2020年第48卷第6期文章目次

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  • 1  封面和目錄
    2020, 48(6).
    [摘要](266) [HTML](0) [PDF 8.63 M](1309)
    摘要:
    2  次季節—季節(S2S)預測數據分析與應用
    胡星,張志強,張強,王潔
    2020, 48(6):779-787.
    [摘要](1956) [HTML](0) [PDF 7.87 M](2217)
    摘要:
    S2S(Subseasonal to Seasonal)國際合作計劃的主要目標是提升次季節〖CD*2〗季節多模式預測能力,重點關注0~60 d的預報預測技巧。中國氣象局承擔了S2S數據的歸檔備份任務,收集參與該計劃的11個中心S2S模式數據,本文梳理了該數據資源的基本情況,介紹了數據的模式、要素及文件,研究了數據的讀取和分析方法,評估了數據的正確性、完整性和時效性,運用模式回算數據,計算候、周、旬時間尺度的預測值和距平值,開展了相關數據產品的可視化工作,對照同期ECMWF距平圖形產品進行分析,推動S2S數據產品在中國氣象局預報預測業務中應用。
    3  DDW1閃電定位系統及性能評估
    李慶申,陳宇涵,張陽,賴晉科,劉銀鋒,龐文靜
    2020, 48(6):788-794.
    [摘要](647) [HTML](0) [PDF 6.74 M](1723)
    摘要:
    北京華云東方探測技術有限公司于2016—2018年在廣東組網建設了DDW1閃電定位系統, 對一次雷暴過程的觀測表明,DDW1定位數據與雷達回波強回波區之間在空間分布上具有較好的一致性。進一步利用2018年中國氣象科學研究院在廣州從化地區獲得的觸發閃電試驗數據和全閃定位數據對DDW1閃電定位系統性能進行了評估,驗證了其探測效率、定位精度等指標。結果表明:對于6次包含有回擊過程的人工觸發閃電事件,DDW1閃電定位系統全部探測到,地閃探測效率為100%;對于這6次觸發閃電中的所包含的27次回擊過程,該閃電定位系統共探測到17次,回擊探測效率約為63%,對這些回擊過程的平均定位誤差約為464 m,電流反演誤差為1149%;對比高精度全閃探測數據,DDW1的全閃探測效率為50%。
    4  空氣負離子測量誤差分析和評估
    羅昶,丁妙增,楊安良,黃鵬良,葛永華,章煥
    2020, 48(6):795-800.
    [摘要](358) [HTML](0) [PDF 4.23 M](1545)
    摘要:
    為有效評估空氣負離子測量誤差,根據空氣負離子測量方法,分析了離子收集器、微電流測量和空氣流量引起的儀器測量誤差。在離子收集器確定的情況下,微電流測量和空氣流量是產生測量誤差的主要因素。儀器集中比對和野外現場核查表明,不同類型儀器的測量結果基本能反映負離子濃度的變化趨勢,但負離子濃度測量值相差較大,部分儀器超過了200%。通過風速和空氣濕度的實驗室模擬試驗,說明了空氣濕度對儀器影響較小,環境風速對儀器測量結果有較大影響。
    5  風廓線雷達水平風數據質量控制
    陳中鈺,杜冰,劉康
    2020, 48(6):801-807.
    [摘要](636) [HTML](0) [PDF 1.26 M](1660)
    摘要:
    基于九龍站風廓線雷達實時水平風數據制定了水平風數據的質量控制方法,首先求取中位數水平風場,其次構建實際觀測風場和中位數風場的差值序列,然后求取差值序列的均方差,再根據差值均方差得到質控判別式,最后試驗求取質控判別式中的質控閾值。通過對九龍站2017年風廓線雷達水平風數據質量控制發現,實測風向數據有2044185個,25721個沒有通過質控,未通過質控的風向數據占總觀測的比例是1.258%,風向數據在近地層通過質控的數據最多,隨高度增加通過質控的數據量有所下降。實測風速數據有2044185個,18296個沒有通過質控,未通過質控的風速數據占總觀測的比例是0.895%,風速數據在2000~4000 m出錯的最少,近地層次之,4500~7000 m出錯的數據最多。質控后風廓線雷達和探空觀測風數據的均方根誤差減小,相關系數增加,風向數據質量在500~7000 m提升明顯,風速數據在1500~8000 m之間提升明顯。
    6  CINRAD/SA-SB雷達高頻放大鏈前級組件故障診斷系統設計與實施
    楊奇,李傳柱
    2020, 48(6):808-815.
    [摘要](328) [HTML](0) [PDF 4.60 M](1567)
    摘要:
    根據S波段新一代天氣雷達高頻放大鏈前級組件重要功能模塊固態放大器和射頻脈沖形成器的內部結構以及工作原理和維修需要,設計了一套支持固態放大器和射頻脈沖形成器組件測試與維修診斷系統。此系統詳細闡述了設計的流程,主要包括硬件,電源,電路接口,控制邏輯和顯示電路等設計,為測試維修固態放大器和射頻脈沖形成器提供所需的各種電壓、控制信號、時序邏輯信號等,滿足對固態放大器和射頻脈沖形成器故障的電路信號測試,判斷故障點及元器件。系統以直接輸出故障指示的方式快速完成測試及故障定位,從而確保維修人員的人身安全和雷達設備不受二次損壞,保證了雷達故障修復的時效性。
    7  基于NB-IoT技術的小型自動氣象站監測系統設計
    張李元,左少華,江錦春
    2020, 48(6):816-822.
    [摘要](391) [HTML](0) [PDF 5.00 M](1521)
    摘要:
    針對傳統氣象站通信組網技術復雜度高、建站成本高、時效性差、功耗高等缺點,設計了一種基于NBIoT技術的小型自動氣象站監測系統,該系統主要由氣象傳感設備、單站控制器及物聯網云平臺組成。該系統以低功耗CorterM3內核的STM32L152微控制芯片為硬件核心,依托氣象傳感器設備,實現氣象要素數據的采集和處理;利用NBIoT技術實現氣象站和云端服務器之間的數據傳輸;利用RESTful API和MySQL技術,實現用戶交互、遠程終端控制、數據存儲、數據顯示、數據分析、數據查詢等功能。測試結果表明,該系統建站簡單、功耗低、數據傳輸穩定,可實現對氣象要素的遠程實時監測。
    8  省級外網氣象大數據服務平臺研究與實現
    秦運龍,王迎迎,張冰松,汪璠
    2020, 48(6):823-828.
    [摘要](355) [HTML](0) [PDF 6.55 M](1831)
    摘要:
    隨著社會經濟發展,氣象大數據已成為國家大數據基礎性戰略資源的重要組成部分。然而各省市集約化氣象大數據環境均建設于氣象業務內網,面向社會的氣象數據服務則存在集約化程度低、時效性差、數據量少、安全隱患多等問題,因此,建立外網環境的統一、高效、安全的氣象大數據中心是氣象業務社會化服務發展的迫切需求。本文建立了外網氣象大數據服務平臺,采用GoldenGate和sersync+rsync技術實現內網與DMZ區(Demilitarized Zone,兩個防火墻之間區域)實時穩定的觸發式秒級數據同步;跨平臺、多語言開發,標準化調用的統一訪問接口設計,可實現高并發、穩定的數據響應請求;分時分類的用戶數據訪問控制,可實現數據權限的安全控制。該平臺通過防火墻雙網段控制,向互聯網環境用戶提供高效、安全、權威的氣象大數據服務。
    9  基于微服務的氣象信息決策支撐系統重構與實踐
    郝江波,唐衛,王慕華,豐德恩,趙瑞,袁亞男
    2020, 48(6):829-835.
    [摘要](347) [HTML](0) [PDF 1.51 M](1545)
    摘要:
    氣象信息決策支撐系統在氣象防災減災過程中具有重要作用,但是單體架構的氣象信息決策支撐系統無法滿足科學決策和智能減災的需求,在擴展性和復用性等方面存在不足?;赟pring Cloud的微服務架構具有低耦合、易擴展的特點,已經在各大中型企業得到廣泛的應用。本文通過對微服務架構中關鍵技術進行研究,提出了3種氣象信息決策支撐系統架構的重構策略。針對氣象信息決策支撐系統局限性,結合微服務架構特點,設計基于微服務的氣象信息決策支撐系統架構,分為核心層、業務邏輯層和表現層,重點對業務邏輯層進行了重構和實現,并把重構后的業務功能應用到了氣象防災減災監控管理平臺,提高了系統的可擴展性和可復用性。
    10  一次后向傳播對流風暴特征及傳播機制
    武冰路,尹澤疆,王萌,秦睿,程月星
    2020, 48(6):836-845.
    [摘要](552) [HTML](0) [PDF 30.97 M](1950)
    摘要:
    利用常規觀測資料、FY4A氣象衛星紅外云圖以及多普勒天氣雷達資料,分析了2019年5月17日夜間發生在京津冀中部伴有強冰雹、短時強降水和短時大風的強對流天氣過程。利用VDRAS資料與國家自動站資料進一步揭示對流風暴形成的環境條件以及后向傳播的機制。結果表明:在有利于強對流發生發展的大尺度環流背景場下,京津冀中部的對流系統迅速發展。前期京津一帶的強對流天氣形成較強的東北風冷池出流,與渤海灣的東南氣流交匯,在廊坊北京交界一帶形成了向南移動的地面輻合線,并觸發了對流。由于新生風暴單體與成熟風暴之間的正反饋作用,使得在廊坊北部形成東西向帶狀風暴系統,造成對流風暴不斷向西傳播。向西傳播的風暴與西北東南向的平流共同作用,最終導致風暴運動方向為西南方向,成為典型的后向傳播風暴。
    11  太平洋年代際振蕩與嚴重影響海南島強臺風事件的關聯性
    朱晶晶,趙小平,吳勝安,楊靜
    2020, 48(6):846-854.
    [摘要](381) [HTML](0) [PDF 4.10 M](1586)
    摘要:
    利用1949—2018年熱帶氣旋資料、NCEP/NCAR再分析格點資料、太平洋年代際振蕩(PDO)指數資料等分析了嚴重影響海南島的強臺風事件變化特征,并在此基礎上開展了PDO對強臺風事件的影響研究。結果表明:嚴重影響海南島的強臺風事件頻數存在明顯的年際變化特征,具有連續性和群發性,在1960—1990年間存在顯著的8~10年的周期規律;強臺風事件與PDO冷位相期存在較好的對應,更容易發生在冷位相年;PDO冷(暖)位相,菲律賓以東低緯度西太平洋海域海表溫度與強臺風事件頻數呈現顯著的負(正)相關關系;副熱帶高壓強度偏弱(強),位置整體偏東(西)偏北(南),低層輻合帶呈現西北東南走向(東西帶狀分布),輻合區域較為寬廣(窄長),有利于PDO冷(暖)位相年時強臺風事件的發生。PDO通過對副熱帶高壓、低層環流場等氣候因子的調制作用進而影響強臺風的生成和發展。
    12  基于年際增量法的華西秋雨預測模型建立及檢驗
    王春學,鄭然,李棟梁,唐紅玉,馬振峰,茅海祥
    2020, 48(6):855-861.
    [摘要](360) [HTML](0) [PDF 3.19 M](1666)
    摘要:
    利用1962—2018年華西地區301個氣象臺站秋季降水量資料和國家氣候中心整理的130項氣候系統指數,采用年際增量法建立了華西秋雨預測模型。首先通過相關分析挑選了4個與華西秋雨年際增量前3主模態密切相關的影響因子,進而采用多元線性回歸方法進行建模,擬合時段和后報時段分別選為1962—1991年和1992—2018年。華西秋雨年際增量前3主模態累積值的預測模型通過了α=0.01的顯著性水平檢驗,表明該模型具有較高的擬合預測能力。然后用相同的預測因子分別建立華西地區301個氣象站點的華西秋雨年際增量預測模型,大部分模型都通過了顯著性檢驗。用PS評分指標對預測效果進行檢驗,結果顯示后報期年平均PS評分達74.5分。從空間分布來看后報期大部分站點的PS評分都超過60分,其中四川盆地南部、貴州東部和湖南西部等地超過80分。與華西各省和國家氣候中心發布的近6年秋季降水預測PS評分進行比較,發現模型后報結果有顯著優勢??傮w來看,用年際增量法建立的華西秋雨預測模型具有較高的預測技巧和實際應用價值。
    13  基于EC模式閃電格點概率預報模型及應用
    周威,張武龍,康嵐,魏慶,但玻,銀航
    2020, 48(6):862-870.
    [摘要](476) [HTML](0) [PDF 2.71 M](1459)
    摘要:
    基于EC(0.25°×0.25°)模式預報資料和閃電定位資料,結合雷暴三要素形成條件,分別從水汽、能量、熱力、動力等幾個方面挑選預報因子,利用主成分分析方法配料權重系數,并根據海拔高度將四川劃分為四川盆地、攀西地區、川西高原3個不同的區域分別建立預報模型,研發了四川省閃電格點概率預報產品。檢驗結果表明:四川盆地在概率預報值為70%以上時,預報效果較好,TS評分為0.294;攀西地區和川西高原在概率預報值為60%以上時,預報效果較好,TS評分分別為0.302和0.299。
    14  大氣污染物非線性回歸模型構建
    廖代強,吳遙,柴闖闖
    2020, 48(6):871-876.
    [摘要](358) [HTML](0) [PDF 731.79 K](1531)
    摘要:
    本文基于重慶主城區(沙坪壩站)2014—2018年逐日同期同步觀測的氣象要素和環境空氣質量監測數據進行分析。首先通過對不同大氣污染物與各種氣象要素進行相關性分析,剔除影響預報模型共性的氣象因子,明確顯著影響空氣質量的氣象要素;然后結合污染物排放、大氣擴散過程和濕沉降作用機理;最后構建乘冪與線性疊加的混合模式的空氣質量預報方程。結果表明:構建的非線性回歸方程能較為真實地反映主要大氣污染物與氣象要素的相互影響關系,回歸模型預報檢驗準確率高(預報評分達87.6)。
    15  多種再分析地面氣溫資料在江西省的適用性
    李翔翔,黃淑娥,楊軍,秦曉晨
    2020, 48(6):877-886.
    [摘要](509) [HTML](0) [PDF 10.79 M](1801)
    摘要:
    為評估不同再分析地面氣溫資料的適用性和模擬精度,采用雙線性內插法將JRA55、ERAInterim、ERA5和MERRA2等再分析地面氣溫資料降尺度至氣象觀測站,評估其對實測氣溫的平均態(平均偏差、均方根誤差、相關性分析)、趨勢態(年際趨勢)和極端態(高溫日數、低溫日數)的再現能力。通過在江西省的對比分析,結果表明:①利用鄰近格點氣溫和高度值計算的逐時氣溫垂直遞減率具有合理的波動范圍以及季節性周期,適用于復雜地形下逐時再分析資料的內插訂正;②訂正后JRA55地面氣溫資料的均方根誤差最小,MERRA2其次,ERAInterim和ERA5最大;③從氣溫年際變化趨勢來看,JRA55、ERAInterim和ERA5增溫速率與實測值較為一致,且JRA55對增溫中心的刻畫更優;④4種再分析資料均能再現高、低溫日數的年際波動,但JRA55在量級上描述最優。綜上,再分析地面氣溫資料的適用性JRA55>ERAInterim>ERA5>MERRA2,JRA55再分析資料能較好地再現氣溫實際觀測資料。
    16  四川日最高最低氣溫預報訂正產品評估
    楊倩,陳朝平,陳權亮
    2020, 48(6):887-897.
    [摘要](434) [HTML](0) [PDF 14.51 M](1899)
    摘要:
    基于SCMOC、SNWFD、SPCO 3種模式2016—2018年的逐日2 m日最高、最低溫度預報資料及對應的實況站點數據,分析討論了四川地區精細化訂正產品的預報性能,結果表明:① 3種模式中,客觀方法SPCO與人工訂正SNWFD在最高、最低溫度的預報能力相當,均高于SCMOC;②四川地區東部的預報效果整體好于西部地區,且川西高原、涼山州地區預報誤差最大;③對于季節,夏、秋兩季預報效果好于春、冬季節;④隨著預報時效的增加,預報誤差逐漸增大;⑤四川地區,2 m日最低溫度的預報效果好于日最高溫度。
    17  江西強雷電活動分布與地形及其土地利用的相關性
    余建華,劉海兵
    2020, 48(6):898-902.
    [摘要](289) [HTML](0) [PDF 4.84 M](1574)
    摘要:
    為揭示地形及土地利用類型對江西地區強雷電活動影響,本文選取閃電密度極大值和閃電平均強度極大值作為反映強雷電活動的兩個主要參數,利用江西雷電監測資料、地表植被遙感以及地形高程影像文件,提取不同土地利用類型以及海拔高度、坡度和坡向參數值,重點分析強雷電活動分布與土地利用及地形的相關性。結果表明:江西強雷電活動活躍區主要分布于城鄉建設用地,雷電活動的落雷概率最高,其次為耕地。閃電平均強度極大值的雷電活動集中發生在贛州及九江的丘陵和山地,其土地利用類型主要為林地,其次為耕地。影響強雷電活動分布的地形因子主要包括坡度、坡向及海拔高度。
    18  濕度偏低對2016年上海奉賢黃桃開花坐果的影響及致災風險
    徐相明,顧品強,陳琛,周宇,姚寅秋,湯晨陽
    2020, 48(6):903-910.
    [摘要](335) [HTML](0) [PDF 1.02 M](1515)
    摘要:
    利用2009—2018年奉賢黃桃休眠—花期各物候期、同期氣象要素及1980—2018年黃桃花期逐日日平均、日最小相對濕度等資料,用對比及數理統計方法對2016年影響黃桃開花坐果的主要氣象致災因子、39年花期相對濕度變化特征及其影響進行分析。結果表明:2016年黃桃開花始期—開花盛期遭遇持續6 d日最小相對濕度小于等于30%的低濕天氣,每天09:00—20:00各整點相對濕度的平均值小于等于50%,導致當年坐果大幅偏少。20世紀80年代以來,黃桃花期平均相對濕度、平均最小相對濕度均呈下降趨勢,兩者突變年份均為2000年,且3月下旬及4月上旬低濕天氣出現概率高,提升了黃桃花期遭遇低濕致災的風險。2009—2018年開花始期與5 d滑動平均氣溫大于等于10 ℃首日(簡稱10 ℃首日)呈顯著性正相關。建立基于10 ℃首日的黃桃開花始期最小二乘偏回歸方程,擬合效果較好,為協同應對低濕天氣提供預測服務。
    19  基于DEM的桂林市羅漢果氣候適宜性分布
    謝曉燕,嚴春梅,鄧肖任
    2020, 48(6):911-916.
    [摘要](305) [HTML](0) [PDF 2.29 M](1655)
    摘要:
    為充分利用當地生態環境條件特征,提升羅漢果產量與品質,促進羅漢果穩定、高效生產,科學制定桂林市羅漢果發展規劃。利用桂林市14個國家站1981—2017年氣象數據,結合數字高程模型(DEM),采用層次分析法(AHP),從氣候、地形等方面構建桂林市羅漢果氣候適宜性指數,采用自然斷點法(Natural Breaks)將桂林市羅漢果適宜性指數劃分為適宜區、次適宜區和不適宜區。結果表明:桂林市中部、西南及東北部較適宜羅漢果種植,該區域內水熱條件較好,溫度、光照適宜,海拔高度適中,能夠較好滿足羅漢果生長發育所需生態條件。不適宜區主要位于北部貓兒山山脈地區、越城嶺、海洋山山脈及都龐嶺等地區,該區域內海拔較高,氣候條件不能滿足羅漢果生長發育所需,不適宜羅漢果種植。
    20  新疆岳普湖金銀花種植的氣候條件分析
    克日木·阿巴司,努爾帕提曼·買買提熱依木,孟凡雪,帕提曼·阿布都艾尼,謝葉,坎吉古麗·烏守爾
    2020, 48(6):917-922.
    [摘要](1055) [HTML](0) [PDF 1.07 M](65598)
    摘要:
    利用新疆塔里木盆地西部岳普湖縣1981—2019年氣象觀測資料,結合金銀花生長發育情況,分析氣候條件與金銀花生長的利弊關系,根據金銀花的生態學特性,對岳普湖縣金銀花栽培的氣象條件進行了系統的分析,結果表明:金銀花各物候期的平均氣溫呈明顯的升高趨勢、日照時數有明顯的增多趨勢、水源充足,有利于金銀花正常生長發育。隨著氣溫升高、日照時數增多,種植時間從以前的3月中旬提早至3月上旬,種植面積逐年擴大,從2016年的幾十公頃擴大到2019年的345 hm2,種植模式從平作方式調整到套種模式,品種統一用北花一號品種。金銀花生長發育過程中≥38 ℃的連續高溫日數,尤其是≥40 ℃的高溫天氣、短時強降水天氣、風沙天氣等氣象條件對金銀花品質和產量產生了有害影響。探討金銀花種植產業的有利氣候條件,可為新疆金銀花產業基地建設提供科學依據,為花農增收致富提供氣象保障。

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