2016, 44(5):697-701.
摘要:随着光纤激光技术的快速发展,全光纤相干多普勒激光雷达已逐步应用于大气风场探测业务中。为了更好地发挥相干多普勒激光雷达的效益,必须使激光雷达保障和使用人员更好地了解其基本原理及结构。基于多普勒效应和激光相干原理,以迈克耳逊干涉仪结构为原型,在实验室中搭建了基于532 nm可见激光的空间多普勒测速系统,利用频谱处理技术,准确地测得了漫反射转轮的切向速度,直观地展示了激光相干多普勒测速系统的原理、结构及速度反演方法。此外,在532 nm相干测速试验的基础上,搭建了基于1550 nm激光的全光纤硬靶相干测速实验系统,开展了大量对比观测试验,在转轮速度分别为2.9 m/s和4.8 m/s时,试验系统与实测转轮速度之间的系统差分别为-0.01 m/s和0.04 m/s,标准差分别为0.08 m/s和0.1 m/s,说明了激光测速系统测量数据的可信性。
2016, 44(5):702-709.
摘要:以探空水汽廓线为标准,对00:00UTC、12:00UTC北京南郊(39.93 °E,116.28 °N)观测站的微波辐射计水汽廓线与WRF(Weather Research & Forecasting Model)模拟的水汽廓线进行精度分析。结果表明,整体上WRF水汽密度接近探空,但在近地面处微波辐射计的更接近探空;水汽密度偏差在夏季较大冬季较小;微波辐射计的水汽密度在3 km左右偏大,根据北京地区历史天气记录中有中云的天气较多的信息,推测可能是由于云对微波辐射计反演有影响。06:00UTC和18:00UTC以WRF水汽廓线为参考对微波辐射计的水汽廓线进行精度分析,得到的结果与00:00UTC和12:00UTC的类似。
2016, 44(5):710-714.
摘要:在海洋探测方面,利用飞机进行下投探空拥有巨大的潜力去弥补全球高空探测网的空白。台风形成后,飞机飞入台风中心或绕台风飞行,下投配有全球卫星定位(GPS)装置的“探空仪”,探空仪上安装有温度、气压、湿度传感器,通过GPS定位测风,对台风实施立体观测。多年来,飞机下投探空能够充分掌握台风的整体气象要素分布结构,从而提高对台风强度和移动路径等预报的准确性,飞机下投探空在国际上已经从科学试验转变成业务应用,并且形成新型的探测技术——目标观测。本文主要总结了国际上利用飞机搭载下投式探空仪进行台风探测的发展历程,为我国开展下投探空,特别是台风监测提供可借鉴的经验。
2016, 44(5):715-721.
摘要:引入数据关联规则挖掘技术,分析地面观测中不同气象要素之间的相互关系,为不同气象要素观测数据的内部一致性检查提供参考。通过对2013年全年北京南郊试验站地面气象自动观测数据的分析,统计出了强关联规则气象观测要素相应的值域分布区间。分析了相对湿度和风速变化值之间的相关性,得到相对应的变化阈值;通过分析能见度与相对湿度的相关性,发现能见度变化受降水影响较大,因此,统计不同等级降雨强度所对应的能见度区间值,通过分析具体降水过程,揭示能见度与降雨强度随时间的变化关系,结果表明,利用上述相关性对气象要素观测数据进行判定,可以为多种气象观测数据的质量控制提供参考。
2016, 44(5):722-727.
摘要:利用2003年盐城市滨海县气象站自动站与人工站平行观测期间的对比资料,分析了两套观测系统相对湿度数据的差异,讨论了相对湿度、环境温度、天气状况和环境风速与2种方式观测的相对湿度差之间的关系。结果表明:滨海县自动观测与人工观测的相对湿度数据存在一定的差异,但在允许精度范围内,约93%的数据集中在-4%~4%之间,误差超过±2%的样本集中在相对湿度小于70%的区域内;随着月份的变化,相对湿度差的分布呈现“W”形波动趋势;随气温升高,呈“V”形变化趋势,尤其是高温下自动站偏干现象明显;湿度增大或有降水产生时,有偏正的趋势;环境风速增大时,有减小的趋势,自动站相对湿度观测值偏大。
2016, 44(5):728-732.
摘要:为确保铂电阻地温传感器观测数据的准确、可靠并具有可比性,定期开展对地温传感器的检定是非常重要的。通过检定将地温传感器系统误差控制在允许范围内,并对检定结果进行不确定度评定,是考察检定结果可信程度的重要步骤。本文依据《JJG(气象)002-2015自动气象站温度传感器》和《JJF1059.1-2012 测量不确定度评定与表示》的要求,设计10次重复性试验,分析检定过程中的不确定度来源,并对不同的不确定度来源进行A类和B类不确定度评定,此评定方法对自动气象站地温检定结果可信度评估具有指导意义。
2016, 44(5):733-738.
摘要:介绍了新一代天气雷达数据传输与短信值机系统,解决了目前新一代天气雷达运行观测业务中存在的一些问题。开发的数据传输子系统,整合了3 类雷达数据的传输与监控,解决了目前数据传输业务中存在的问题。数据传输系统的时效性、稳定性、可靠性、安全性均进一步提高。对新一代天气雷达短信自动值机进行研究,根据其部分软故障排除经验特点设计了与其相适应的值机子系统,能够实时发送新一代天气雷达故障的监控报警,并接收短信指令按照预定义的操作步骤自动完成部分软故障排除任务,尽早恢复新一代天气雷达正常运行,提高了这些故障排除的时效性。上述系统在海口雷达站应用结果表明效果良好,能够满足目前新一代天气雷达运行观测业务需求,可以推广应用。
2016, 44(5):739-743.
摘要:随着气象站的不断发展以及大众对气象信息关注度的提升,气象站的管理监测显得尤为重要。而现在移动互联网与气象站监测结合方面的研究仍处在发展阶段,大部分气象站数据以气象工作者在办公领域PC机上获取为主,受地域和时间等限制,使气象工作者不能随时查看实况气象数据,及时获取设备报警信息。为了更灵活便捷地获取气象数据,对设备报警及时做出维护处理,系统使用Android软件开发工具包Eclipse和Java语言进行开发,结合移动应用特点,设计并实现了一套在移动客户端可以随时查询气象站相关数据的信息查询系统,为气象工作者监测台站设备状态和维护设备提供便利,扩展了气象业务的安全运行空间,提升了移动气象信息服务能力。
2016, 44(5):744-748.
摘要:针对几年来湖北省ZQZⅡ1型自动气象站采集器出现的故障及修复情况, 分别介绍了采集器电源、面板、主板等部位的故障检修,着重介绍了自然损坏及雷击损坏的检修方法。根据实际电路绘制了电源部分的原理图及各传感器与采集器主板芯片连接框图,按图检修就能很快找到故障部位。并提供了在没有专业工具的情况下,如何拆卸多层电路板芯片的方法。通过几例检修实例,进一步分析说明故障原因及检修方法。对于为什么从风杆引入的雷击会造成主板芯片大面积损坏的原因作了分析判断并提出了改进的方法。
2016, 44(5):749-753.
摘要:基于BCC的DERF 2.0(中国)、CFSv2(美国)、EC(欧洲)、TCC(日本)4种模式开展的1983—2010年对东北地区的回报试验结果、2011—2014年业务应用结果和国家气象信息中心提供的东北地区172个台站气象观测资料,利用距平相关系数(ACC)、趋势异常综合检验(PS)评估和距平符号一致率(PC)3种定量方法对比评估了4种模式对东北地区月气温的预测性能。结果表明,EC模式和CFSv2模式与BCC模式和TCC模式相比,对月气温的总体预测效果较好,有一定的预测技巧。从空间上来看,CFSv2的PC在前半年表现的比后半年的略好,PC超过80%的范围比较大。CFSv2和EC模式对东北地区夏季典型低温年有一定的预测能力。
2016, 44(5):754-762.
摘要:统计工业、交通、生活能源的消耗计算出中山市的人为热排放量,在WRF模式中使用新旧两套下垫面资料以及在城市地区引入人为热的排放,对2010年7月2—5日中山市的连续高温天气进行模拟,以评估城市化对中山市极端高温天气的影响。结果表明,在使用了新的下垫面资料后,模式能很好地模拟出中山市气温的变化和分布趋势,城市地区的热岛现象显著。城市下垫面和人为热分别使平均气温上升0.9 ℃和0.2 ℃,下垫面的改变引起的温度上升要比人为热明显,最低气温的增幅比最高气温要大。城市下垫面和人为热均能使城市热岛强度得到增强,热岛强度的变化在夜间比日间明显,在日出前达到最大,城市下垫面引起的热岛强度变化最大为1.5 ℃,而人为热为0.6 ℃。城市下垫面和人为热的引入增加了地表感热通量,使城市地区气温上升,下垫面引起的感热通量变化明显比人为热引起的要大。日间感热通量的增加比夜间大,但气温的增加则是夜间比日间明显。
李静锋 , 卞林根 , 段居琦 , 丁卓铭 , 韦覃武 , 逯昌贵
2016, 44(5):763-768.
摘要:依据1974—2013年Vernadsky、Marambio、Esperanza、Marsh站月、季、年平均气温和各站附近海域的海冰密集度,采用线性回归倾向估计方法,对近40年的气温特征及与海冰的相互关系进行了研究。结果表明,近40年南极半岛北部气温呈变暖趋势,海冰密集度与气温的变化为负相关。近40年年平均气温升温情况分别为Vernadsky 2.24 ℃、Marambio 0.88 ℃、Esperanza 0.8 ℃、Marsh 0.12 ℃。冬季升温是南极半岛北部年平均气温升高的关键,西海岸则是半岛北部升温速度最快的区域。南极半岛北部气温高值区位于乔治王岛,低值区位于东海岸。20世纪90年代中期到本世纪初气温升温明显,是造成近40年气温变暖的关键期。海冰密集度除Marambio呈弱增长趋势外,其余3个站均明显减少。这一变化也证实了:西海岸升温显著,东海岸和乔治王岛升温相对缓和。
2016, 44(5):769-775.
摘要:采用1961—2010年安徽省辐射观测数据和常规气象要素观测资料,建立了太阳总辐射的气候学计算方法;进而推算了安徽省各地太阳总辐射,并采用趋势分析、突变检验和小波分析等方法研究了其时空变化特征。结果表明:以理论天文辐射为起始值所建立的全省统一公式,能够较好的拟合安徽省月尺度的太阳总辐射值。根据公式推算的安徽省各地太阳总辐射资源的丰富程度以3级为主,空间分布呈北多南少的特征,季节分布为夏多冬少单峰型,但在梅雨期存在波谷。近50年来安徽省各地太阳总辐射量基本呈一致的减少趋势,全省平均下降趋势为每10年减少0.31 MJ〖DK〗·m-2〖DK〗·d-1,近年来辐射下降趋缓。安徽省太阳总辐射在20世纪80年代初存在一次突变现象;近50年总辐射量以准10年和4~6年左右周期振荡较为明显,而20世纪80年代以来年代际振荡信号减弱,并且太阳总辐射气候态以偏少为主。
2016, 44(5):776-782.
摘要:利用四川盆地104个县级气象站逐日降水量资料,建立了新的四川盆地区域性暴雨过程识别方法,并分析了其时空变化特征。研究结果表明:新的区域性暴雨过程识别方法可以排除孤立暴雨站点的影响,快速准确的识别出区域性暴雨过程。1961—2013年四川盆地共计发生区域性暴雨过程216次,与历史灾情资料在发生时间、范围和强度上都有很好的对应关系。1961—2013年四川盆地区域性暴雨过程次数呈逐渐减少的趋势。区域性暴雨过程综合强度在1991—2013年波动幅度有所增大,并出现逐渐增强的趋势,这可能与区域性暴雨过程持续时间变长和累积雨量增加有关。使用旋转正交函数(REOF)方法对区域性暴雨过程频数进行分区研究,发现最常见的是盆西北型,其次是盆东北型,盆南型出现频次相对最少。3种类型的区域性暴雨过程随时间变化差异明显,尤其近20年盆西北型有逐渐减少的趋势,盆东北型有逐渐增多的趋势,而盆南型则无明显的变化趋势。
2016, 44(5):783-787.
摘要:利用三峡库区腹心地带14个气象观测站1961—2014年气温观测资料,并经过均一性检验和订正后,对2003年三峡水库蓄水前后的气温作了时间对比分析,同时分别选取近库区和远库区站点作气温差值分析。结果表明:近54年来三峡库区腹心地带年平均气温总体呈现出增温趋势,与西南地区区域气温变化及全球平均气温变化趋势基本一致。但近11年来三峡库区腹心地带蓄水后受水域扩大影响近库地区的气温发生了一定变化,表现出近库地区的气温在冬季有增温效应,夏季有弱降温效应。
2016, 44(5):788-792.
摘要:运用信息量法进行了地质灾害易发性评价,将全省划分为3个易发等级。利用贵州省2009—2014年的地质灾害和降水数据,分析了每个等级中地质灾害概率与有效降水量之间的关系。在此基础上,利用概率论方法将动态临界雨量引入预报模型,建立了基于动态临界雨量的地质灾害概率预报模型。结果表明:对于任意的易发区划等级,诱发地质灾害的临界雨量并不是静态的,而是分布在一个非常大的区间上;当有效降水量为该区间上一个特定的值时,用相应的概率来描述地质灾害发生可能性的大小,而不是地质灾害一定发生更为恰当;在2015年的检验中,模型预报准确率超过80%,说明该概率预报方法具有实际应用价值,能起到良好的预报预警作用。
2016, 44(5):793-799.
摘要:利用常规气象资料、区域自动站资料和1°×1°的NCEP再分析资料,对1209“苏拉”台风后部暴雨的动力机制进行分析,并用WRF模式进行地形模拟数值试验,结果表明:“苏拉”后部暴雨具有明显的中尺度特征,低层流场的汇合促进暴雨区上升运动的发展,超低空偏南风急流为暴雨区提供充足的水汽条件,急流在强降水发生前增强北推;陆地摩擦使近岸一带生成风速辐合线(岸风锋)是触发暴雨的中尺度系统,其强弱对暴雨强度有直接影响。
2016, 44(5):800-804.
摘要:利用MICAPS资料、NCEP再分析资料和环境监测站大气成分监测资料, 分析2015年3月29日连云港地区一次浮尘及重污染天气过程,结果表明:由于上游地区出现沙尘天气后,空气中大量沙尘粒子随着高空西北气流携带向东南输送,影响连云港,从而形成浮尘天气;高空有西风急流带,400 hPa下沉运动加强,高空动量下传是形成浮尘天气的动力条件;连云港处于弱气压场中,大气层结稳定,空气干燥,风力较小,不利于沙尘粒子和污染物扩散;由浮尘的质点后向轨迹模拟得知,沙源来自蒙古国东部地区,与高空形势分析结果一致。
2016, 44(5):805-810.
摘要:利用机载PMS 粒子探测系统对2006 年8 月27 日甘肃省中部一次降水性天气过程进行空中观测,对云中微物理特征进行了分析。研究发现云层中小粒子对含水量的贡献较大,云层主要以平均直径小于20 μm的小云滴为主。在低层云滴浓度和含水量大于上层,而平均直径小于上层,符合“播撒-供给”降水机理,云上部主要增长方式有凝华增长、淞附增长,在云下部主要增长机制是碰并增长。
2016, 44(5):811-815.
摘要:传统的跨区飞机增雨作业,其作业空域划分、作业飞机性能情况不清楚,加之空域申报环节多、信息量大等问题,作业资源不能够及时有效利用,影响了跨区作业效益。本文基于部队空域管制边界,参考民航空中走廊和航路,结合经纬度网格、云水资源分布、高山地势等因素,设计并优化了作业空域分区。首次提出了基于安全、效益、区间的作业飞机性能评估模型,重点分析了跨区增雨作业云降水潜力。建立作业申报、作业决策、作业指挥和作业通报的调度模型业务流程,在此基础上搭建业务平台,并按网格作业空域分区、飞机作业性能评估、调度报告生成等模块分别在业务应用中进行检验和修正,实现飞机作业资源的有效调配和利用。
2016, 44(5):816-821.
摘要:针对当前安全射界图绘制存在的问题,基于ArcGIS空间参考、空间分析、制图表达规则提出了自动化绘制方法。根据作业点位置选择准确的空间参考坐标系;通过缓冲区等运算绘制距离圈和方位标划固定射线;采用集合论推导了安全射界扇形区的生成过程,基于推导结果进行交集取反、要素转面、按位置选择要素等运算,并整合为完整的空间分析流程。应用表明:用户只需要输入相关数据,绘制过程无需人机交互, 保证了绘制要素的准确性,杜绝了作业点资料泄密的可能性。
2016, 44(5):822-827.
摘要:利用2008—2013年MODIS 3级数据土地覆盖类型产品MCD12Q1及重庆市ADTD闪电定位资料,以重庆市内106°~107°E,29°~30°N范围的矩形区域为研究区域,结合频次、强度、时段、地貌等要素对局地内的地表覆盖种类与地闪分布关系进行了研究,结果表明:研究区内地闪分布在各地表覆盖种类上差异显著,在水域、农田、城镇上的闪电密度都高于平均值;地闪中轻中度闪电、强闪电的分布在同一地表覆盖种类上的差异明显,强闪电更易产生于水域、林地种类上;同一地表覆盖种类上地闪分布与季节的关系不明显;地闪活动在某些地表覆盖种类上的昼夜分布具有明显差异;植被覆盖面上的地闪分布与地貌条件关系密切,同一类覆盖面上的强闪电比例与海拔高度呈正相关关系。
2016, 44(5):828-833.
摘要:MOV作为压敏型电涌保护器(SPD)的主要防雷元件,依据IEC 61643的规定,其通流能力是反映SPD防雷性能的重要指标,故通常用标称(最大)放电电流来衡量MOV通流能力,但这并不意味着MOV的标称放电电流就是衡量MOV的通流能力最佳参数,为了更为准确地研究SPD的防雷性能,需要对MOV通流能力的衡量方法进行进一步优化分析。通过详细分析通流能力的本质含义,引入能量资源(安秒资源)的概念,区分了MOV的标称(最大)放电电流与通流能力的关系,结果显示:利用MOV的能量资源(安秒资源)来体现器件的通流性能,更符合MOV的特征,优化后的衡量方法对于SPD防雷性能的精确定标具有重要的参考价值。
2016, 44(5):834-840.
摘要:2012—2013年生长季在野外原位观测了青藏高原林芝地区森林穿透雨中不同形态氮湿沉降通量,并研究了氮沉降通量的变化特征及其影响因子。研究结果表明,2012、2013年可溶性总氮(TN)累积沉降通量分别为8.82 kg〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1和6.91 kg〖DK〗·hm-2〖DK〗·a-1;其中,硝态氮(NO-3N)、铵态氮(NH+4N)、可溶性总有机氮(DON)沉降通量分别占总氮的16.98%、53.39%和29.63%,NH+4N对湿沉降通量的贡献率最大。不同形态氮沉降通量呈现明显的季节性变化特征,一般在夏季达到最大值。随着降水量及温度的升高,不同形态氮沉降通量均有增加趋势;其中,总无机氮(TIN)与月平均气温呈显著相关关系(〖WTBX〗p〖WTBZ〗<0.05),TN、TIN均与月累积降水量呈极显著相关(〖WTBX〗p〖WTBZ〗<0.01)。月累计降水量和月平均气温可以共同解释森林穿透雨中TN沉降通量55.2%的变化。
2016, 44(5):841-847.
摘要:利用莎车县气象局1990—2013年地面气象观测资料和莎车农业气象试验站1992—2013年杏、苹果、桃、梨、沙枣、巴旦姆花期观测资料,分析莎车春季首日变化特征及对果树花期的影响。结果表明:莎车春季首日平均为3月21日,2000年出现突变性提前,春季首日与3月及3月各旬平均气温呈极显著相关,与年平均气温、1月中旬及2月下旬平均气温呈显著相关;3—5月果树陆续进入花期,杏(巴旦姆)花期最早、梨(桃、苹果)花期次之、沙枣花期最晚。杏、梨、沙枣花期持续时间年际差异较大,但均呈现增多趋势,其中杏突增年份与春季首日突变年份基本一致,梨、沙枣偏晚3~5年;果树开花始期、开花盛期、开花末期与春季首日的差值变化基本一致,其中开花始期与春季首日相关性最好,杏花期与春季首日最接近;采用偏最小二乘法建立杏、梨、沙枣等3种代表性果树开花始期回归预报模型,经历史拟合和2011—2013年检验, 模型可以较好的模拟和预报杏、梨、沙枣开花始期。
2016, 44(5):848-853.
摘要:为了掌握云南甘蔗主产区气候差异,在依据甘蔗生物学特性选定评价指标的基础上,采用系统聚类法进行了云南甘蔗主产区气候类型分类。划分的6类甘蔗气候类型具有较好的区域性分布,各类型间气候特征差异明显,主要体现在4—10月平均日照时数、5—10月平均降水量、11月至次年2月平均日照时数、9—12月累计温差等指标上。结合甘蔗历史单产数据,分析了影响各类型单产的主要气象指标。研究表明影响云南甘蔗单产的主要因子为生长季的温度和光照,正常年份下降雨量为非限制因子。此外采用9—12月的平均最低和最高气温作为含糖量影响因子而入选分类指标,使分类结果更具实用性。