2017, 45(2):209-216.
摘要:通过对世界辐射基准传递到我国省级工作级标准总辐射表的不确定度进行分析和评估,确定了量值传递过程中不确定度来源主要包括测量重复性、输出电压值、太阳入射角变化、热偏移以及标准器等引入的不确定度,得出我国省级工作级标准总辐射表校准结果的不确定度为06%。我国采用“成分和”法对省级太阳总辐射标准量值进行传递,其标准器引入的不确定度系标准直接辐射表(03%)和标准散射辐射表(10%)的合成,标准器引入的不确定度所占比例达90%以上,因此提高标准直接辐射和标准散射辐射的测量确定度是减小量值传递不确定度的关键。此外太阳辐射量值传递的准确性受天气条件的影响较大,选择天气稳定,大气透明度高的天气以及太阳高度角大于30°的时段;增加测量次数以减小测量数据的分散性,降低重复性测量引入的不确定度;对被校准总辐射表进行通风,以减小热偏移的影响;保证仪器安装水平以及准确跟踪遮光,可以进一步减小量值传递的不确定度,提高我国短波辐射的测量水平。
王敏 , 张世国 , 汪玮 , 方海涛 , 陆斌 , 刘清彬 , 高兰达
2017, 45(2):217-222.
摘要:实时、准确的能见度测量数据对指导交通监测预警和空气质量评价具有重要意义。叙述前向散射式能见度仪测量原理,介绍能见度实验室内的检测技术和检测方法。基于安徽省大气探测技术保障中心研制的能见度环境模拟方舱,对3个国产厂家的前向散射式能见度仪进行检测,对比了能见度仪示值的一致程度,分析了影响示值偏差的原因。针对我国目前未建立能见度量传体系现状,提出了标定厂家系统常数以减少测量误差的方法。研究结果表明:同一厂家生产的前向散射式能见度仪测量结果一致性相对较好。能见度小于15 km时,标准偏差均值最大为1313 m。能见度在15~10 km时,标准偏差均值最大为4574 m。不同厂家生产的能见度仪示值偏差较大,能见度在15~10 km时,最大相对误差均值达到-409%。重新标定系统常数后,能见度仪示值一致性明显提高。
2017, 45(2):223-227.
摘要:此温度传感器检测仪采用半导体制冷技术制作温度发生器,采用智能PID温控技术设计了温度控制装置,通过单片机来实现数据采集和检测过程智能控制功能。经试验验证其各项指标均达到了野外检测的技术要求。对比检测仪与常规实验室检定装置和国家级自动气象站现场校准装置的业务试用结果,3种检测结果基本一致。且此检测仪升温和降温速度快,操作简单,方便携带,检测的精度可满足区域自动气象站的温度探测数据的质量评估要求,为区域自动气象站温度传感器的现场检测提供了有效且可行的技术保障。
2017, 45(2):228-233.
摘要:为进一步了解不同雨量观测方式对降水测量的影响,在中国气象局大气探测试验基地进行了几种雨量观测方式的比对试验。本文利用该试验的观测资料,分析了不同雨量计及其不同安装方式对降水测量的影响,并分别给出了各雨量计的测量值。结果表明:降水测量与雨量计的安装方式极其相关,坑式安装测量的雨量值最大,其余依次为双栅、防风圈和平地安装(呈水口高出地面70 cm);当前业务观测方式测得的降雨量偏小;降雪测量受风场的影响比液态降水测量更显著。
2017, 45(2):234-239.
摘要:中国天气网是中国气象局面向公众提供气象信息服务的核心门户。为适应其日益增长的访问量,并保障网站可用性及访问体验等要求,网站已建立包含可用性、用户体验、网站访问、网络、安全、系统和应用等多方面的综合监控系统。实现了可根据体验、可用性、成本、安全等多方面因素,可面向多种具体业务场景的灵活多样的负载调控手段。基于监控和调控,构建了经内容本地加速的多源站弹性架构。在访问体验、可用性、带宽容量、安全、成本、业务特性需求等多方面提升了网站能力。
2017, 45(2):240-246.
摘要:针对传统模式数据服务的缺陷和弊端,按照互联网+思维,研究模式数据的分类和特点,深入分析各模式数据的类型、层次、时间、时次、数据中心、要素、时次、时效、区域、分辨率之间的关联,设计数据配置以及数据配置项与MARS命令脚本的转换算法。从易用性角度进行了流程设计、数据库设计、功能设计、页面设计,根据用户使用行为设计一个基于B/S的数据服务平台,实现了用户按需进行精细化获取数据的系统,降低了数据服务人员的工作强度,提高了业务用户和科研用户的工作效率。
2017, 45(2):247-253.
摘要:为提升我国民用航空气象服务的质量和效率,研究设计基于百度地图BMap API的全国机场天气警报系统。系统设计了一套机场天气预警级别,通过访问民航气象数据库,取得全国机场天气报告,通过报文解析算法计算出机场天气适航级别,并将机场报文解析为中文明文,使用JavaScript 对象表示方法(JavaScript Object Notation,JSON),异步JavaScript和XML(Asynchronous Javascript And XML,AJAX)技术将解析结果发送至浏览器端,浏览器端通过调用BMap API加载地图并显示全国机场天气警报级别。系统实现了用户通过PC和移动设备可视化的实时了解全国机场天气情况、天气预警和查看相关数据的功能。应用实践表明,该系统对增强地图API在民航气象领域中的应用具有很好的参考价值,丰富和提升了民航气象服务的方式和效率,具有广阔的应用前景。
2017, 45(2):254-260.
摘要:随着移动信息技术的发展和智能手机的普及,公众对移动互联网气象信息服务的需求与日俱增,同时以微信为代表的社交软件的使用大大提高了信息传播的效率,另外由于社会经济活动的日趋活跃,公众特别是沿海用户对获取台风信息的权威性、便捷性、及时性、全面性要求也越来越高。本文利用移动互联网技术进行快速迭代开发,研究设计既适合微信传播,又能通过手机APP应用市场下载使用的浙江台风信息发布系统,打造了一个浙江台风信息发布的权威平台满足新形势下公众的需求。
2017, 45(2):261-268.
摘要:精细化格点要素预报是目前中国气象局的主推业务和未来天气预报的发展方向,如何有效地将预报产品提供给用户使用,是精细化格点预报的最终环节。本文介绍了基于百度地图API的陕西精细化格点预报显示系统,系统主要实现了:①降水预报,以CMORPH(NOAA Climate Prediction Center Morphing Method)卫星与全国3万个自动观测站的逐时降水量融合资料为基础,通过动态偏差订正的方法来提高格点降水的预报能力;温度预报,采用滑动线性回归的方法来改善温度预报效果。②任意位置的地理信息获取及对应格点240 h预报时效的气象要素实时展示。③格点气象要素向站点转换,通过格点值提取全省98个观测站逐3 h站点预报值,实时分析过去24 h降水、温度预报与观测值的误差,供用户预判未来预报值的可能误差趋势;并提供未来168 h逐日要素预报。④与以往的数据库后台支撑不同,本系统直接将35 GB格点预报数据一次性读入内存,进行侦听,解决了数据库检索、调用效率低下的问题。
2017, 45(2):269-275.
摘要:为了适应气象现代化以及重整节约资源,安徽省气象局基于虚拟化技术,开展了气象业务省级资源池设计与应用研究,主要包括服务器与存储资源池、桌面和应用资源池建设,并推进省市县业务整合,“云+端”和移动化改造。本文从云计算的组成及核心技术、虚拟化存储技术、应用虚拟化技术和网络虚拟化技术方面展开关键技术探讨。给出了安徽省气象业务省级资源池总体架构、服务器与存储资源池、虚拟应用与虚拟桌面资源池和资源池调度管理系统的设计方案。通过对传统PC与虚拟桌面系统性能、故障处理可靠性测试进行比较,得出采用虚拟化后资源利用率和维护效率提高,24 h功耗和服务器准备周期减少,软件故障维护和软件故障影响业务运行时间减少,不影响硬件故障维护和业务运行。安徽省气象业务资源池建设具有实际的应用价值。
2017, 45(2):276-280.
摘要:针对太原北郊DYYZII型自动气象站温度信号干扰的故障,结合该型自动站的信号传输方式和结构类型、设备接地网的分布形式、作用原理以及接地电阻测量值、外部环境对系统的影响程度评估等进行了综合分析。在常规处理方法不能彻底解决问题的情况下,运用多学科理论知识,对接地引线连接中由于金属氧化物作用对实际接地效果产生影响等方面的原因进行了详细的分析,同时提出了“接地电阻值符合要求不一定等于实际接地效果符合要求”的观点。在最终故障处理、验证过程中证明了金属氧化物对接地线的导电性能有直接的影响,为今后处理自动气象站温度信号干扰问题提供了一种新的分析思路和解决方法。
2017, 45(2):281-284.
摘要:目前陕西省气象宽带通信网省、市、县3级连接中,区县局出口是以单台路由器连接双运营商线路接入市局,这一架构造成明显的路由器单点故障风险,同时也不能有效解决台站各业务之间带宽竞争的问题。据此改造市〖CD*2〗县级网络拓扑,在区县局出口部署双路由器,分别对接电信、广电运营商线路。启用VRRP(虚拟路由冗余协议),并配置VRRP的负载分担模式,对台站业务根据带宽消耗和时效性高低进行分流传输,在链路冗余的基础上实现了双机热备和负载均衡。同时配置BFD(双向转发检测协议)和VRRP联动,通过BFD监控VRRP路由器的上行链路状态,实现主备路由器的快速切换。经过在西安市多个区县局的广域网建设实践和一年多的业务运行,收到了预期的效果,方案可为同级气象部门提供参考。
2017, 45(2):285-297.
摘要:风廓线雷达是目前我国着重规划发展的垂直风廓线探测设备,其探测资料对天气预报预警具有重要价值。本文回顾了风廓线雷达资料在灾害性天气监测和预报中的应用,阐述了业务应用中存在的主要问题和未来发展的方向。风廓线雷达探测产品能够监测不同尺度天气系统的结构和演变,估计降水相态以及雨滴谱分布的云微物理信息,其提供的高空风资料进入快速同化系统和中尺度模式可以提高预报准确率,最后介绍了风廓线雷达单站和组网资料在强对流天气监测和业务中的应用情况,为预报员通过利用风廓线雷达资料了解天气系统的中尺度信息提供了一定的参考。
敖雪 , 翟晴飞 , 崔妍 , 周晓宇 , 赵春雨 , 王涛 , 易雪 , 林蓉
2017, 45(2):298-306.
摘要:利用CMIP5的多模式集合资料,从时间变化和空间分布两方面分析了不同情景下(RCP26、RCP45、RCP85)中国东北地区未来100年的气候变化。结果显示:3种排放情景下,21世纪东北地区气温和降水呈显著增长趋势,中期和末期增幅较明显,冬季增幅高于其他季节,RCP85情景下气温增暖最为显著,RCP45次之,RCP26最小,随着年代的推移,气温和降水年较差逐渐减小;空间分布显示:3种排放情景下各个时期的增温分布形式基本一致,由南向北逐渐增大,辽宁南部增温幅度最小,最显著地区位于黑龙江大兴安岭;不同情景下气温变化率的分布形势略有不同,但均呈显著增温趋势;3种排放情景下降水距平百分率均为增加趋势,呈由东向西逐渐增大的经向分布特征;不同情景下的降水变化率分布形势相似,呈南大北小特征,辽宁地区增长最为明显,黑龙江西部地区增长相对较小。
2017, 45(2):307-312.
摘要:对高空气象学领域而言,位势高度是重要的一个参量,为天气学和气候学业务应用所提供的高度一般是位势高度。位势高度通常采用探空所实时测量的温度、气压和湿度来计算,计算公式为气压〖CD*2〗高度公式(简称压高公式)。本文针对压高公式进行了推导分析,并指出公式中简化的由来以及定量计算了简化所引起的误差,分析表明,压高公式中的重力加速度变量若用当地不同高度的实际重力加速度来代替现行的恒定值,将会减小位势高度的计算误差。
高松影 , 赵婷婷 , 宋丽丽 , 孟振雄 , 罗箭宇 , 徐璐璐 , 何宝财
2017, 45(2):313-323.
摘要:利用1949—2015年CMASTI热带气旋(TC:Tropical Cyclone)最佳路径数据集、NCEP25°×25°再分析资料及常规资料,对北上TC特征进行研究。结果表明:1949—2015年进入北上定义区的TC共计91个,占西北太平洋(包含南海)TC总数41%,年平均14个;进入定义区最早5月,最晚9月,最多8月,但7月北上几率最大。依据TC运动形态特征将北上TC路径分为转向北上和直接北上两大类,其中转向北上TC转向之后路径与转向点密切联系,这对北上TC路径预报有重要意义。北上TC生成源地主要在8°~25°N,122°~155°E,不同路径北上TC源地纬度、经度分布有差异,源地偏北的TC未来转向点偏北和直接北上的可能性大。北上TC一般在定义区外20°N左右达到生命史最大强度,进入定义区后强度大多减弱为热带风暴,强度越强减弱速度越快;进入影响区后发生变性的TC明显增加。北上TC路径与西太平洋副热带高压的主体位置、形态和强度有关,副高西端高脊的引导气流决定北上TC未来路径是转向还是北上,西脊点的位置决定北上TC未来转向点的位置。不同路径北上TC暴雨和大风天气区分布存在差异,中纬转向、高纬转向和直接北上路径是造成北方强烈降水和大风的主要路径。
2017, 45(2):324-330.
摘要:利用1958—2012年33个浙江沿海气象站资料,统计分析浙江沿海大雾时空分布特征和生、消特点,以及沿海大雾与地面风向风力的关系。得出以下结论:年均出现大雾10天以上的有28个站,整个沿海地区分布比较均匀;1971—2012年浙江沿海年平均有517天6个以上的基准站出现大雾,且有较明显的年际特征;沿海大雾有明显的季节性和月际变化,以春季和初夏出现次数最多;沿海大雾有明显的日变化特征,23:00至次日06:00是大雾生成的主要时段,而大雾消散时间主要集中在06:00—10:00。沿海大雾大部分在南风条件下发生,一般风力小于12 m/s。文中还分析了2005—2011年出现沿海大雾时的天气形势,发现浙江处在入海变性冷高压西部、地面低压倒槽东部、静止锋或冷锋前部、弱高压底部、鞍形场,日本海高压西南部等6种天气形势下容易出现沿海大雾。
2017, 45(2):331-341.
摘要:采用1961—2014年四川省158个气象站的逐日降水量资料,定义了四川省单站和区域持续性暴雨的标准,分析了近54年四川省持续性暴雨的时空分布特征。结果表明,盆地单站持续性暴雨多发生在9月,主要出现在盆地西北部、西南部和东北部,一般持续3天,一次持续性暴雨事件降水量一般可达150~200 mm。而攀西地区单站持续性暴雨发生的次数一般为1~3次,6月发生范围最大,最长持续时间为4天,主要发生在攀西地区东部。区域持续性暴雨多发生在7月,降水中心主要分布在盆地西部沿山一带及盆地东北部,这与单站持续性暴雨频次高值区的分布基本一致。区域持续性暴雨在2001年后发生频次较前期频繁,特别是持续3天的持续性暴雨事件发生频率较高,但是强度略有减弱。
2017, 45(2):342-348.
摘要:利用2004—2015年江西省闪电定位系统监测的地闪资料,通过数理统计、线性回归等方法,重点分析不同海拔高度变化对江西闪电特征的影响,分析结果表明:①江西省闪电主要发生在海拔高度0~500 m的平原、丘陵(占地总面积74×104km2)和小起伏山地(总面积61×104km2),占总闪电次数的835%,其中910%的正闪电发生在这些地区;②闪电密度大小随海拔高度的增加而减小,而且在不同的海拔高度其变化率不同。正负闪电平均强度随海拔高度的增加而增强,且其变化率在各海拔高度区段内不同,正闪电的变化比较明显,负闪电的变化幅度相对正闪电比较小;③江西省多雷区所占比例最大,强雷区基本上分布在江西南部,多雷区和强雷区大部分是地处0~500 m的平原、丘陵和小起伏山地;在500~2200 m的山区里,大部分地区为少雷区。
郑建琴 , 路明月 , 王曙东 , 贾惠珍 , 唐千红 , 王轩
2017, 45(2):349-354.
摘要:利用决策树对天津地区2005—2014年4—9月间的25次有灾情资料的冰雹天气进行多普勒天气雷达因子识别,采用冰雹概率(POH)、强冰雹概率(POSH)、垂直液态含水量(VIL)、最大反射率因子(DBZM)、风暴质心高度(HT)、风暴顶高(TOP)等主要雷达识别指标,归纳出天津地区冰雹云雷达回波判识指标:①当DBZM≤545 dBz,或者当DBZM>545 dBz但POSH≤35,单体不会降雹;②当DBZM>545 dBz且POSH>35,则该单体将会降雹。与判别分析方法比较,基于决策树分析的识别降雹单体的成功率达902%,临界成功指数达783%,识别结果明显优于判别分析方法。
2017, 45(2):355-363.
摘要:利用多普勒天气雷达、宝坻和西青两部风廓线雷达、天津250 m气象铁塔观测资料,结合NCEP再分析资料、探空资料、地面加密自动站和自动站分钟资料,对2014年6月8日发生在天津地区的一次弱降水雷暴大风过程进行分析。结果表明:①此次过程属于西北气流型雷暴大风,低层强垂直风切变和较大的温度直减率为雷暴大风的出现提供有利环境条件;②此过程共经历弓形回波复合体、阵风锋和单体弓形回波3个阶段,雷暴大风的强度与强回波核伸展高度以及下落时间有关,回波核伸展高度越高,下落时间越短,雷暴大风强度越强;③强冷池的快速移动是弓形回波复合体阶段雷暴大风的直接原因,冷空气首先从23 km高度入侵,10 min后地面出现雷暴大风。天津南部具有不稳定能量高值中心,配合地面中尺度辐合线的触发作用导致单体弓形回波阶段雷暴大风;④阵风锋阶段上升与下沉气流共存,下沉速度峰值的下传特征较地面雷暴大风的出现提前20 min,2 km以上的对流层中低层为上升运动。
2017, 45(2):364-374.
摘要:采用2013年国家气象信息中心逐日的839个中国基准、基本气象站,2419个国家级地面气象站,3万个逐小时中国地面站气温和降水数据,利用ANUSPLIN、SHERPAD和OI插值方法进行网格化,比较了日尺度上不同方法插值不同站网密度站点数据的精度。结果表明:台站点数量多的插值结果,对降水或气温描述的准确性高,相关性随站点密度增加而增大,均方根误差随站点密度增加而减少。不同方法得出的相关性、均方根误差随季节变化明显,且差异较大,并具有月尺度变化特征。夏季站点数量相同的不同插值结果,降水场的相关系数、RMSE等评分指标均优于年平均,气温的相关系数则低于年平均。降水场的评估指标时间序列不确定性更大,波动范围大于气温。国家气象信息中心制作的基于气候背景场OI插值的2419站降水场和考虑高程ANUSPLIN插值的2419站气温的综合评价较好。
2017, 45(2):375-382.
摘要:利用1961—2013年湖南80个台站的逐日降水、平均气温、日照资料和NECP/NCAR再分析资料、海温资料,分析了近53年湖南省播种育秧期低温阴雨日数的主要分布类型与同期大气环流背景场及前冬海温分布特征。结果表明: ①湖南省低温阴雨日数空间分布主要类型为全省一致型和南北相异型。②当欧亚大陆中高纬度受东亚大槽的影响,加上低层冷暖空气汇合和较好的湿度条件,有利于发生偏多型低温阴雨;相反,当欧亚大陆中高纬度受高压控制,加上低层中东部整体受异常北风和负相对湿度的影响,则易发生偏少型低温阴雨。当湖南北部受低槽的影响,且为相对湿度大值区时,易发生北多南少型低温阴雨;而当湖南南部受低槽和地形影响出现南岭静止锋,南部为相对湿度大值区时,则易发生北少南多型低温阴雨。③低温阴雨偏多(少)年前冬赤道中东太平洋以及阿拉斯加湾海温偏暖(冷),西北太平洋和北美洲以东的北大西洋海温偏冷(暖)。北多(少)南少(多)型前冬赤道中东太平洋以及阿拉斯加湾海温偏暖(冷),北美洲以东的北大西洋海温异常偏暖(冷)。
2017, 45(2):383-389.
摘要:以南京大学区域边界层模式(RBLM)为工具,利用银川国家基准气候站地面和探空观测数据,模拟了银川市四季3种典型风速天气条件下城市规划前后大气温度场,结果表明:现状下,夏季,小风和大风情景下高温区域面积大于一般风情景下;冬季,小风情景下高温面积最大,大风情景下高温区域面积最小;春季一般风情景下高温面积最大;秋季一般风情景下高温区域面积最大。银川市四季城市热岛效应表现均很显著,四季日变化表现为夜间水域附近的温度较城区建设用地高,白天尤其是14:00,城区建设用地温度较水域附近温度高。14:00在城市建设用地密集区域气温较高,且城市建设越密集气温越高,仅在冬季小风日和春季大风日表现得较弱。城市规划后,温度场在3种典型天气条件下分布特征与现状下分布规律总体趋于一致,只是高温区域较之前略小,低温区域较之前略大。城市规划后,3种典型天气条件下热岛面积均小于规划前,城市热岛效应减弱。
陈靖 , 解以扬 , 张容焱 , 李培彦 , 严平勇 , 段丽瑶 , 邱晓滨 , 王雪莲
2017, 45(2):390-397.
摘要:利用ArcGIS对莆田沿海地区的地形、下垫面属性和排水设施及排水运作方式进行预处理,建立台风降水、风暴潮共同影响下的莆田沿海地区内涝模型。应用雷达估算降水及自动雨量站数据计算的热带气旋“南玛都”过程面雨量,以及此次暴雨过程沿岸海区和河口的时变水位作为模型的边界条件,对莆田地区风暴潮灾害风险进行评估试验。针对2011年9月1日热带气旋“南玛都”造成的莆田沿海地区风暴潮及暴雨灾害,利用暴雨内涝模型进行评估试验研究,将模拟结果与实况灾情进行对比,结果表明模型能够较客观地反映“南玛都”过程降水和风暴潮共同作用的灾害情况。
2017, 45(2):398-404.
摘要:在云雾中播撒吸湿性催化剂是进行暖云催化降水或消暖雾的重要手段之一,而寻找高效、适宜的吸湿性催化剂仍然是当前人工影响天气领域的重要研究目标。本研究对6种具有吸湿性的粉末型稀土盐催化剂在云室中的消暖雾性能进行了对比试验。试验采用一个43 m3的暖云室,在云室中分别进行无催化的空白试验和6种催化剂的消暖雾催化试验,并使用FM100雾滴谱仪、透光度仪以及温湿度仪等仪器对云室中雾的整个发展过程进行全程观测。通过对比空白试验与催化试验的观测数据,分析了5种吸湿性催化剂在播撒后对暖雾的影响,对它们的消雾效果和催化剂作用机理进行了分析。研究结果表明:6种催化剂中有5种起到了消雾作用,其中氯化铈、硝酸镧、碳酸镧的消雾效果较好,氯化镧、碳酸铈次之,硝酸铈则没有达到消雾目的;催化剂的引入使雾的含水量、雾滴有效直径、雾滴谱等微物理特征发生明显变化,并最终对雾的发展进程造成很大影响,使雾的消散速度加快或延缓。
2017, 45(2):405-408.
摘要:为探讨Ⅱ级试验防雷SPD(浪涌保护器)的最大放电电流Imax(8/20 μs)值与Ⅰ级试验防雷SPD的冲击电流Iimp(10/350 μs)值之间的等效关系,采用将Imax(8/20 μs)电流波和Iimp(10/350 μs)电流波分别等效为斜角波的方法,分别计算Ⅱ级试验SPD 承受的Imax(8/20 μs)电流波能量和Ⅰ级试验SPD承受的Iimp(10/350 μs)电流波能量,令两者的能量相等,分析计算出Imax(8/20 μs)和Iimp(10/350 μs)应满足的比值关系。通过分析计算得出:当Ⅱ级试验SPD的电压保护水平值与Ⅰ级试验SPD的电压保护水平值相等时,Ⅱ级试验SPD 的最大放电电流Imax(8/20 μs)值为Ⅰ级试验SPD的冲击电流Iimp(10/350 μs)值的2156倍,两者所能承受的能量大致相等。