化為相對濕度后，取自然對數對反演精度有12%以上的提升。
在地基高光譜遙感中，特征向量法獲取的溫濕廓線以初值的方式對物理反演進行約束，其反演精度對物理反演結果有著重要的影響。利用AERI的觀測輻射資料和同站點的探空數據，基于特征向量法分析了溫度廓線與濕度廓線反演的異同點；研究了主成分個數的選擇問題，綜合考慮反演精度和特征向量中包含的信息將反演溫度廓線和濕度廓線的最優主成分個數定為7。為提高反演精度，引入地面溫度、濕度、氣壓作為影響因子，試驗結果表明，考慮反演精度和穩定性，地面氣壓的引入相比于其他2種單一氣象要素以及3種氣象要素組成的因子集表現更好，尤其是對邊界層中下部的溫濕廓線有著明顯的提升，并隨著高度的降低提升作用更明顯，溫度廓線RMSE降低最高達到1.5 K，濕度廓線RMSE降低最高達到0.42 g/kg。同時，分析了對數反演形式對濕度廓線的影響，結果表明，以水汽混合比的形式反演時取自然對數對反演精度的影響較??；將反演得到的水汽混合比轉化為相對濕度后，取自然對數對反演精度有12%以上的提升。
2020, 48(1):40-45.
摘要:
為進一步評估地基微波輻射計紅外傳感器的觀云性能，收集了2017、2018兩年5—7月布設在廣州野外雷電實驗基地的一臺MWP967KV型地基微波輻射計紅外傳感器與一臺K/LLX502B型激光測云儀觀測的云底高度數據，并利用人工觀測的天空狀況、云狀數據進行分類，在不同云類、天空狀況下對地基微波輻射計紅外傳感器云識別和觀測云底高度的性能進行分析。結果表明:①地基微波輻射計紅外傳感器具有良好的云識別能力，準確率達80.4%，由于觀測視角的原因，未能識別出有云存在主要發生在“多云”情況下。②地基微波輻射計紅外傳感器與激光測云儀所測云底高度相關系數為0.63，有著較好的一致性。③因為觀測原理不同，地基微波輻射計紅外傳感器所測云底高度總是高于激光測云儀，且兩部儀器在低云陰天時所測的云底高度一致性要優于中、高云多云。綜上所述，地基微波輻射計紅外傳感器用來識別云、觀測云底高度具有一定的可行性，尤其是在低云、“陰天”條件下，有著較好的觀云性能。
為進一步評估地基微波輻射計紅外傳感器的觀云性能，收集了2017、2018兩年5—7月布設在廣州野外雷電實驗基地的一臺MWP967KV型地基微波輻射計紅外傳感器與一臺K/LLX502B型激光測云儀觀測的云底高度數據，并利用人工觀測的天空狀況、云狀數據進行分類，在不同云類、天空狀況下對地基微波輻射計紅外傳感器云識別和觀測云底高度的性能進行分析。結果表明:①地基微波輻射計紅外傳感器具有良好的云識別能力，準確率達80.4%，由于觀測視角的原因，未能識別出有云存在主要發生在“多云”情況下。②地基微波輻射計紅外傳感器與激光測云儀所測云底高度相關系數為0.63，有著較好的一致性。③因為觀測原理不同，地基微波輻射計紅外傳感器所測云底高度總是高于激光測云儀，且兩部儀器在低云陰天時所測的云底高度一致性要優于中、高云多云。綜上所述，地基微波輻射計紅外傳感器用來識別云、觀測云底高度具有一定的可行性，尤其是在低云、“陰天”條件下，有著較好的觀云性能。
2020, 48(1):46-51.
摘要:
利用全球導航衛星系統反射信號研究測站周邊地表環境參數是近年來遙感領域的研究熱點之一。利用測量型全球導航衛星信號接收機數據，實時獲取其周邊的積雪深度，是對現有降雪監測方法的有效補充。該文基于GPS信噪比與信號振幅的變化特征，研究了使用GPS信噪比觀測值進行雪深探測的算法，并首次使用國家氣象觀測站的業務觀測數據對地基GPS反演雪深算法進行了驗證。對比試驗使用近兩個月的人工積雪深度測量值與GPS信號反演的積雪深度值進行了逐日比較，二者的吻合度較好，標準偏差為2.04 cm，相關系數為0.94。該對比試驗表明，利用常規測量型地基GPS接收機觀測數據進行雪深探測是可行的。應用地基GPS反演雪深技術，氣象部門基于現有的地基GPS水汽監測網可進一步開展積雪環境監測研究。
利用全球導航衛星系統反射信號研究測站周邊地表環境參數是近年來遙感領域的研究熱點之一。利用測量型全球導航衛星信號接收機數據，實時獲取其周邊的積雪深度，是對現有降雪監測方法的有效補充。該文基于GPS信噪比與信號振幅的變化特征，研究了使用GPS信噪比觀測值進行雪深探測的算法，并首次使用國家氣象觀測站的業務觀測數據對地基GPS反演雪深算法進行了驗證。對比試驗使用近兩個月的人工積雪深度測量值與GPS信號反演的積雪深度值進行了逐日比較，二者的吻合度較好，標準偏差為2.04 cm，相關系數為0.94。該對比試驗表明，利用常規測量型地基GPS接收機觀測數據進行雪深探測是可行的。應用地基GPS反演雪深技術，氣象部門基于現有的地基GPS水汽監測網可進一步開展積雪環境監測研究。
2020, 48(1):52-58.
摘要:
在ANUSPLIN薄盤光滑樣條插值中，高相關協變量的選取決定了插值結果的精確性。本文選取2017—2019年大霧和霾能見度較差的天氣過程，利用183個能見度觀測站點對能見度進行插值，引入Himawari8衛星的通道數據和DEM數據作為協變量對能見度的插值結果進行改進，并對能見度插值結果進行對比分析。研究表明，引入Himawari8數據和DEM數據作為協變量的能見度插值結果在精度上有顯著提高，尤其對霧區和霾區的邊界范圍和紋理的反演更為準確，基于Himawari8衛星數據和氣象監測站點的觀測數據，使用協變量的方法進行能見度插值可以做為能見度監測網格化的一種有效途徑。
在ANUSPLIN薄盤光滑樣條插值中，高相關協變量的選取決定了插值結果的精確性。本文選取2017—2019年大霧和霾能見度較差的天氣過程，利用183個能見度觀測站點對能見度進行插值，引入Himawari8衛星的通道數據和DEM數據作為協變量對能見度的插值結果進行改進，并對能見度插值結果進行對比分析。研究表明，引入Himawari8數據和DEM數據作為協變量的能見度插值結果在精度上有顯著提高，尤其對霧區和霾區的邊界范圍和紋理的反演更為準確，基于Himawari8衛星數據和氣象監測站點的觀測數據，使用協變量的方法進行能見度插值可以做為能見度監測網格化的一種有效途徑。
2020, 48(1):59-67.
摘要:
以國家地理信息公共服務平臺、云南數字鄉村、Mapinfo公共數據為數據源，在C#開發環境下實現了精細到鄉鎮、公路、行政村、自然村的昆明市精細化地理信息系統（GIS）的自主研發，解決了基層氣象部門缺乏精細化GIS的難題。介紹了標準格式基數據的解析、成圖過程及注意事項，在全國范圍內較早實現了天氣雷達標準格式基數據在基層氣象部門的業務應用。在業務應用過程中，發現了CC天氣雷達標準格式早期基數據存在回波強度嚴重減弱的問題；昆明市精細化GIS與昆明天氣雷達回波圖的融合應用，可以精確定位雷達強回波區，對精細化氣象服務具有指導作用，提高了強天氣精細化預警能力、短時臨近精細化預報能力和防災減災能力。
以國家地理信息公共服務平臺、云南數字鄉村、Mapinfo公共數據為數據源，在C#開發環境下實現了精細到鄉鎮、公路、行政村、自然村的昆明市精細化地理信息系統（GIS）的自主研發，解決了基層氣象部門缺乏精細化GIS的難題。介紹了標準格式基數據的解析、成圖過程及注意事項，在全國范圍內較早實現了天氣雷達標準格式基數據在基層氣象部門的業務應用。在業務應用過程中，發現了CC天氣雷達標準格式早期基數據存在回波強度嚴重減弱的問題；昆明市精細化GIS與昆明天氣雷達回波圖的融合應用，可以精確定位雷達強回波區，對精細化氣象服務具有指導作用，提高了強天氣精細化預警能力、短時臨近精細化預報能力和防災減災能力。
2020, 48(1):68-75.
摘要:
FY4A衛星是我國首次星載閃電成像儀的靜止氣象衛星，其采用的可重載型FPGA芯片可連續在2 ms時間，按像元完成針對400×600像元的多幀閃電信號數據處理，實時生成閃電數據及地標觀測數據，并具有在軌軟件上注更新配置功能。由于近地空間環境復雜，因此FPGA屬于單粒子翻轉敏感器件，需要采用多種手段進行單粒子翻轉防護。在FY4地面應用系統工程建設中，根據FPGA單粒子翻轉對閃電探測產品所造成影響的不同，結合閃電事件數據邏輯關系、系統資源等情況，設計并在地面系統中部署了單粒子檢測程序，實現了FPGA單粒子翻轉異常自動辨識；根據閃電觀測任務特點、閃電探測產品恢復時效性要求，同時采取自動判別與自動發令、動態刷新與定時刷新、軟件復位與硬件復位等多種單粒子翻轉防護綜合措施，實現了FPGA單粒子翻轉自動恢復。通過以上工作，目前FY4A閃電成像儀已經有效地減少了單粒子翻轉效應對閃電探測產品的影響。
FY4A衛星是我國首次星載閃電成像儀的靜止氣象衛星，其采用的可重載型FPGA芯片可連續在2 ms時間，按像元完成針對400×600像元的多幀閃電信號數據處理，實時生成閃電數據及地標觀測數據，并具有在軌軟件上注更新配置功能。由于近地空間環境復雜，因此FPGA屬于單粒子翻轉敏感器件，需要采用多種手段進行單粒子翻轉防護。在FY4地面應用系統工程建設中，根據FPGA單粒子翻轉對閃電探測產品所造成影響的不同，結合閃電事件數據邏輯關系、系統資源等情況，設計并在地面系統中部署了單粒子檢測程序，實現了FPGA單粒子翻轉異常自動辨識；根據閃電觀測任務特點、閃電探測產品恢復時效性要求，同時采取自動判別與自動發令、動態刷新與定時刷新、軟件復位與硬件復位等多種單粒子翻轉防護綜合措施，實現了FPGA單粒子翻轉自動恢復。通過以上工作，目前FY4A閃電成像儀已經有效地減少了單粒子翻轉效應對閃電探測產品的影響。
2020, 48(1):76-80.
摘要:
目前我國自動氣象站鉑電阻溫度傳感器的檢定方式有現場檢定和實驗室檢定兩種。根據《JJG(氣象)0022015自動氣象站鉑電阻溫度傳感器檢定規程》的指導方法，分別對相同的鉑電阻溫度傳感器開展現場檢定和實驗室檢定，并通過GUM法對兩種檢定方式的檢定結果進行測量不確定度評定，對比兩種檢定方式的測量不確定度，結果表明現場檢定中測量重復性引入的不確定度和測量設備引入的不確定度較實驗室檢定更高。分析兩種檢定方式的測量不確定度產生差異的原因，建議國家級自動氣象站的鉑電阻傳感器采用實驗室檢定的方式開展計量檢定工作。
目前我國自動氣象站鉑電阻溫度傳感器的檢定方式有現場檢定和實驗室檢定兩種。根據《JJG(氣象)0022015自動氣象站鉑電阻溫度傳感器檢定規程》的指導方法，分別對相同的鉑電阻溫度傳感器開展現場檢定和實驗室檢定，并通過GUM法對兩種檢定方式的檢定結果進行測量不確定度評定，對比兩種檢定方式的測量不確定度，結果表明現場檢定中測量重復性引入的不確定度和測量設備引入的不確定度較實驗室檢定更高。分析兩種檢定方式的測量不確定度產生差異的原因，建議國家級自動氣象站的鉑電阻傳感器采用實驗室檢定的方式開展計量檢定工作。
2020, 48(1):81-87.
摘要:
利用NCEP GDAS/FNL資料分析了2013年2月19日黃淮至江南區域的一次冷鋒過程的天氣形勢，結合MODIS衛星資料診斷云微物理特征，發現冷鋒后的江淮大部至黃淮南部包括河南南部環流場配置和溫度濕度條件好，云層較厚實且云內溫度較低，云中含有足夠的液態水，有利于生成積冰。接著采用IC指數法和Willam算法預報積冰概率和強度，用相近時次收到的航空器報告進行檢驗，發現Willam算法使用的MODIS衛星資料分辨率遠高于IC指數法的常規氣象資料數據，預報準確率也高于IC指數法。實際工作中同時使用兩種方法，能給飛機積冰的預警服務提供可靠的判斷依據。
利用NCEP GDAS/FNL資料分析了2013年2月19日黃淮至江南區域的一次冷鋒過程的天氣形勢，結合MODIS衛星資料診斷云微物理特征，發現冷鋒后的江淮大部至黃淮南部包括河南南部環流場配置和溫度濕度條件好，云層較厚實且云內溫度較低，云中含有足夠的液態水，有利于生成積冰。接著采用IC指數法和Willam算法預報積冰概率和強度，用相近時次收到的航空器報告進行檢驗，發現Willam算法使用的MODIS衛星資料分辨率遠高于IC指數法的常規氣象資料數據，預報準確率也高于IC指數法。實際工作中同時使用兩種方法，能給飛機積冰的預警服務提供可靠的判斷依據。
2020, 48(1):88-96.
摘要:
利用常規觀測、自動氣象站、多普勒天氣雷達等資料，分析珠江三角洲臺風龍卷活動特征、龍卷產生的環境場特征等，給出了珠江三角洲臺風龍卷的天氣概念模型和預報預警指標，建立了珠江三角洲臺風龍卷預報預警方法與流程，并應用于2018年兩次臺風龍卷預警試驗。結果表明，依托該方法分別提前58 min、37 min成功預警了6月8日佛山市南海區的“艾云尼”臺風龍卷、9月17日佛山市三水區的“山竹”臺風龍卷，證實該方法流程是可行的。
利用常規觀測、自動氣象站、多普勒天氣雷達等資料，分析珠江三角洲臺風龍卷活動特征、龍卷產生的環境場特征等，給出了珠江三角洲臺風龍卷的天氣概念模型和預報預警指標，建立了珠江三角洲臺風龍卷預報預警方法與流程，并應用于2018年兩次臺風龍卷預警試驗。結果表明，依托該方法分別提前58 min、37 min成功預警了6月8日佛山市南海區的“艾云尼”臺風龍卷、9月17日佛山市三水區的“山竹”臺風龍卷，證實該方法流程是可行的。
2020, 48(1):97-106.
摘要:
中尺度模式對于0～2 h的預報存在起轉問題，因此外推預報成為0～2 h臨近預報中不可或缺的技術方法。目前INCA(Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis System) 降水外推預報中,外推矢量擾動由外推矢量隨時間的變化確定，即相鄰時次外推矢量差確定，本文統計2017年7月 江淮地區（29°～35.5°N,114°～120°E）INCA系統相鄰10 min外推矢量偏差來代表外推矢量隨時間變化。若降水向東北方向移動，則外推矢量方向規定為東北方向。統計結果表明：①對于江淮地區，外推矢量以東北方向和西南方向偏差為主，外推矢量越大，其偏差的大小越大；②從外推矢量方向看，東北方向外推矢量占絕大多數(73%)，可能是因為絕大多數降水發生在槽前形勢下，引導氣流為西南風?；谕馔剖噶科罱y計樣本，隨機生成多個符合外推矢量偏差分布的外推矢量擾動，得到多個不確定的外推矢量，將INCA確定性外推預報變為0～2 h降水外推集合預報，采用均方誤差（MSE）、TS評分、BIAS評分和Brier技巧評分等方法，對集合預報結果檢驗表明：隨著預報時效增加，集合預報比確定性預報的優勢更明顯。因此，考慮外推矢量的不確定性可以提高降水外推預報準確率。
中尺度模式對于0～2 h的預報存在起轉問題，因此外推預報成為0～2 h臨近預報中不可或缺的技術方法。目前INCA(Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis System) 降水外推預報中,外推矢量擾動由外推矢量隨時間的變化確定，即相鄰時次外推矢量差確定，本文統計2017年7月 江淮地區（29°～35.5°N,114°～120°E）INCA系統相鄰10 min外推矢量偏差來代表外推矢量隨時間變化。若降水向東北方向移動，則外推矢量方向規定為東北方向。統計結果表明：①對于江淮地區，外推矢量以東北方向和西南方向偏差為主，外推矢量越大，其偏差的大小越大；②從外推矢量方向看，東北方向外推矢量占絕大多數(73%)，可能是因為絕大多數降水發生在槽前形勢下，引導氣流為西南風?；谕馔剖噶科罱y計樣本，隨機生成多個符合外推矢量偏差分布的外推矢量擾動，得到多個不確定的外推矢量，將INCA確定性外推預報變為0～2 h降水外推集合預報，采用均方誤差（MSE）、TS評分、BIAS評分和Brier技巧評分等方法，對集合預報結果檢驗表明：隨著預報時效增加，集合預報比確定性預報的優勢更明顯。因此，考慮外推矢量的不確定性可以提高降水外推預報準確率。
2020, 48(1):107-114.
摘要:
利用常規觀測資料、ERAInterim、NCEP/NCAR再分析資料，對比分析了2016年1月21—26日和2018年12月28日至2019年1月2日影響廣西柳州的2次低溫雨雪冰凍天氣的成因。結果表明：2次過程期間中高緯均為兩槽一脊形勢，阻塞高壓較常年同期偏強28 dagpm；2018年過程期間近地層強冷平流的持續輸送和高層冷空氣的補充是柳州2018年氣溫低于2016年的重要原因，中低層持續的水汽輸送及水汽輻合，長時間逆溫層維持以及較強的逆溫強度使得降雪持續時間及范圍強于2016年；2016年過程期間中層強盛的西北氣流使冷空氣南下迅速，700 hPa急流區以及850 hPa風速輻合區的偏南導致明顯的降雪主要出現在廣西南部，柳州只出現少量降雪，溫度回升較快。
利用常規觀測資料、ERAInterim、NCEP/NCAR再分析資料，對比分析了2016年1月21—26日和2018年12月28日至2019年1月2日影響廣西柳州的2次低溫雨雪冰凍天氣的成因。結果表明：2次過程期間中高緯均為兩槽一脊形勢，阻塞高壓較常年同期偏強28 dagpm；2018年過程期間近地層強冷平流的持續輸送和高層冷空氣的補充是柳州2018年氣溫低于2016年的重要原因，中低層持續的水汽輸送及水汽輻合，長時間逆溫層維持以及較強的逆溫強度使得降雪持續時間及范圍強于2016年；2016年過程期間中層強盛的西北氣流使冷空氣南下迅速，700 hPa急流區以及850 hPa風速輻合區的偏南導致明顯的降雪主要出現在廣西南部，柳州只出現少量降雪，溫度回升較快。
2020, 48(1):115-120.
摘要:
結合臺站元數據，對京津冀地區179個國家氣象站1951—2015年的日平均風速序列進行了非均一性檢驗和均一化訂正，結果表明：造成序列非均一性的原因，按貢獻大小依次是儀器切換占40%、站址遷移占34%、觀測時制變更占18%、臺站周圍環境變化占8%。對比分析均一化序列和原始序列的線性趨勢發現：1951—2015年，京津冀地區日平均風速呈下降趨勢，均一化序列的下降速率明顯更快；二者有相似的空間分布特征, 即河北西北部、北京、天津、河北東南部的西北—東南走向的帶狀區域中，風速的下降速率最快，河北西部次快，河北東北部最緩慢；均一化序列的下降速率明顯偏快的區域主要在39°N以北。均一化序列準確反映了氣候變化的特點，數據可靠。
結合臺站元數據，對京津冀地區179個國家氣象站1951—2015年的日平均風速序列進行了非均一性檢驗和均一化訂正，結果表明：造成序列非均一性的原因，按貢獻大小依次是儀器切換占40%、站址遷移占34%、觀測時制變更占18%、臺站周圍環境變化占8%。對比分析均一化序列和原始序列的線性趨勢發現：1951—2015年，京津冀地區日平均風速呈下降趨勢，均一化序列的下降速率明顯更快；二者有相似的空間分布特征, 即河北西北部、北京、天津、河北東南部的西北—東南走向的帶狀區域中，風速的下降速率最快，河北西部次快，河北東北部最緩慢；均一化序列的下降速率明顯偏快的區域主要在39°N以北。均一化序列準確反映了氣候變化的特點，數據可靠。
2020, 48(1):121-126.
摘要:
雷電流幅值是研究區域雷電分布極其重要的一個參數，目前河南省在雷電流幅值方面的研究較少。利用2008—2017年河南省氣象部門ADTD閃電定位系統的地閃監測數據，對規程法、IEEE工作組和CIGRE工作組推薦公式的特征函數進行了擬合。結果表明：河南正、負地閃雷電流幅值概率分布存在差異，采用IEEE工作組推薦的公式對河南雷電流幅值累積概率分布進行的擬合效果最佳，同時得出了河南省雷電流幅值累積概率分布函數表達式，為更好地研究河南省雷電特征和開展防雷減災工作提供了不可或缺的技術參考。
雷電流幅值是研究區域雷電分布極其重要的一個參數，目前河南省在雷電流幅值方面的研究較少。利用2008—2017年河南省氣象部門ADTD閃電定位系統的地閃監測數據，對規程法、IEEE工作組和CIGRE工作組推薦公式的特征函數進行了擬合。結果表明：河南正、負地閃雷電流幅值概率分布存在差異，采用IEEE工作組推薦的公式對河南雷電流幅值累積概率分布進行的擬合效果最佳，同時得出了河南省雷電流幅值累積概率分布函數表達式，為更好地研究河南省雷電特征和開展防雷減災工作提供了不可或缺的技術參考。
2020, 48(1):127-131.
摘要:
利用2007—2016年重慶市閃電監測資料及該區域數字高程模型，使用GIS空間分析、數理統計等方法，研究了雷電災害兩種主要致災因子（閃電密度、強度）與3類地形因素（海拔高度、坡度、坡向）之間的關系。結果表明海拔高度、坡向對地閃密度具有影響，坡度與地閃密度呈負相關關系；不同坡向分類之間的地閃強度分布具有明顯差異，海拔高度、坡度與地閃強度不相關。
利用2007—2016年重慶市閃電監測資料及該區域數字高程模型，使用GIS空間分析、數理統計等方法，研究了雷電災害兩種主要致災因子（閃電密度、強度）與3類地形因素（海拔高度、坡度、坡向）之間的關系。結果表明海拔高度、坡向對地閃密度具有影響，坡度與地閃密度呈負相關關系；不同坡向分類之間的地閃強度分布具有明顯差異，海拔高度、坡度與地閃強度不相關。
2020, 48(1):132-140.
摘要:
廣東省電網分布密集，覆蓋范圍廣，下墊面地表環境復雜，因此容易遭受自然災害的侵襲。山火作為災害之一，對輸電線路影響較大，及時有效地實現對山火的監測預警具有重大意義。本文在MODIS山火識別原理的基礎上對廣東地區進行山火衛星遙感監測，為提高監測精度，文中分別基于時間、空間、云覆蓋程度等因素進行了廣東省及周邊地區2017年典型火點亮溫及背景亮溫的統計，在此基礎上得到更符合當地火點判識標準的閾值表。經驗證，該方法在2017年4月3日廣東省及周邊火點的自動判識中精度可達90.5%，并且多次在廣東省電網山火監測中發揮了預警作用。
廣東省電網分布密集，覆蓋范圍廣，下墊面地表環境復雜，因此容易遭受自然災害的侵襲。山火作為災害之一，對輸電線路影響較大，及時有效地實現對山火的監測預警具有重大意義。本文在MODIS山火識別原理的基礎上對廣東地區進行山火衛星遙感監測，為提高監測精度，文中分別基于時間、空間、云覆蓋程度等因素進行了廣東省及周邊地區2017年典型火點亮溫及背景亮溫的統計，在此基礎上得到更符合當地火點判識標準的閾值表。經驗證，該方法在2017年4月3日廣東省及周邊火點的自動判識中精度可達90.5%，并且多次在廣東省電網山火監測中發揮了預警作用。
2020, 48(1):141-146.
摘要:
以茶葉萌芽至展葉期寒凍害為突破口，利用1987—2016年福建省泉州市安溪縣17個自動氣象站2—4月的逐日氣象數據及安溪各茶樹種植區產量數據，確定茶葉寒凍害的天氣指數保險氣象指標，分析日極端最低氣溫與茶葉減產率的關系，建立了茶葉寒凍害指數模型。計算安溪不同區域茶葉種植區不同等級寒凍害的發生概率，應用純保費率方法厘定了保險費率，并根據福建省政策性農業保險的實際情況，制定茶葉不同區域種植區寒凍害指數保險觸發條件、賠付標準，設計了安溪縣茶葉寒凍害天氣指數保險合同。設計的茶葉寒凍害天氣指數保險產品以客觀氣象數據作為定損依據，可以為茶農提供一種有效的風險轉嫁方式，也為保險公司增加新險種提供了技術支撐。
以茶葉萌芽至展葉期寒凍害為突破口，利用1987—2016年福建省泉州市安溪縣17個自動氣象站2—4月的逐日氣象數據及安溪各茶樹種植區產量數據，確定茶葉寒凍害的天氣指數保險氣象指標，分析日極端最低氣溫與茶葉減產率的關系，建立了茶葉寒凍害指數模型。計算安溪不同區域茶葉種植區不同等級寒凍害的發生概率，應用純保費率方法厘定了保險費率，并根據福建省政策性農業保險的實際情況，制定茶葉不同區域種植區寒凍害指數保險觸發條件、賠付標準，設計了安溪縣茶葉寒凍害天氣指數保險合同。設計的茶葉寒凍害天氣指數保險產品以客觀氣象數據作為定損依據，可以為茶農提供一種有效的風險轉嫁方式，也為保險公司增加新險種提供了技術支撐。
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