2019年第47卷第4期文章目次
2019, 47(4):539-545.
摘要:
FY3D极轨气象卫星作为最新一代的极地轨道气象卫星，其图像数据包含了丰富的植被、河流、山区等地表信息，对陆地资源调查、地表类型变化监测等具有重要作用。但几乎每轨遥感图像大约有2/3区域都被云雾覆盖，无法直接获取云层下的地表信息用于产品应用。本文研究晴空数据合成技术，首次提出反射率最小合成法、植被指数最大合成法和西格玛合成法的3个标准联合运用的晴空合成技术，利用先进的多时次气象卫星遥感数据合成技术，自动生成FY3D中分辨率光谱成像仪(MERSIII) 250 m分辨率晴空遥感数据，较好地实现了云和云阴影的去除，生成的晴空效果良好，具备了后续应用的价值。
FY3D极轨气象卫星作为最新一代的极地轨道气象卫星，其图像数据包含了丰富的植被、河流、山区等地表信息，对陆地资源调查、地表类型变化监测等具有重要作用。但几乎每轨遥感图像大约有2/3区域都被云雾覆盖，无法直接获取云层下的地表信息用于产品应用。本文研究晴空数据合成技术，首次提出反射率最小合成法、植被指数最大合成法和西格玛合成法的3个标准联合运用的晴空合成技术，利用先进的多时次气象卫星遥感数据合成技术，自动生成FY3D中分辨率光谱成像仪(MERSIII) 250 m分辨率晴空遥感数据，较好地实现了云和云阴影的去除，生成的晴空效果良好，具备了后续应用的价值。
2019, 47(4):546-551.
摘要:
湿度测量技术繁多，露点测湿技术具有较大的优势，基于露点测湿技术设计的仪器能在全量程内达到较高准确度。本文以《气象仪器观测方法指南》中公布的饱和水汽压计算公式为基础，结合误差传递理论，计算得到不同等级露/霜点温度标准不确定度下的相对湿度标准不确定度，以此探究露点测湿技术在准确度上的优势。结果表明：在-60～60 ℃的全温度范围内，露点仪相对湿度测量标准不确定度在低温高湿情况下较大；当环境温度和露/霜点测量标准不确定度均为01 ℃时，相对湿度测量标准不确定度最大不超过20%，满足《气象仪器观测方法指南》中对湿度标准器标准不确定度最低要求；当环境温度和露/霜点测量标准不确定度分别为03 ℃（05 ℃）和01 ℃时，相对湿度测量标准不确定度最大不超过43%（70%）。可见低温情况下，露点仪相对湿度测量标准不确定度优势明显。
湿度测量技术繁多，露点测湿技术具有较大的优势，基于露点测湿技术设计的仪器能在全量程内达到较高准确度。本文以《气象仪器观测方法指南》中公布的饱和水汽压计算公式为基础，结合误差传递理论，计算得到不同等级露/霜点温度标准不确定度下的相对湿度标准不确定度，以此探究露点测湿技术在准确度上的优势。结果表明：在-60～60 ℃的全温度范围内，露点仪相对湿度测量标准不确定度在低温高湿情况下较大；当环境温度和露/霜点测量标准不确定度均为01 ℃时，相对湿度测量标准不确定度最大不超过20%，满足《气象仪器观测方法指南》中对湿度标准器标准不确定度最低要求；当环境温度和露/霜点测量标准不确定度分别为03 ℃（05 ℃）和01 ℃时，相对湿度测量标准不确定度最大不超过43%（70%）。可见低温情况下，露点仪相对湿度测量标准不确定度优势明显。
2019, 47(4):552-562.
摘要:
采用绝对误差、相对误差、〖JP2〗皮尔逊相关系数、样本数量分布图等统计方法对中国气象局气象探测中心下发的2012年8月至2017年7月天气雷达组合风场显示产品进行质量评估，结果表明：①该产品与探空风场有较高的相关性，两种资料没有系统性差异，风向相关性优于风速；②随高度升高，该产品和探空资料的相关系数变差，500 hPa以下高度的风场数据可用性较高；③产品质量与降水有着密切的关系，天气尺度的稳定性降水有利于提高风场反演质量，非气象回波、强对流天气情况下雷达反演风场质量均会下降。④产品质量与地形复杂程度有一定的关系。
采用绝对误差、相对误差、〖JP2〗皮尔逊相关系数、样本数量分布图等统计方法对中国气象局气象探测中心下发的2012年8月至2017年7月天气雷达组合风场显示产品进行质量评估，结果表明：①该产品与探空风场有较高的相关性，两种资料没有系统性差异，风向相关性优于风速；②随高度升高，该产品和探空资料的相关系数变差，500 hPa以下高度的风场数据可用性较高；③产品质量与降水有着密切的关系，天气尺度的稳定性降水有利于提高风场反演质量，非气象回波、强对流天气情况下雷达反演风场质量均会下降。④产品质量与地形复杂程度有一定的关系。
2019, 47(4):563-570.
摘要:
风廓线雷达二维显示系统无法显示三维风场，针对此问题，本文研究了基于WebGL的风廓线雷达风场的三维可视化方法。文中介绍了基于WebGL的三维图形渲染技术的原理和优势，详细阐述了风廓线雷达风场的三维建模和渲染方法，在此方法的基础上，开发了B/S模式的风廓线雷达风场三维可视化系统，并介绍了系统的功能特点和优势。相对于风廓线雷达二维显示系统，三维可视化系统以更直观、逼真的形式展现了风场的空间分布，用户能够以任意视角观察三维风场，便于气象工作者分析风场辐合(辐散)、边界层辐合线，为强对流天气监测预报工作提供一种有效的技术手段。
风廓线雷达二维显示系统无法显示三维风场，针对此问题，本文研究了基于WebGL的风廓线雷达风场的三维可视化方法。文中介绍了基于WebGL的三维图形渲染技术的原理和优势，详细阐述了风廓线雷达风场的三维建模和渲染方法，在此方法的基础上，开发了B/S模式的风廓线雷达风场三维可视化系统，并介绍了系统的功能特点和优势。相对于风廓线雷达二维显示系统，三维可视化系统以更直观、逼真的形式展现了风场的空间分布，用户能够以任意视角观察三维风场，便于气象工作者分析风场辐合(辐散)、边界层辐合线，为强对流天气监测预报工作提供一种有效的技术手段。
2019, 47(4):571-580.
摘要:
为了精准判断玉米所处生长阶段，远程实时监测玉米长势，分析生长阶段与田间环境要素间的关系，本文提出深度局部关联神经网络，克服了玉米生长阶段识别中存在的多模态和模糊性问题，在Oxford VGGNet（Visual Geometry Group Net）模型中添加一个新的监督层，即局部关联损失层，提高深层特征的判别能力。基于所提的玉米生长阶段图片识别新算法，拓展环境要素监测功能，设计一套基于深度学习的玉米农田监测系统。系统由玉米农田监测装置和云端服务器组成，监测装置采集玉米图像、气象要素和田间位置数据，通过4G无线发送给云端服务器，云端服务器利用深度局部关联神经网络识别生长阶段，显示结果并存入数据库中。仿真试验表明，深度局部关联神经网络平均识别准确率达到92.53%，较VGGNet的87.21%和LSTM的88.50%，准确率分别提高了532%和4.03%。实地测试结果表明，野外环境下系统准确率可达到91.43%，能够稳定地对农田玉米生长情况进行监测，具有重要的应用价值。
为了精准判断玉米所处生长阶段，远程实时监测玉米长势，分析生长阶段与田间环境要素间的关系，本文提出深度局部关联神经网络，克服了玉米生长阶段识别中存在的多模态和模糊性问题，在Oxford VGGNet（Visual Geometry Group Net）模型中添加一个新的监督层，即局部关联损失层，提高深层特征的判别能力。基于所提的玉米生长阶段图片识别新算法，拓展环境要素监测功能，设计一套基于深度学习的玉米农田监测系统。系统由玉米农田监测装置和云端服务器组成，监测装置采集玉米图像、气象要素和田间位置数据，通过4G无线发送给云端服务器，云端服务器利用深度局部关联神经网络识别生长阶段，显示结果并存入数据库中。仿真试验表明，深度局部关联神经网络平均识别准确率达到92.53%，较VGGNet的87.21%和LSTM的88.50%，准确率分别提高了532%和4.03%。实地测试结果表明，野外环境下系统准确率可达到91.43%，能够稳定地对农田玉米生长情况进行监测，具有重要的应用价值。
2019, 47(4):581-591.
摘要:
世界气象中心(北京)建设是中国气象局承担世界气象组织(WMO)的全球数据处理和预报系统（GDPFS）要求的任务，为全球实时气象预报预测业务提供高效丰富的无缝隙天气气候监测、预报、预测分析指导产品及数据产品服务共享，提高区域性国际天气业务会商交流效率，国家气象中心设计并实现了世界气象中心(北京)全球预报服务共享平台，通过分析全球监测、预报预测等业务数据海量、异构、实时性强等特征，采用浏览器/服务器(B/S结构)多层架构和分布式实时处理、任务调度等关键技术实现了全球实况监测、天气模式、气候模式、模式检验数据的高效加工预处理、产品分析制作、产品自动流转、网络服务共享和业务指导等全流程业务功能，并提供了国际天气预报会商等专业化功能。平台自2018年6月6日业务运行以来，已有13个国家和地区注册会商用户，超过15万次全球访问量，为全球专业用户高效提供了全球实时天气监测、预报服务产品业务指导，未来将成为中国气象局对外气象业务指导和气象服务的重要窗口和纽带。
世界气象中心(北京)建设是中国气象局承担世界气象组织(WMO)的全球数据处理和预报系统（GDPFS）要求的任务，为全球实时气象预报预测业务提供高效丰富的无缝隙天气气候监测、预报、预测分析指导产品及数据产品服务共享，提高区域性国际天气业务会商交流效率，国家气象中心设计并实现了世界气象中心(北京)全球预报服务共享平台，通过分析全球监测、预报预测等业务数据海量、异构、实时性强等特征，采用浏览器/服务器(B/S结构)多层架构和分布式实时处理、任务调度等关键技术实现了全球实况监测、天气模式、气候模式、模式检验数据的高效加工预处理、产品分析制作、产品自动流转、网络服务共享和业务指导等全流程业务功能，并提供了国际天气预报会商等专业化功能。平台自2018年6月6日业务运行以来，已有13个国家和地区注册会商用户，超过15万次全球访问量，为全球专业用户高效提供了全球实时天气监测、预报服务产品业务指导，未来将成为中国气象局对外气象业务指导和气象服务的重要窗口和纽带。
2019, 47(4):592-599.
摘要:
为充分利用气象信息综合分析处理系统第4版（Meteorology Information Comprehensive Analysis Process System 4，MICAPS 4）强大的气象数据显示和分析能力，在.Net Framework 4.5框架下，利用C#开发语言和MySQL数据库，基于MICAPS 4二次开发接口，设计研发了山西省灾害性天气历史个例库应用系统，实现了历史个例库管理、历史个例和相似历史个例检索与资料分析、历史个例训练与考试模拟等应用功能。目前，该系统已经较好地应用于业务中。系统不仅可扩展程度高、本地化应用方便，而且业务实用性较强，具有较高的应用推广价值。本文从系统设计、开发、功能以及实现方法等方面给予详细介绍。
为充分利用气象信息综合分析处理系统第4版（Meteorology Information Comprehensive Analysis Process System 4，MICAPS 4）强大的气象数据显示和分析能力，在.Net Framework 4.5框架下，利用C#开发语言和MySQL数据库，基于MICAPS 4二次开发接口，设计研发了山西省灾害性天气历史个例库应用系统，实现了历史个例库管理、历史个例和相似历史个例检索与资料分析、历史个例训练与考试模拟等应用功能。目前，该系统已经较好地应用于业务中。系统不仅可扩展程度高、本地化应用方便，而且业务实用性较强，具有较高的应用推广价值。本文从系统设计、开发、功能以及实现方法等方面给予详细介绍。
2019, 47(4):600-607.
摘要:
大风作为常见且影响严重的天气现象，可在各类天气系统和地形综合影响下产生。全面认识其机理和预报方法，对风灾防御和风能利用都有很大帮助。本文梳理了我国气象观测和业务预报关于大风定义、大风分布特征以及雷暴、台风等主要灾害性系统大风分布情况。之后简述雷暴、台风、冷空气等系统产生大风的机理，以及复杂地形下垫面的热力和动力作用对局地大风的影响，概括了不同系统大风预报技术的研究进展。最后总结大风研究现状和不足。
大风作为常见且影响严重的天气现象，可在各类天气系统和地形综合影响下产生。全面认识其机理和预报方法，对风灾防御和风能利用都有很大帮助。本文梳理了我国气象观测和业务预报关于大风定义、大风分布特征以及雷暴、台风等主要灾害性系统大风分布情况。之后简述雷暴、台风、冷空气等系统产生大风的机理，以及复杂地形下垫面的热力和动力作用对局地大风的影响，概括了不同系统大风预报技术的研究进展。最后总结大风研究现状和不足。
2019, 47(4):608-621.
摘要:
气候模式是研究气候系统和气候变化的有力工具，其模拟结果是进行气候预测和气候变化风险评估的重要数据基础。随着全球气候变暖速度加快，地表生态环境、水文动态循环过程、社会经济发展等都受到其影响，进而影响到人类的生产和生活。利用气候模式对未来气候变化特征进行评估和预测，可为人类调整发展策略以适应气候变化提供科学依据。通过汇总CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5）模式在气候变化方面的相关研究，综述了CMIP5气候模式在农业生产、水文动态监控以及其他领域中的应用，最后指出了CMIP5气候模式在模拟预估未来气候变化上存在的不足，并展望了CMIP5气候模式在未来的应用。
气候模式是研究气候系统和气候变化的有力工具，其模拟结果是进行气候预测和气候变化风险评估的重要数据基础。随着全球气候变暖速度加快，地表生态环境、水文动态循环过程、社会经济发展等都受到其影响，进而影响到人类的生产和生活。利用气候模式对未来气候变化特征进行评估和预测，可为人类调整发展策略以适应气候变化提供科学依据。通过汇总CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5）模式在气候变化方面的相关研究，综述了CMIP5气候模式在农业生产、水文动态监控以及其他领域中的应用，最后指出了CMIP5气候模式在模拟预估未来气候变化上存在的不足，并展望了CMIP5气候模式在未来的应用。
2019, 47(4):622-630.
摘要:
降尺度方法是目前弥补气候系统模式预测结果不足的重要手段，为获得具有较高预测技巧的山西盛夏降水客观化预测产品，本文选取1990—2017年6月起报的BCC_CSM气候系统模式输出盛夏结果和同期NCEP/NCAR再分析资料同时与山西盛夏降水异常典型模态具有统计显著的因子，利用逐步回归方法建立了山西盛夏降水降尺度模型。进一步研究发现，降尺度模型的预测能力与BCC_CSM对影响山西盛夏降水关键区海温的预测技巧密切相关。检验回报与观测的时间和空间距平相关系数（TCC和ACC）、回报与观测的距平符号一致率（PC）以及趋势异常综合评分（PS），表明降尺度模型对山西盛夏降水的预测技巧较BCC_CSM输出有明显改进，BCC_CSM模拟降水TCC在山西全区没有通过95%信度检验，降尺度模型回报TCC在山西大部分地区通过95%信度检验，中南部通过99%信度检验；相应的ACC由-0.02提高到0.35，PC由53.3%提高到66.8%，PS由65.6%提高到78.9%。2018年盛夏业务试运行，ACC为0.42，PS为70.8%。
降尺度方法是目前弥补气候系统模式预测结果不足的重要手段，为获得具有较高预测技巧的山西盛夏降水客观化预测产品，本文选取1990—2017年6月起报的BCC_CSM气候系统模式输出盛夏结果和同期NCEP/NCAR再分析资料同时与山西盛夏降水异常典型模态具有统计显著的因子，利用逐步回归方法建立了山西盛夏降水降尺度模型。进一步研究发现，降尺度模型的预测能力与BCC_CSM对影响山西盛夏降水关键区海温的预测技巧密切相关。检验回报与观测的时间和空间距平相关系数（TCC和ACC）、回报与观测的距平符号一致率（PC）以及趋势异常综合评分（PS），表明降尺度模型对山西盛夏降水的预测技巧较BCC_CSM输出有明显改进，BCC_CSM模拟降水TCC在山西全区没有通过95%信度检验，降尺度模型回报TCC在山西大部分地区通过95%信度检验，中南部通过99%信度检验；相应的ACC由-0.02提高到0.35，PC由53.3%提高到66.8%，PS由65.6%提高到78.9%。2018年盛夏业务试运行，ACC为0.42，PS为70.8%。
2019, 47(4):631-638.
摘要:
基于DERF2.0 1983—2013年回报和2016—2017年预测的降水资料以及宁夏19个评分站降水实测资料，采用短期气候预测业务中常用的检验方法，对DERF2.0预测的宁夏未来1~50 d月、候尺度降水及持续性异常降水过程进行了检验评估。结果表明：DERF2.0对月降水趋势异常预测综合评分（Ps）平均为53.2%，超前1~10 d预测效果相差不大； Ps超过60%〖JP2〗的仅有4月和11月，且年际间波动较大，最差年与最好年相差近30%。DERF2.0〖JP〗对月异常少雨预测Ps高于异常多雨，春、秋季Ps较高，夏季相对较低；对多雨年份降水预测Ps高于少雨年份。DERF2.0超前30 d之内预测的候降水和实况以正相关为主，第1候相关最好，9月至次年3月相关系数相对较大；超前30 d之内预测的候降水较实况偏大30%左右；对未来1~6候降水趋势预测正确率为40.8%，偏多趋势正确率达79.5%，明显高于偏少趋势； 1月趋势预测正确率最小，8月最大；候降水偏多趋势预测正确率冬季高于夏季，偏少趋势则相反；随着超前时间的增长，趋势预测正确率下降；趋势预测正确率自北向南增大。DERF2.0对持续性异常降水过程预测的正确率为60.3%，超前时段为4~14 d，对全区性过程预测效果较好，同一次过程南部预测效果好于北部，预测的降水量小于实况降水量。
基于DERF2.0 1983—2013年回报和2016—2017年预测的降水资料以及宁夏19个评分站降水实测资料，采用短期气候预测业务中常用的检验方法，对DERF2.0预测的宁夏未来1~50 d月、候尺度降水及持续性异常降水过程进行了检验评估。结果表明：DERF2.0对月降水趋势异常预测综合评分（Ps）平均为53.2%，超前1~10 d预测效果相差不大； Ps超过60%〖JP2〗的仅有4月和11月，且年际间波动较大，最差年与最好年相差近30%。DERF2.0〖JP〗对月异常少雨预测Ps高于异常多雨，春、秋季Ps较高，夏季相对较低；对多雨年份降水预测Ps高于少雨年份。DERF2.0超前30 d之内预测的候降水和实况以正相关为主，第1候相关最好，9月至次年3月相关系数相对较大；超前30 d之内预测的候降水较实况偏大30%左右；对未来1~6候降水趋势预测正确率为40.8%，偏多趋势正确率达79.5%，明显高于偏少趋势； 1月趋势预测正确率最小，8月最大；候降水偏多趋势预测正确率冬季高于夏季，偏少趋势则相反；随着超前时间的增长，趋势预测正确率下降；趋势预测正确率自北向南增大。DERF2.0对持续性异常降水过程预测的正确率为60.3%，超前时段为4~14 d，对全区性过程预测效果较好，同一次过程南部预测效果好于北部，预测的降水量小于实况降水量。
2019, 47(4):639-647.
摘要:
利用重庆市巴南区2014年1月1日至2017年12月31日逐小时草地、泥土、砾石、石板、水泥、沥青等6种不同下垫面的特种温度观测资料，通过扩展经验正交分解（EEOF）、概率密度分析（PDF）等气候统计方法，分析了不同下垫面温度的多时间尺度变化规律，进一步探讨了水泥和草地下垫面温度差异的变化特征。结果表明:不同下垫面的温度存在明显的多时间尺度变化特征。月平均变化上，石板、水泥和沥青的表面温度明显高于泥土、草地和砾石，且温度差异夏季大于冬季。日变化上，石板、水泥和沥青白天的表面温度高于泥土、草地和砾石，晚上不同下垫面温度差异较小；不同下垫面温度的日变化差异在春季和夏季明显强于冬季和秋季。石板、水泥和沥青表面出现45 ℃以上极端高温的概率多于其他下垫面，且出现这些高温的时间集中在14:00—15:00之间。水泥和草地的温度差异也表现出明显的多时间尺度变化（季节变化和日变化）特征。一天中，温度差异最大值出现的时间集中在14:00—16:00，其次是19:00—20:00。温度差异的日变化幅度也在夏季达到最大。
利用重庆市巴南区2014年1月1日至2017年12月31日逐小时草地、泥土、砾石、石板、水泥、沥青等6种不同下垫面的特种温度观测资料，通过扩展经验正交分解（EEOF）、概率密度分析（PDF）等气候统计方法，分析了不同下垫面温度的多时间尺度变化规律，进一步探讨了水泥和草地下垫面温度差异的变化特征。结果表明:不同下垫面的温度存在明显的多时间尺度变化特征。月平均变化上，石板、水泥和沥青的表面温度明显高于泥土、草地和砾石，且温度差异夏季大于冬季。日变化上，石板、水泥和沥青白天的表面温度高于泥土、草地和砾石，晚上不同下垫面温度差异较小；不同下垫面温度的日变化差异在春季和夏季明显强于冬季和秋季。石板、水泥和沥青表面出现45 ℃以上极端高温的概率多于其他下垫面，且出现这些高温的时间集中在14:00—15:00之间。水泥和草地的温度差异也表现出明显的多时间尺度变化（季节变化和日变化）特征。一天中，温度差异最大值出现的时间集中在14:00—16:00，其次是19:00—20:00。温度差异的日变化幅度也在夏季达到最大。
2019, 47(4):648-654.
摘要:
利用广东省清远地区2011、2012和2014年6—8月地闪定位资料将每天发生的雷暴情况进行分级，并结合对应的探空资料，计算对流有效位能、沙氏指数、K指数等反映大气稳定性或能量关系的参数，分析其在发生时间和强度不同的雷暴发生前的分布情况。结果表明，沙氏指数、抬升指数、K指数、全总指数、强天气威胁指数和对流有效位能与雷暴强度有一定的相关性，而对流抑制能量、粗理查森数与雷暴强度间没有发现较好的相关性。广东地区雷暴发生前沙氏指数小于0 ℃，抬升指数小于-2 ℃，K指数大于30 ℃，对流有效位能大于500 J/kg，更容易产生中强雷暴。广东地区的K指数高于青藏高原地区20 ℃左右，对流有效位能的平均值高于青藏高原及陕甘宁地区约300 J/kg，其余参数分布特点与部分地区相似，进一步反映了广东地区雷暴特征的特殊性，加深了对广东地区雷暴特征的认识。
利用广东省清远地区2011、2012和2014年6—8月地闪定位资料将每天发生的雷暴情况进行分级，并结合对应的探空资料，计算对流有效位能、沙氏指数、K指数等反映大气稳定性或能量关系的参数，分析其在发生时间和强度不同的雷暴发生前的分布情况。结果表明，沙氏指数、抬升指数、K指数、全总指数、强天气威胁指数和对流有效位能与雷暴强度有一定的相关性，而对流抑制能量、粗理查森数与雷暴强度间没有发现较好的相关性。广东地区雷暴发生前沙氏指数小于0 ℃，抬升指数小于-2 ℃，K指数大于30 ℃，对流有效位能大于500 J/kg，更容易产生中强雷暴。广东地区的K指数高于青藏高原地区20 ℃左右，对流有效位能的平均值高于青藏高原及陕甘宁地区约300 J/kg，其余参数分布特点与部分地区相似，进一步反映了广东地区雷暴特征的特殊性，加深了对广东地区雷暴特征的认识。
2019, 47(4):655-662.
摘要:
利用1980—2015年NCEP/NCAR逐日再分析资料和广西80个地面气象站资料，采用LambJenkinson方法对广西区域霾过程的大气环流进行分型，并探讨高低空环流型配置与区域霾过程的关系。结果表明：当地面东南风型、高空西风型时，广西出现霾过程的频率最高；地面东风型配合高空西风型对年霾过程的贡献最大，地面东南风型配合高空西风型主要出现在冷暖气流转换的春季、地面低压型配合高空高压脊型出现在西太平洋副热带高压明显加强、地面处于弱低压环境场的夏季、地面东风型配合高空西风型出现在环流稳定平直的秋季、地面东风型配合高空高压脊型出现在环流经向度明显增强的冬季，霾过程具有冬季多发、夏季少发的特点。近36年来，地面东风型配合高空高压脊型是广西霾过程呈偏多趋势的主导环流型。
利用1980—2015年NCEP/NCAR逐日再分析资料和广西80个地面气象站资料，采用LambJenkinson方法对广西区域霾过程的大气环流进行分型，并探讨高低空环流型配置与区域霾过程的关系。结果表明：当地面东南风型、高空西风型时，广西出现霾过程的频率最高；地面东风型配合高空西风型对年霾过程的贡献最大，地面东南风型配合高空西风型主要出现在冷暖气流转换的春季、地面低压型配合高空高压脊型出现在西太平洋副热带高压明显加强、地面处于弱低压环境场的夏季、地面东风型配合高空西风型出现在环流稳定平直的秋季、地面东风型配合高空高压脊型出现在环流经向度明显增强的冬季，霾过程具有冬季多发、夏季少发的特点。近36年来，地面东风型配合高空高压脊型是广西霾过程呈偏多趋势的主导环流型。
2019, 47(4):663-672.
摘要:
利用湖北省区域站资料、Micaps常规观测资料和雷达资料，对2017年盛夏季节一次副高控制下的下击暴流事件进行分析，结果表明：①本次过程是一次典型的由脉冲风暴产生的大风天气，过程中出现明显的阵风锋;②受地形及局地热力条件共同作用，强回波向西南方向移动;③阵风锋形成初期与回波主体距离很近，强回波持续时间长，造成局地的强降水，强下沉气流和强降水导致了大范围的大风天气，此时大风主要分布在强回波移动方向的前沿附近;④后期阵风锋快速移动，远离回波主体，回波迅速减弱，强下沉气流向外流出导致地面出现大风，地面出现两条阵风锋，且两条阵风锋相遇，此时大风主要出现在两条阵风锋交汇处和雷暴冷出流最强处，对临近预报有一定的参考意义。
利用湖北省区域站资料、Micaps常规观测资料和雷达资料，对2017年盛夏季节一次副高控制下的下击暴流事件进行分析，结果表明：①本次过程是一次典型的由脉冲风暴产生的大风天气，过程中出现明显的阵风锋;②受地形及局地热力条件共同作用，强回波向西南方向移动;③阵风锋形成初期与回波主体距离很近，强回波持续时间长，造成局地的强降水，强下沉气流和强降水导致了大范围的大风天气，此时大风主要分布在强回波移动方向的前沿附近;④后期阵风锋快速移动，远离回波主体，回波迅速减弱，强下沉气流向外流出导致地面出现大风，地面出现两条阵风锋，且两条阵风锋相遇，此时大风主要出现在两条阵风锋交汇处和雷暴冷出流最强处，对临近预报有一定的参考意义。
2019, 47(4):673-682.
摘要:
冰冻天气引起的电线覆冰灾害对国民经济的影响越来越严重。利用1995—2017年全国1276个站点的地面观测资料分析了雨凇和雾凇的时空分布特征，将我国冰冻区域大体分为两个区，雨凇区主要在南方的云贵高原以及湖南、江西等地，而雾凇区则主要在北方的河南北部至华北地区、新疆北疆及东北平原，且冰冻天气主要出现在冬季，其中1月最多。在获得了适宜雨凇和雾凇出现的各气象要素阈值的基础上，对Ramer算法进行了改进，并使用“配料法”对雾凇区进行预报，通过实际个例的模拟与观测对比，发现改进的方案较原Ramer方案的空报率由0.60大幅下降至0.31，TS评分由0.37大幅提升至0.58，预报准确率有很大的提升，而“配料法”模拟的雾凇发生范围与观测具有极高的一致性，表明该方法对雾凇天气预报有较高的能力，为探索冰冻天气预测提供了新的途径。
冰冻天气引起的电线覆冰灾害对国民经济的影响越来越严重。利用1995—2017年全国1276个站点的地面观测资料分析了雨凇和雾凇的时空分布特征，将我国冰冻区域大体分为两个区，雨凇区主要在南方的云贵高原以及湖南、江西等地，而雾凇区则主要在北方的河南北部至华北地区、新疆北疆及东北平原，且冰冻天气主要出现在冬季，其中1月最多。在获得了适宜雨凇和雾凇出现的各气象要素阈值的基础上，对Ramer算法进行了改进，并使用“配料法”对雾凇区进行预报，通过实际个例的模拟与观测对比，发现改进的方案较原Ramer方案的空报率由0.60大幅下降至0.31，TS评分由0.37大幅提升至0.58，预报准确率有很大的提升，而“配料法”模拟的雾凇发生范围与观测具有极高的一致性，表明该方法对雾凇天气预报有较高的能力，为探索冰冻天气预测提供了新的途径。
2019, 47(4):683-696.
摘要:
利用2012年6月29日的通辽和白城飞机联合探测资料（包括DMT和PMS）及雷达资料，对吉林省一次层状云降水消散期微观物理结构特征进行分析研究。结果表明：该天气过程是在东北锋面气旋影响下发展起来的，给东北地区带来大范围降水，属于吉林地区春季常见的降水性层状云系AsAcNs云型。Ns云底约在1000 m左右，云顶不超过4000 m，Ns云层较厚，在该云系发展过程中雨层云下伴有碎雨云。结合DMT和PMS，小粒子在每个高度层上都占主要部分，0.61～2 μm的小粒子浓度可达100 cm-3，直径大于2 μm的粒子谱型基本都是单调递减型；云内含水量较少，极大值也不足0.01 g〖DK〗·m-3；粒子有效直径随高度变化呈多峰分布，粒子有效直径与粒子浓度在0 ℃层以下范围内，大的粒子有效直径对应小的粒子浓度，随着高度的升高粒子有效直径呈递减趋势。
利用2012年6月29日的通辽和白城飞机联合探测资料（包括DMT和PMS）及雷达资料，对吉林省一次层状云降水消散期微观物理结构特征进行分析研究。结果表明：该天气过程是在东北锋面气旋影响下发展起来的，给东北地区带来大范围降水，属于吉林地区春季常见的降水性层状云系AsAcNs云型。Ns云底约在1000 m左右，云顶不超过4000 m，Ns云层较厚，在该云系发展过程中雨层云下伴有碎雨云。结合DMT和PMS，小粒子在每个高度层上都占主要部分，0.61～2 μm的小粒子浓度可达100 cm-3，直径大于2 μm的粒子谱型基本都是单调递减型；云内含水量较少，极大值也不足0.01 g〖DK〗·m-3；粒子有效直径随高度变化呈多峰分布，粒子有效直径与粒子浓度在0 ℃层以下范围内，大的粒子有效直径对应小的粒子浓度，随着高度的升高粒子有效直径呈递减趋势。
2019, 47(4):697-704.
摘要:
以三峡库区普里河下游流域作为山洪灾害淹没模拟的研究区域，通过泰森多边形方法和算术平均方法分别计算流域面雨量，采用FloodArea模型对两种方法下的同一降水过程进行模拟，结合实地考察流域内淹没时间和淹没水深资料对比分析两者的模拟结果。结论表明：泰森多边形方法下的山洪灾害淹没模拟能较好地反映普里河下游流域内的因降水导致的山洪推进路线、淹没范围及淹没水深，且该方法下推算的山洪灾害致灾临界面雨量更具有实际应用价值。该方法可用于推算流域内的山洪灾害致灾临界面雨量。
以三峡库区普里河下游流域作为山洪灾害淹没模拟的研究区域，通过泰森多边形方法和算术平均方法分别计算流域面雨量，采用FloodArea模型对两种方法下的同一降水过程进行模拟，结合实地考察流域内淹没时间和淹没水深资料对比分析两者的模拟结果。结论表明：泰森多边形方法下的山洪灾害淹没模拟能较好地反映普里河下游流域内的因降水导致的山洪推进路线、淹没范围及淹没水深，且该方法下推算的山洪灾害致灾临界面雨量更具有实际应用价值。该方法可用于推算流域内的山洪灾害致灾临界面雨量。
2019, 47(4):705-713.
摘要:
传统上架空线路允许最大载流量是依据固化的、苛刻的气象参数组合来确定的，其计算结果往往偏于保守。为使允许最大载流量设定更接近实际气象情况，本研究结合河北南部94个自动气象站点逐时观测数据驱动导线热平衡方程进行载流量分析，将传统恒定载流量转换为季节变动的载流量，以充分挖掘河北南网架空导线输电能力。在分析允许最大载流量对环境风速和气温变化的敏感程度基础上，确定了环境气温和风速两种气象参数的概率密度分布，并获取了区域允许最大载流量的概率分布，评估了不同安全运行概率下的输电能力。结果表明，在95%的安全运行保障下，河北南部LGJ400/35型架空导线最大载流量在春夏秋冬四季可分别设定为945、774、795和1012 A，显著高于传统载流量定值。在季节尺度上，基于实际气象参数调整的河北南部架空导线载流量设定有效地挖掘了电网输电能力。
传统上架空线路允许最大载流量是依据固化的、苛刻的气象参数组合来确定的，其计算结果往往偏于保守。为使允许最大载流量设定更接近实际气象情况，本研究结合河北南部94个自动气象站点逐时观测数据驱动导线热平衡方程进行载流量分析，将传统恒定载流量转换为季节变动的载流量，以充分挖掘河北南网架空导线输电能力。在分析允许最大载流量对环境风速和气温变化的敏感程度基础上，确定了环境气温和风速两种气象参数的概率密度分布，并获取了区域允许最大载流量的概率分布，评估了不同安全运行概率下的输电能力。结果表明，在95%的安全运行保障下，河北南部LGJ400/35型架空导线最大载流量在春夏秋冬四季可分别设定为945、774、795和1012 A，显著高于传统载流量定值。在季节尺度上，基于实际气象参数调整的河北南部架空导线载流量设定有效地挖掘了电网输电能力。
2019, 47(4):714-718.
摘要:
针对CINRAD/CA型新一代天气雷达运行过程中存在的接收机、发射机、伺服系统等分系统供电不能进行远程控制的问题，设计实现了基于PLC的新一代天气雷达远程控制系统。系统在不改变雷达原来结构、不影响雷达性能与技术指标的情况下，基于西门子S71200 PLC控制器，通过控制继电器开关间接控制主回路交流接触器，实现雷达机房接收机、发射机、伺服系统等分系统供电运行状态的实时监测和远程一键式开关机自动控制。在保证雷达观测数据传输及时性和可用性的同时提高雷达技术保障人员对雷达维护的时效性，为新一代天气雷达观测站无人值守提供一种可靠的技术手段。
针对CINRAD/CA型新一代天气雷达运行过程中存在的接收机、发射机、伺服系统等分系统供电不能进行远程控制的问题，设计实现了基于PLC的新一代天气雷达远程控制系统。系统在不改变雷达原来结构、不影响雷达性能与技术指标的情况下，基于西门子S71200 PLC控制器，通过控制继电器开关间接控制主回路交流接触器，实现雷达机房接收机、发射机、伺服系统等分系统供电运行状态的实时监测和远程一键式开关机自动控制。在保证雷达观测数据传输及时性和可用性的同时提高雷达技术保障人员对雷达维护的时效性，为新一代天气雷达观测站无人值守提供一种可靠的技术手段。
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