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2020, 48(6):917-922.
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 hm2，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。
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 hm2，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。
2021, 49(1):55-62.
摘要:
云是地球系統的重要組成部分，能夠通過影響大氣輻射傳輸，進而影響地氣系統的輻射平衡。目前對于三維云場觀測得到的信息均具有一定的局限性，需要通過融合分析，綜合多源觀測資料的優勢，得到更為準確的三維云場信息。三維云融合分析業務系統（3DCloudAV1.0）基于逐步訂正方法，融合數值預報產品、靜止氣象衛星、雷達等多源數據，實時生成0.05°/h分辨率、覆蓋中國及其周邊地區（0°～60°N、70°～140°E）的三維云融合分析產品，并通過國內氣象通信系統將產品下發至全國氣象部門；系統采用模塊化的系統框架，開發了ECFlow調度進程實時監測與自動重啟等容錯功能，有效地提升了穩定性和可靠性。評估結果表明，通過融合多源觀測資料，三維云融合分析產品能夠對云頂、云中和云底信息進行更為準確的描述。
云是地球系統的重要組成部分，能夠通過影響大氣輻射傳輸，進而影響地氣系統的輻射平衡。目前對于三維云場觀測得到的信息均具有一定的局限性，需要通過融合分析，綜合多源觀測資料的優勢，得到更為準確的三維云場信息。三維云融合分析業務系統（3DCloudAV1.0）基于逐步訂正方法，融合數值預報產品、靜止氣象衛星、雷達等多源數據，實時生成0.05°/h分辨率、覆蓋中國及其周邊地區（0°～60°N、70°～140°E）的三維云融合分析產品，并通過國內氣象通信系統將產品下發至全國氣象部門；系統采用模塊化的系統框架，開發了ECFlow調度進程實時監測與自動重啟等容錯功能，有效地提升了穩定性和可靠性。評估結果表明，通過融合多源觀測資料，三維云融合分析產品能夠對云頂、云中和云底信息進行更為準確的描述。
2014, 42(5):823-831.
摘要:
為了改善低緯高原地區天氣預報水平，利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其變分同化系統進行雷達VAD (Velocity Azimuth Display)反演風場資料同化試驗。通過設計不同的試驗方案，對2009年6月30日00:00至7月1日00:00發生在云南的一次強降水過程進行數值模擬和對比分析，結果表明：同化VAD反演風場資料后對區域模式的風矢量初始場有明顯影響。同化系統能把雷達反演風場信息有效地引入模式初始場，改善強降水區域的水汽輸送和風場輻合強度；同化VAD反演風場資料后對區域模式累計降水預報有一定改進作用。從長時間累計降水量定量檢驗結果看，具體表現為25 mm以上量級的降水準確率明顯提高、漏報率下降，預報偏差更趨合理。不同的同化試驗方案之間的模擬結果差異較大。同化頻率越高、同化持續時間越長，對區域模式初始場和預報場的影響越明顯。但同化持續時間不宜過長，否則可能導致系統移速過快、降水強度偏大、空報率增加等異常。
為了改善低緯高原地區天氣預報水平，利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其變分同化系統進行雷達VAD (Velocity Azimuth Display)反演風場資料同化試驗。通過設計不同的試驗方案，對2009年6月30日00:00至7月1日00:00發生在云南的一次強降水過程進行數值模擬和對比分析，結果表明：同化VAD反演風場資料后對區域模式的風矢量初始場有明顯影響。同化系統能把雷達反演風場信息有效地引入模式初始場，改善強降水區域的水汽輸送和風場輻合強度；同化VAD反演風場資料后對區域模式累計降水預報有一定改進作用。從長時間累計降水量定量檢驗結果看，具體表現為25 mm以上量級的降水準確率明顯提高、漏報率下降，預報偏差更趨合理。不同的同化試驗方案之間的模擬結果差異較大。同化頻率越高、同化持續時間越長，對區域模式初始場和預報場的影響越明顯。但同化持續時間不宜過長，否則可能導致系統移速過快、降水強度偏大、空報率增加等異常。
2013, 41(4):758-763.
摘要:
通過對古建筑雷擊災害的調查，分析了古建筑遭受雷擊部位的分布規律，發現吻獸等突出部位、古樹、塔亭、服務設施等是古建筑容易遭受雷擊的部位；發現有雷擊歷史的古建筑容易再次遭受雷擊，分析了古建筑遭受雷擊后起火的原因，統計了古建筑遭受雷擊后造成的人員傷亡比例；討論了古建筑物遭受雷擊的原因，得出地理位置、古建筑的自身結構、樹木引雷、古建筑內部環境變化、年久失修進水潮濕等因素是古建筑易受雷擊的原因。
通過對古建筑雷擊災害的調查，分析了古建筑遭受雷擊部位的分布規律，發現吻獸等突出部位、古樹、塔亭、服務設施等是古建筑容易遭受雷擊的部位；發現有雷擊歷史的古建筑容易再次遭受雷擊，分析了古建筑遭受雷擊后起火的原因，統計了古建筑遭受雷擊后造成的人員傷亡比例；討論了古建筑物遭受雷擊的原因，得出地理位置、古建筑的自身結構、樹木引雷、古建筑內部環境變化、年久失修進水潮濕等因素是古建筑易受雷擊的原因。
2017, 45(6):1116-1124.
摘要:
數據質量評估是模式業務運行中重要環節。本文利用土壤水分觀測數據和中國氣象局陸面數據同化系統（CLDAS）產品數據，采用MySQL數據庫和html、JavaScript、HighChart等Web技術，建立CLDAS數據質量在線評估系統。系統采用相關系數、均方根誤差、相對偏差和平均偏差等統計指標，實現對任意站點及省份、任意時段、不同土壤層次的土壤濕度的評估分析，并以時間序列圖，散點圖等多種方式對比顯示土壤濕度觀測與模擬值。系統具備各類統計指標的實時計算，并通過Web頁面實時展示評估結果，實現對模式產品的數據質量進行實時監視。
數據質量評估是模式業務運行中重要環節。本文利用土壤水分觀測數據和中國氣象局陸面數據同化系統（CLDAS）產品數據，采用MySQL數據庫和html、JavaScript、HighChart等Web技術，建立CLDAS數據質量在線評估系統。系統采用相關系數、均方根誤差、相對偏差和平均偏差等統計指標，實現對任意站點及省份、任意時段、不同土壤層次的土壤濕度的評估分析，并以時間序列圖，散點圖等多種方式對比顯示土壤濕度觀測與模擬值。系統具備各類統計指標的實時計算，并通過Web頁面實時展示評估結果，實現對模式產品的數據質量進行實時監視。
2013, 41(1):15-19.
摘要:
由于地球曲率的影響，當CINRAD/SA新一代天氣雷達使用目前最低仰角固定為0.5°的模式探測時，探測盲區較大，對低層降水回波的探測能力嚴重不足。在實地展開試驗的基礎上，推導了負仰角探測時雷達最低探測高度計算公式，計算出仰角為0.5°、0°、-0.3°、-0.5°時不同探測距離上的雷達最低探測高度，對比分析不同仰角觀測模式的主要雷達產品特點，探討新一代天氣雷達使用負仰角觀測模式的局限性，提出了新一代天氣雷達使用負仰角觀測的建議。
由于地球曲率的影響，當CINRAD/SA新一代天氣雷達使用目前最低仰角固定為0.5°的模式探測時，探測盲區較大，對低層降水回波的探測能力嚴重不足。在實地展開試驗的基礎上，推導了負仰角探測時雷達最低探測高度計算公式，計算出仰角為0.5°、0°、-0.3°、-0.5°時不同探測距離上的雷達最低探測高度，對比分析不同仰角觀測模式的主要雷達產品特點，探討新一代天氣雷達使用負仰角觀測模式的局限性，提出了新一代天氣雷達使用負仰角觀測的建議。
2010, 38(3):289-294.
摘要:
利用加密觀測資料和NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析資料，對2006年12月25～27日發生在我國中東部地區的一次罕見強濃霧天氣過程從大尺度背景、動力和熱力機制等方面進行了診斷分析。結果表明：①本次過程大霧發生階段近地面風速很小，在03～29 m/s之間變化；濃霧發生階段風速在03～24 m/s之間變化；15 m能見度維持階段風速在08～11 m/s之間變化；②雖然濃霧發生前的很長一段時間內水汽條件差，而且后期西風槽影響時也無降水，但是槽前西南氣流的持續水汽輸送使得強濃霧形成所必須的水汽條件得到滿足；③在大霧發生前，穩定層結逐漸建立并在大霧期間穩定維持，穩定層結的建立和維持對濃霧的形成、持續有重要作用；日出后首先在較高層出現不穩定層結，繼而下傳到底層，穩定層結被破壞，大霧減輕或消散；④第1階段（25日夜里至26日上午）強濃霧出現前，能見度出現多次急速大幅振蕩，在第2階段（26日傍晚至27日上午）則未出現類似現象。
利用加密觀測資料和NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析資料，對2006年12月25～27日發生在我國中東部地區的一次罕見強濃霧天氣過程從大尺度背景、動力和熱力機制等方面進行了診斷分析。結果表明：①本次過程大霧發生階段近地面風速很小，在03～29 m/s之間變化；濃霧發生階段風速在03～24 m/s之間變化；15 m能見度維持階段風速在08～11 m/s之間變化；②雖然濃霧發生前的很長一段時間內水汽條件差，而且后期西風槽影響時也無降水，但是槽前西南氣流的持續水汽輸送使得強濃霧形成所必須的水汽條件得到滿足；③在大霧發生前，穩定層結逐漸建立并在大霧期間穩定維持，穩定層結的建立和維持對濃霧的形成、持續有重要作用；日出后首先在較高層出現不穩定層結，繼而下傳到底層，穩定層結被破壞，大霧減輕或消散；④第1階段（25日夜里至26日上午）強濃霧出現前，能見度出現多次急速大幅振蕩，在第2階段（26日傍晚至27日上午）則未出現類似現象。
2010, 38(3):281-288.
摘要:
選取河北省2003年和2004年兩次較大的降雪過程，利用常規氣象資料和NCEP再分析資料，對它們的環流形勢和物理量場作了對比分析。結果表明，500 hPa南北兩支槽在110°E附近同位相疊加、地面氣壓場“北高南低”并在河套地區有倒槽生成是河北出現大（暴）雪的有利形勢。低層暖溫舌和暖平流的存在為大（暴）雪的形成提供了較好的熱力條件。槽前西南氣流、低層偏東氣流和低空急流都能為產生大（暴）雪帶來充足的水汽。高層輻散、低層輻合的水平散度結構和整層為垂直上升氣流的分布，加強了上空的抽吸作用，有利較大降雪的發生。而整層是正渦度（正垂直螺旋度）對垂直上升運動最有利。925 hPa和850 hPa溫度同時降至0 ℃以下，且地面氣溫小于等于1 ℃是適合降雪的溫度條件。
選取河北省2003年和2004年兩次較大的降雪過程，利用常規氣象資料和NCEP再分析資料，對它們的環流形勢和物理量場作了對比分析。結果表明，500 hPa南北兩支槽在110°E附近同位相疊加、地面氣壓場“北高南低”并在河套地區有倒槽生成是河北出現大（暴）雪的有利形勢。低層暖溫舌和暖平流的存在為大（暴）雪的形成提供了較好的熱力條件。槽前西南氣流、低層偏東氣流和低空急流都能為產生大（暴）雪帶來充足的水汽。高層輻散、低層輻合的水平散度結構和整層為垂直上升氣流的分布，加強了上空的抽吸作用，有利較大降雪的發生。而整層是正渦度（正垂直螺旋度）對垂直上升運動最有利。925 hPa和850 hPa溫度同時降至0 ℃以下，且地面氣溫小于等于1 ℃是適合降雪的溫度條件。
2010, 38(4):432-436.
摘要:
2009年6月26日浙江出現全省范圍的雷暴天氣，此次過程中出現的地閃頻數是自2006年閃電定位系統建立以來出現最多的一次。利用閃電定位實測資料、加密雨量站雨量實況以及多普勒天氣雷達產品，對這一過程的地閃特征進行了分析。結果表明：此次地閃以負地閃為主，負地閃廣泛分布于25～55 dBz雷電回波區域內，而正閃多出現在25～35 dBz回波中；地閃多出現在回波發展和前進的一側，且密集分布在回波的梯度最大處，強回波中心處地閃較少出現；在回波開始減弱到中心強度為35 dBz左右的區域沒有地閃發生。地閃頻數與全省過程累積降水量有很好的相關性,地閃的出現及其頻數的增加意味著影響某地的強對流風暴正在發展或正向本地移來，對于單站來說雨強峰值滯后于地閃頻數峰值半個小時以上，對于全省累積降水量則提前1～2 h。因此地閃資料可以作為強對流天氣的短時強降水預報的預警依據。
2009年6月26日浙江出現全省范圍的雷暴天氣，此次過程中出現的地閃頻數是自2006年閃電定位系統建立以來出現最多的一次。利用閃電定位實測資料、加密雨量站雨量實況以及多普勒天氣雷達產品，對這一過程的地閃特征進行了分析。結果表明：此次地閃以負地閃為主，負地閃廣泛分布于25～55 dBz雷電回波區域內，而正閃多出現在25～35 dBz回波中；地閃多出現在回波發展和前進的一側，且密集分布在回波的梯度最大處，強回波中心處地閃較少出現；在回波開始減弱到中心強度為35 dBz左右的區域沒有地閃發生。地閃頻數與全省過程累積降水量有很好的相關性,地閃的出現及其頻數的增加意味著影響某地的強對流風暴正在發展或正向本地移來，對于單站來說雨強峰值滯后于地閃頻數峰值半個小時以上，對于全省累積降水量則提前1～2 h。因此地閃資料可以作為強對流天氣的短時強降水預報的預警依據。
2009, 37(1):67-73.
摘要:
土壤濕度是控制陸地和大氣間水分和能量交換過程的重要變量，而被動微波遙感是眾多監測土壤濕度技術中最有效的手段之一。文中概述了被動微波反演土壤濕度的物理原理，重點介紹了被動微波反演土壤濕度的主要模型。在對不同模型進行比較分析后，基于不同傳感器類型分別列舉了當今發展較完善的3個典型算法:①Njoku和Li基于AMSR的多通道同時反演土壤濕度、土壤溫度、植被含水量的方法；②Owe等基于SMMR利用極化差異指數同時反演土壤濕度和植被光學厚度2個參數的方法；③Wen等基于SSM/I同時反演土壤濕度和土壤溫度的方法。對被動微波遙感土壤濕度研究中目前所存在的問題和發展前景進行了一些探討。
土壤濕度是控制陸地和大氣間水分和能量交換過程的重要變量，而被動微波遙感是眾多監測土壤濕度技術中最有效的手段之一。文中概述了被動微波反演土壤濕度的物理原理，重點介紹了被動微波反演土壤濕度的主要模型。在對不同模型進行比較分析后，基于不同傳感器類型分別列舉了當今發展較完善的3個典型算法:①Njoku和Li基于AMSR的多通道同時反演土壤濕度、土壤溫度、植被含水量的方法；②Owe等基于SMMR利用極化差異指數同時反演土壤濕度和植被光學厚度2個參數的方法；③Wen等基于SSM/I同時反演土壤濕度和土壤溫度的方法。對被動微波遙感土壤濕度研究中目前所存在的問題和發展前景進行了一些探討。
2024, 52(3):318-329.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230129
摘要:
暈渲法根據山體陰影值的原理，利用光照角度和方向、坡度和坡向的關系來計算光通量的明暗值，利用色調的明暗來展現氣象模式數據的立體感。暈渲圖的著色方法是將每個格點上的明暗值作為HSV色彩模式中的明度，結合飽和度和色度獲得HSV色彩值，再通過HSV色彩模式和RGB色彩模型之間的轉換，使用RGB色彩模型進行著色，實現氣象模式數據彩色暈渲圖的繪制。本文在氣象模式數據的可視化工作中，利用暈渲圖技術，實現對物理概念上與地形類似的氣壓、位勢高度等數據的三維繪制。相比于傳統的等值線填色方法，暈渲圖技術能夠直觀表現大氣形勢場的立體分布，以凹凸效果表現高低值天氣系統，通過坡面的陡度體現天氣系統的梯度變化；能夠展現數據的像素級細節，識別梯度較小的渦流擾動，顯示等效地形影響，幫助氣象工作者更好地解釋數據，為氣象模式中數據處理的改進提供參考。
暈渲法根據山體陰影值的原理，利用光照角度和方向、坡度和坡向的關系來計算光通量的明暗值，利用色調的明暗來展現氣象模式數據的立體感。暈渲圖的著色方法是將每個格點上的明暗值作為HSV色彩模式中的明度，結合飽和度和色度獲得HSV色彩值，再通過HSV色彩模式和RGB色彩模型之間的轉換，使用RGB色彩模型進行著色，實現氣象模式數據彩色暈渲圖的繪制。本文在氣象模式數據的可視化工作中，利用暈渲圖技術，實現對物理概念上與地形類似的氣壓、位勢高度等數據的三維繪制。相比于傳統的等值線填色方法，暈渲圖技術能夠直觀表現大氣形勢場的立體分布，以凹凸效果表現高低值天氣系統，通過坡面的陡度體現天氣系統的梯度變化；能夠展現數據的像素級細節，識別梯度較小的渦流擾動，顯示等效地形影響，幫助氣象工作者更好地解釋數據，為氣象模式中數據處理的改進提供參考。
2024, 52(3):403-414.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230186
摘要:
基于遼寧省61個國家氣象站1961—2020年和998個區域自動氣象觀測站建站至2020年逐小時、逐日降水資料，分析了遼寧省暴雨洪澇災害主要致災因子，計算了暴雨洪澇孕災環境指標，完成了遼寧省暴雨洪澇災害危險性評估。結果表明：暴雨洪澇高危險性地區主要位于丹東；暴雨洪澇災害人口高風險區主要位于沈陽和大連市區；經濟高風險區主要位于大連和盤錦市區；水稻、玉米高風險區主要位于錦州、盤錦和丹東。利用遼寧省無縫隙智能網格預報數據對2022年7月28—29日的暴雨過程災害風險進行了預評估，發現暴雨災害危險性高值區域主要分布在朝陽、葫蘆島以及遼寧中部。暴雨災害可能造成的人口、經濟高風險區域主要位于遼寧西部和中部地區；暴雨災害可能造成的水稻和玉米高風險區主要位于沈陽、鐵嶺和朝陽北部等地區。預計高風險區主要影響人口約為449萬人，經濟損失約為1432萬元，受影響的水稻面積約為1.028萬公頃、玉米面積約為1.798萬公頃。通過災后效果檢驗，發現預評估模型效果良好，可在實際的暴雨洪澇災害風險評估業務中使用。
基于遼寧省61個國家氣象站1961—2020年和998個區域自動氣象觀測站建站至2020年逐小時、逐日降水資料，分析了遼寧省暴雨洪澇災害主要致災因子，計算了暴雨洪澇孕災環境指標，完成了遼寧省暴雨洪澇災害危險性評估。結果表明：暴雨洪澇高危險性地區主要位于丹東；暴雨洪澇災害人口高風險區主要位于沈陽和大連市區；經濟高風險區主要位于大連和盤錦市區；水稻、玉米高風險區主要位于錦州、盤錦和丹東。利用遼寧省無縫隙智能網格預報數據對2022年7月28—29日的暴雨過程災害風險進行了預評估，發現暴雨災害危險性高值區域主要分布在朝陽、葫蘆島以及遼寧中部。暴雨災害可能造成的人口、經濟高風險區域主要位于遼寧西部和中部地區；暴雨災害可能造成的水稻和玉米高風險區主要位于沈陽、鐵嶺和朝陽北部等地區。預計高風險區主要影響人口約為449萬人，經濟損失約為1432萬元，受影響的水稻面積約為1.028萬公頃、玉米面積約為1.798萬公頃。通過災后效果檢驗，發現預評估模型效果良好，可在實際的暴雨洪澇災害風險評估業務中使用。
2024, 52(3):446-455.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230140
摘要:
在復雜地形、副熱帶高壓和季風天氣等因素共同影響下，高山峽谷區內風場復雜多變，極易形成“狹管效應”，進而導致災害性大風，對大型工程施工與運行造成較大影響。本文基于流體力學基本原理，采用標準k－ε紊流模型以及PISO（Pressure Implict with Splitting of Operator）算法，以白鶴灘水電站區域發生7級北風為典型計算工況，研究了大壩建壩過程中近壩區風速場變化規律和建壩對風速場的影響范圍。成果表明:壩體的阻擋作用使風速場在壩頂處產生繞流分離和風場抬升，在建壩高程以下形成低風速區；建壩高程650 m與750 m時，纜機平臺范圍內風速約15～16 m/s，大壩下游風速垂直分布顯著影響區河道長度分別為4.4Ht和4.5Ht（Ht為建壩高度）；壩頂處風速場顯著影響高度分別為2.0Ht和3.0Ht。大壩蓄水至正常蓄水位825 m高度時，大壩下游風場顯著影響區河道長度為8.0倍壩高（2.3 km），最大影響河道區長度為30.4倍壩高（8.8 km）；壩頂影響高度達到1500 m高度左右，約3.5倍壩高。
在復雜地形、副熱帶高壓和季風天氣等因素共同影響下，高山峽谷區內風場復雜多變，極易形成“狹管效應”，進而導致災害性大風，對大型工程施工與運行造成較大影響。本文基于流體力學基本原理，采用標準k－ε紊流模型以及PISO（Pressure Implict with Splitting of Operator）算法，以白鶴灘水電站區域發生7級北風為典型計算工況，研究了大壩建壩過程中近壩區風速場變化規律和建壩對風速場的影響范圍。成果表明:壩體的阻擋作用使風速場在壩頂處產生繞流分離和風場抬升，在建壩高程以下形成低風速區；建壩高程650 m與750 m時，纜機平臺范圍內風速約15～16 m/s，大壩下游風速垂直分布顯著影響區河道長度分別為4.4Ht和4.5Ht（Ht為建壩高度）；壩頂處風速場顯著影響高度分別為2.0Ht和3.0Ht。大壩蓄水至正常蓄水位825 m高度時，大壩下游風場顯著影響區河道長度為8.0倍壩高（2.3 km），最大影響河道區長度為30.4倍壩高（8.8 km）；壩頂影響高度達到1500 m高度左右，約3.5倍壩高。
2024, 52(3):347-355.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230189
摘要:
為打破傳統氣象業務空間的局限性，實現全省分級聯動的監控體系，提升氣象數據和裝備的保障能力，以手機APP為載體開發集約多功能領域、面向多用戶群體的氣象綜合監控系統。系統以Springboot+Vue+Mybatis-Plus為開發框架，通過開發接口程序從多業務平臺獲取源數據，經過統一格式以后推送給隔離區提供訪問服務，同時采用跨平臺開發uni-app、增強版持久層Mybatis-Plus、實時數據集成FlinkCDC等技術框架提升系統的安全性、兼容性和高效性。系統在貴州省、市、縣、站各級氣象部門推廣使用。結果表明：該系統同時兼容Android以及iOS等多移動端系統，運行穩定，氣象資料的及時性監測有所提升。
為打破傳統氣象業務空間的局限性，實現全省分級聯動的監控體系，提升氣象數據和裝備的保障能力，以手機APP為載體開發集約多功能領域、面向多用戶群體的氣象綜合監控系統。系統以Springboot+Vue+Mybatis-Plus為開發框架，通過開發接口程序從多業務平臺獲取源數據，經過統一格式以后推送給隔離區提供訪問服務，同時采用跨平臺開發uni-app、增強版持久層Mybatis-Plus、實時數據集成FlinkCDC等技術框架提升系統的安全性、兼容性和高效性。系統在貴州省、市、縣、站各級氣象部門推廣使用。結果表明：該系統同時兼容Android以及iOS等多移動端系統，運行穩定，氣象資料的及時性監測有所提升。
2024, 52(3):380-391.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230246
摘要:
對足夠精細的觀測資料做詳盡的分析有助于澄清對流組織與增強的動力機制。本文利用機場跑道兩端的分鐘雨量資料、常規觀測資料、加密自動站、ERA5再分析和S波段雙偏振、X波段雙偏振相控陣雷達資料，對2022年7月15日廈門機場出現的一次短時強降水天氣進行了分析。結果表明：此次過程因陣風鋒在傳播過程中與地面輻合線交叉碰并而觸發抬升，在500 hPa與850 hPa假相當位溫差的負大值區和低層高溫高濕的環境下激發出新的對流，給廈門機場帶來罕見的短時強降水天氣，期間分鐘雨量最大達2.5 mm、跑道能見度降至400 m，兩者呈反相關，但當分鐘雨量大于1.6 mm時兩者反相關性減弱，能見度谷值則晚于雨量峰值出現。觀測分析表明，徑向速度的氣旋性切變與分鐘雨量的變化趨勢較為一致，兩者有較好的對應關系。當2～5 km高度存在氣旋性切變時雨量顯著增加，當有兩個高度層的切變強度達到2×10-3s-1以上時分鐘雨量可達約2 mm，為本次短時強降水的組織特征。
對足夠精細的觀測資料做詳盡的分析有助于澄清對流組織與增強的動力機制。本文利用機場跑道兩端的分鐘雨量資料、常規觀測資料、加密自動站、ERA5再分析和S波段雙偏振、X波段雙偏振相控陣雷達資料，對2022年7月15日廈門機場出現的一次短時強降水天氣進行了分析。結果表明：此次過程因陣風鋒在傳播過程中與地面輻合線交叉碰并而觸發抬升，在500 hPa與850 hPa假相當位溫差的負大值區和低層高溫高濕的環境下激發出新的對流，給廈門機場帶來罕見的短時強降水天氣，期間分鐘雨量最大達2.5 mm、跑道能見度降至400 m，兩者呈反相關，但當分鐘雨量大于1.6 mm時兩者反相關性減弱，能見度谷值則晚于雨量峰值出現。觀測分析表明，徑向速度的氣旋性切變與分鐘雨量的變化趨勢較為一致，兩者有較好的對應關系。當2～5 km高度存在氣旋性切變時雨量顯著增加，當有兩個高度層的切變強度達到2×10-3s-1以上時分鐘雨量可達約2 mm，為本次短時強降水的組織特征。
2024, 52(3):309-317.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230123
摘要:
針對靜止軌道遙感衛星上多通道掃描型載荷成像、傳輸與存儲過程中，存在數據質量下降等問題，本文在經典三維塊匹配算法（Block Matching 3D，BM3D）基礎上，提出一種基于多層級小波分解的并行執行策略。首先，使用小波變換對原始氣象遙感圖像分解，得到4個圖像分量；其次，將所得圖像分量進一步進行3級分解，并選擇其中的10個圖像分量；最后，每個分量并行執行BM3D濾波器去噪，并重構10個分量的輸出圖像。與傳統BM3D去噪算法相比，改進BM3D算法的計算量可有效降低20%以上。通過與中值濾波、均值濾波、NL-Bayes、BM3D四種降噪算法進行實驗對比，所提算法的峰值信噪比平均增益在0.39～4.45 dB之間，特別是在高斯白噪聲和脈沖噪聲的混合噪聲去噪方面要顯著優于選取的四種對比算法。
針對靜止軌道遙感衛星上多通道掃描型載荷成像、傳輸與存儲過程中，存在數據質量下降等問題，本文在經典三維塊匹配算法（Block Matching 3D，BM3D）基礎上，提出一種基于多層級小波分解的并行執行策略。首先，使用小波變換對原始氣象遙感圖像分解，得到4個圖像分量；其次，將所得圖像分量進一步進行3級分解，并選擇其中的10個圖像分量；最后，每個分量并行執行BM3D濾波器去噪，并重構10個分量的輸出圖像。與傳統BM3D去噪算法相比，改進BM3D算法的計算量可有效降低20%以上。通過與中值濾波、均值濾波、NL-Bayes、BM3D四種降噪算法進行實驗對比，所提算法的峰值信噪比平均增益在0.39～4.45 dB之間，特別是在高斯白噪聲和脈沖噪聲的混合噪聲去噪方面要顯著優于選取的四種對比算法。
2024, 52(3):424-433.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230152
摘要:
為進一步加強星地閃電觀測資料運用，本文基于2020年6—8月FY-4A/LMI閃電數據(LMIG)和浙江省ADTD-2C三維閃電定位數據，對比分析兩套閃電數據的時空分布特征，并結合雷達和云頂亮溫資料，分析了2020年7月15日浙江省雷暴過程兩套閃電觀測資料的演變規律。結果表明：2010年6—8月，浙江省LMIG與三維閃電比值為1∶44.43；兩套資料閃電月分布和空間分布總體一致；就日分布而言，LMIG呈現雙峰結構，三維閃電則為單峰結構。兩套數據時間匹配窗口大于1.8 s、經緯度匹配窗口大于0.5°時，匹配率趨于穩定；與LMIG匹配的三維閃電高度主要集中在16 km以下，閃電強度主要集中在50 kA以下。2020年7月15日浙江省午后雷暴天氣，LMIG與三維閃電比值為1∶25.44；LMIG首次閃電及峰值時間均滯后于三維閃電首次閃電及峰值時間；此外兩套閃電資料時間演變與雷暴發展有較好的對應，空間變化與云頂亮溫低值區也有較好的對應。
為進一步加強星地閃電觀測資料運用，本文基于2020年6—8月FY-4A/LMI閃電數據(LMIG)和浙江省ADTD-2C三維閃電定位數據，對比分析兩套閃電數據的時空分布特征，并結合雷達和云頂亮溫資料，分析了2020年7月15日浙江省雷暴過程兩套閃電觀測資料的演變規律。結果表明：2010年6—8月，浙江省LMIG與三維閃電比值為1∶44.43；兩套資料閃電月分布和空間分布總體一致；就日分布而言，LMIG呈現雙峰結構，三維閃電則為單峰結構。兩套數據時間匹配窗口大于1.8 s、經緯度匹配窗口大于0.5°時，匹配率趨于穩定；與LMIG匹配的三維閃電高度主要集中在16 km以下，閃電強度主要集中在50 kA以下。2020年7月15日浙江省午后雷暴天氣，LMIG與三維閃電比值為1∶25.44；LMIG首次閃電及峰值時間均滯后于三維閃電首次閃電及峰值時間；此外兩套閃電資料時間演變與雷暴發展有較好的對應，空間變化與云頂亮溫低值區也有較好的對應。
2024, 52(3):367-379.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230172
摘要:
基于歐洲中期天氣預報中心（European Center for Medium-range Weather Forecasts，ECMWF）集合預報資料及浙江全省自動站降水觀測資料，采用貝葉斯模型平均（Bayesian Model Average, BMA）方法對2020年浙江超長梅汛期開展降水概率預報訂正試驗。采用平均絕對誤差、連續等級概率評分、布萊爾評分BS、Talagrand、概率積分變換(Probability Integral Transform, PIT)直方圖及屬性圖檢驗方法對本次過程BMA訂正前后的概率預報進行對比分析，結果表明：①50 d為適用于浙江梅汛期ECMWF集合預報訂正的BMA最優訓練期，經最優訓練期的BMA訂正后，預報離散度有所增加，預報誤差有所下降；②BMA對0.1 mm、10.0 mm和25.0 mm閾值降水的訂正效果顯著，經BMA訂正后3個閾值的降水預報BS下降率分別為25.92%、19.29%、4.76%，但對超過50.0 mm的降水訂正效果不明顯，且隨著降水閾值增加，BMA的訂正效果減弱；③在強降水個例中，BMA能有效減少各閾值降水預報概率大值落區偏差，使訂正后的降水預報概率大值區與觀測落區更一致。
基于歐洲中期天氣預報中心（European Center for Medium-range Weather Forecasts，ECMWF）集合預報資料及浙江全省自動站降水觀測資料，采用貝葉斯模型平均（Bayesian Model Average, BMA）方法對2020年浙江超長梅汛期開展降水概率預報訂正試驗。采用平均絕對誤差、連續等級概率評分、布萊爾評分BS、Talagrand、概率積分變換(Probability Integral Transform, PIT)直方圖及屬性圖檢驗方法對本次過程BMA訂正前后的概率預報進行對比分析，結果表明：①50 d為適用于浙江梅汛期ECMWF集合預報訂正的BMA最優訓練期，經最優訓練期的BMA訂正后，預報離散度有所增加，預報誤差有所下降；②BMA對0.1 mm、10.0 mm和25.0 mm閾值降水的訂正效果顯著，經BMA訂正后3個閾值的降水預報BS下降率分別為25.92%、19.29%、4.76%，但對超過50.0 mm的降水訂正效果不明顯，且隨著降水閾值增加，BMA的訂正效果減弱；③在強降水個例中，BMA能有效減少各閾值降水預報概率大值落區偏差，使訂正后的降水預報概率大值區與觀測落區更一致。
2024, 52(3):330-339.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230166
摘要:
為提高冰雹探測算法（Hail Detection Algorithm，HDA）產品的可用性，針對2015—2020年普洱地區監測到的22次冰雹個例，利用新一代雷達業務應用軟件ROSE2.0對相關雷達基數據進行回放及產品分析，以命中率、虛警率、臨界成功指數為指標對HDA算法在普洱地區的識別效果進行評估并給出本地化參數配置方案。結果表明:HDA算法在普洱地區命中率接近100%，但虛警現象非常普遍，使用強冰雹概率（Probability of Severe Hail，POSH）的預警效果優于任意大小冰雹概率（Probability of Hail，POH），且冰雹尺寸越大POSH虛警的概率越低。進一步使用模擬測評法對POSH算法的適配參數進行分析，發現正確輸入降雹日當天的0 ℃層和-20 ℃層高度能有效減少POSH的虛警率及提高臨界成功指數；同時使算法預測的最大冰雹直徑普遍偏大的情況得到控制，其中，中小冰雹直徑偏離百分比減小76.07%，改善效果顯著高于大冰雹。此外，增大反射率因子及POSH閾值能有效控制虛警，但也導致漏報次數快速增加，當閾值太大時命中率明顯降低，為了保證較高的命中率和臨界成功指數，選擇Z=50 dBz或POSH=70%為閾值能明顯改善HDA算法的識別效果。
為提高冰雹探測算法（Hail Detection Algorithm，HDA）產品的可用性，針對2015—2020年普洱地區監測到的22次冰雹個例，利用新一代雷達業務應用軟件ROSE2.0對相關雷達基數據進行回放及產品分析，以命中率、虛警率、臨界成功指數為指標對HDA算法在普洱地區的識別效果進行評估并給出本地化參數配置方案。結果表明:HDA算法在普洱地區命中率接近100%，但虛警現象非常普遍，使用強冰雹概率（Probability of Severe Hail，POSH）的預警效果優于任意大小冰雹概率（Probability of Hail，POH），且冰雹尺寸越大POSH虛警的概率越低。進一步使用模擬測評法對POSH算法的適配參數進行分析，發現正確輸入降雹日當天的0 ℃層和-20 ℃層高度能有效減少POSH的虛警率及提高臨界成功指數；同時使算法預測的最大冰雹直徑普遍偏大的情況得到控制，其中，中小冰雹直徑偏離百分比減小76.07%，改善效果顯著高于大冰雹。此外，增大反射率因子及POSH閾值能有效控制虛警，但也導致漏報次數快速增加，當閾值太大時命中率明顯降低，為了保證較高的命中率和臨界成功指數，選擇Z=50 dBz或POSH=70%為閾值能明顯改善HDA算法的識別效果。
2024, 52(3):340-346.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20230182
摘要:
為實現2025年氣象關鍵核心技術自主可控的目標，氣象大數據云平臺（簡稱天擎）建立了基于海光X86服務器和麒麟操作系統的仿真環境。在仿真平臺運行中發現，基于容器技術的產品加工與流水線子系統容器調度性能較差，不能滿足用戶融入算法的時效要求。針對此問題，本文采用對比分析法，選取天擎仿真環境和業務環境的3種CPU芯片服務器和3種操作系統為研究對象，設計了一系列組合對比測試用例，找到了影響容器調度性能的關鍵因素—操作系統內核，并進一步分析了操作系統內核設置對系統實時性和吞吐量的影響以及適用的業務場景。最后給出了麒麟操作系統內核調整方法，通過調整內核設置，容器調度性能大幅提高，滿足了產品加工系統的時效要求，為實現天擎的關鍵核心技術自主可控奠定基礎。
為實現2025年氣象關鍵核心技術自主可控的目標，氣象大數據云平臺（簡稱天擎）建立了基于海光X86服務器和麒麟操作系統的仿真環境。在仿真平臺運行中發現，基于容器技術的產品加工與流水線子系統容器調度性能較差，不能滿足用戶融入算法的時效要求。針對此問題，本文采用對比分析法，選取天擎仿真環境和業務環境的3種CPU芯片服務器和3種操作系統為研究對象，設計了一系列組合對比測試用例，找到了影響容器調度性能的關鍵因素—操作系統內核，并進一步分析了操作系統內核設置對系統實時性和吞吐量的影響以及適用的業務場景。最后給出了麒麟操作系統內核調整方法，通過調整內核設置，容器調度性能大幅提高，滿足了產品加工系統的時效要求，為實現天擎的關鍵核心技術自主可控奠定基礎。
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