2020年第48卷第6期文章目次

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  • 1  封面和目录
    2020, 48(6).
    [摘要](215) [HTML](0) [PDF 8.63 M](1014)
    摘要:
    2  次季节—季节(S2S)预测数据分析与应用
    胡星,张志强,张强,王洁
    2020, 48(6):779-787.
    [摘要](1266) [HTML](0) [PDF 7.87 M](1556)
    摘要:
    S2S(Subseasonal to Seasonal)国际合作计划的主要目标是提升次季节〖CD*2〗季节多模式预测能力,重点关注0~60 d的预报预测技巧。中国气象局承担了S2S数据的归档备份任务,收集参与该计划的11个中心S2S模式数据,本文梳理了该数据资源的基本情况,介绍了数据的模式、要素及文件,研究了数据的读取和分析方法,评估了数据的正确性、完整性和时效性,运用模式回算数据,计算候、周、旬时间尺度的预测值和距平值,开展了相关数据产品的可视化工作,对照同期ECMWF距平图形产品进行分析,推动S2S数据产品在中国气象局预报预测业务中应用。
    3  DDW1闪电定位系统及性能评估
    李庆申,陈宇涵,张阳,赖晋科,刘银锋,庞文静
    2020, 48(6):788-794.
    [摘要](385) [HTML](0) [PDF 6.74 M](1197)
    摘要:
    北京华云东方探测技术有限公司于2016—2018年在广东组网建设了DDW1闪电定位系统, 对一次雷暴过程的观测表明,DDW1定位数据与雷达回波强回波区之间在空间分布上具有较好的一致性。进一步利用2018年中国气象科学研究院在广州从化地区获得的触发闪电试验数据和全闪定位数据对DDW1闪电定位系统性能进行了评估,验证了其探测效率、定位精度等指标。结果表明:对于6次包含有回击过程的人工触发闪电事件,DDW1闪电定位系统全部探测到,地闪探测效率为100%;对于这6次触发闪电中的所包含的27次回击过程,该闪电定位系统共探测到17次,回击探测效率约为63%,对这些回击过程的平均定位误差约为464 m,电流反演误差为1149%;对比高精度全闪探测数据,DDW1的全闪探测效率为50%。
    4  空气负离子测量误差分析和评估
    罗昶,丁妙增,杨安良,黄鹏良,葛永华,章焕
    2020, 48(6):795-800.
    [摘要](257) [HTML](0) [PDF 4.23 M](1099)
    摘要:
    为有效评估空气负离子测量误差,根据空气负离子测量方法,分析了离子收集器、微电流测量和空气流量引起的仪器测量误差。在离子收集器确定的情况下,微电流测量和空气流量是产生测量误差的主要因素。仪器集中比对和野外现场核查表明,不同类型仪器的测量结果基本能反映负离子浓度的变化趋势,但负离子浓度测量值相差较大,部分仪器超过了200%。通过风速和空气湿度的实验室模拟试验,说明了空气湿度对仪器影响较小,环境风速对仪器测量结果有较大影响。
    5  风廓线雷达水平风数据质量控制
    陈中钰,杜冰,刘康
    2020, 48(6):801-807.
    [摘要](389) [HTML](0) [PDF 1.26 M](1160)
    摘要:
    基于九龙站风廓线雷达实时水平风数据制定了水平风数据的质量控制方法,首先求取中位数水平风场,其次构建实际观测风场和中位数风场的差值序列,然后求取差值序列的均方差,再根据差值均方差得到质控判别式,最后试验求取质控判别式中的质控阈值。通过对九龙站2017年风廓线雷达水平风数据质量控制发现,实测风向数据有2044185个,25721个没有通过质控,未通过质控的风向数据占总观测的比例是1.258%,风向数据在近地层通过质控的数据最多,随高度增加通过质控的数据量有所下降。实测风速数据有2044185个,18296个没有通过质控,未通过质控的风速数据占总观测的比例是0.895%,风速数据在2000~4000 m出错的最少,近地层次之,4500~7000 m出错的数据最多。质控后风廓线雷达和探空观测风数据的均方根误差减小,相关系数增加,风向数据质量在500~7000 m提升明显,风速数据在1500~8000 m之间提升明显。
    6  CINRAD/SA-SB雷达高频放大链前级组件故障诊断系统设计与实施
    杨奇,李传柱
    2020, 48(6):808-815.
    [摘要](254) [HTML](0) [PDF 4.60 M](1070)
    摘要:
    根据S波段新一代天气雷达高频放大链前级组件重要功能模块固态放大器和射频脉冲形成器的内部结构以及工作原理和维修需要,设计了一套支持固态放大器和射频脉冲形成器组件测试与维修诊断系统。此系统详细阐述了设计的流程,主要包括硬件,电源,电路接口,控制逻辑和显示电路等设计,为测试维修固态放大器和射频脉冲形成器提供所需的各种电压、控制信号、时序逻辑信号等,满足对固态放大器和射频脉冲形成器故障的电路信号测试,判断故障点及元器件。系统以直接输出故障指示的方式快速完成测试及故障定位,从而确保维修人员的人身安全和雷达设备不受二次损坏,保证了雷达故障修复的时效性。
    7  基于NB-IoT技术的小型自动气象站监测系统设计
    张李元,左少华,江锦春
    2020, 48(6):816-822.
    [摘要](291) [HTML](0) [PDF 5.00 M](1075)
    摘要:
    针对传统气象站通信组网技术复杂度高、建站成本高、时效性差、功耗高等缺点,设计了一种基于NBIoT技术的小型自动气象站监测系统,该系统主要由气象传感设备、单站控制器及物联网云平台组成。该系统以低功耗CorterM3内核的STM32L152微控制芯片为硬件核心,依托气象传感器设备,实现气象要素数据的采集和处理;利用NBIoT技术实现气象站和云端服务器之间的数据传输;利用RESTful API和MySQL技术,实现用户交互、远程终端控制、数据存储、数据显示、数据分析、数据查询等功能。测试结果表明,该系统建站简单、功耗低、数据传输稳定,可实现对气象要素的远程实时监测。
    8  省级外网气象大数据服务平台研究与实现
    秦运龙,王迎迎,张冰松,汪璠
    2020, 48(6):823-828.
    [摘要](255) [HTML](0) [PDF 6.55 M](1353)
    摘要:
    随着社会经济发展,气象大数据已成为国家大数据基础性战略资源的重要组成部分。然而各省市集约化气象大数据环境均建设于气象业务内网,面向社会的气象数据服务则存在集约化程度低、时效性差、数据量少、安全隐患多等问题,因此,建立外网环境的统一、高效、安全的气象大数据中心是气象业务社会化服务发展的迫切需求。本文建立了外网气象大数据服务平台,采用GoldenGate和sersync+rsync技术实现内网与DMZ区(Demilitarized Zone,两个防火墙之间区域)实时稳定的触发式秒级数据同步;跨平台、多语言开发,标准化调用的统一访问接口设计,可实现高并发、稳定的数据响应请求;分时分类的用户数据访问控制,可实现数据权限的安全控制。该平台通过防火墙双网段控制,向互联网环境用户提供高效、安全、权威的气象大数据服务。
    9  基于微服务的气象信息决策支撑系统重构与实践
    郝江波,唐卫,王慕华,丰德恩,赵瑞,袁亚男
    2020, 48(6):829-835.
    [摘要](245) [HTML](0) [PDF 1.51 M](1104)
    摘要:
    气象信息决策支撑系统在气象防灾减灾过程中具有重要作用,但是单体架构的气象信息决策支撑系统无法满足科学决策和智能减灾的需求,在扩展性和复用性等方面存在不足。基于Spring Cloud的微服务架构具有低耦合、易扩展的特点,已经在各大中型企业得到广泛的应用。本文通过对微服务架构中关键技术进行研究,提出了3种气象信息决策支撑系统架构的重构策略。针对气象信息决策支撑系统局限性,结合微服务架构特点,设计基于微服务的气象信息决策支撑系统架构,分为核心层、业务逻辑层和表现层,重点对业务逻辑层进行了重构和实现,并把重构后的业务功能应用到了气象防灾减灾监控管理平台,提高了系统的可扩展性和可复用性。
    10  一次后向传播对流风暴特征及传播机制
    武冰路,尹泽疆,王萌,秦睿,程月星
    2020, 48(6):836-845.
    [摘要](418) [HTML](0) [PDF 30.97 M](1469)
    摘要:
    利用常规观测资料、FY4A气象卫星红外云图以及多普勒天气雷达资料,分析了2019年5月17日夜间发生在京津冀中部伴有强冰雹、短时强降水和短时大风的强对流天气过程。利用VDRAS资料与国家自动站资料进一步揭示对流风暴形成的环境条件以及后向传播的机制。结果表明:在有利于强对流发生发展的大尺度环流背景场下,京津冀中部的对流系统迅速发展。前期京津一带的强对流天气形成较强的东北风冷池出流,与渤海湾的东南气流交汇,在廊坊北京交界一带形成了向南移动的地面辐合线,并触发了对流。由于新生风暴单体与成熟风暴之间的正反馈作用,使得在廊坊北部形成东西向带状风暴系统,造成对流风暴不断向西传播。向西传播的风暴与西北东南向的平流共同作用,最终导致风暴运动方向为西南方向,成为典型的后向传播风暴。
    11  太平洋年代际振荡与严重影响海南岛强台风事件的关联性
    朱晶晶,赵小平,吴胜安,杨静
    2020, 48(6):846-854.
    [摘要](273) [HTML](0) [PDF 4.10 M](1054)
    摘要:
    利用1949—2018年热带气旋资料、NCEP/NCAR再分析格点资料、太平洋年代际振荡(PDO)指数资料等分析了严重影响海南岛的强台风事件变化特征,并在此基础上开展了PDO对强台风事件的影响研究。结果表明:严重影响海南岛的强台风事件频数存在明显的年际变化特征,具有连续性和群发性,在1960—1990年间存在显著的8~10年的周期规律;强台风事件与PDO冷位相期存在较好的对应,更容易发生在冷位相年;PDO冷(暖)位相,菲律宾以东低纬度西太平洋海域海表温度与强台风事件频数呈现显著的负(正)相关关系;副热带高压强度偏弱(强),位置整体偏东(西)偏北(南),低层辐合带呈现西北东南走向(东西带状分布),辐合区域较为宽广(窄长),有利于PDO冷(暖)位相年时强台风事件的发生。PDO通过对副热带高压、低层环流场等气候因子的调制作用进而影响强台风的生成和发展。
    12  基于年际增量法的华西秋雨预测模型建立及检验
    王春学,郑然,李栋梁,唐红玉,马振峰,茅海祥
    2020, 48(6):855-861.
    [摘要](244) [HTML](0) [PDF 3.19 M](1203)
    摘要:
    利用1962—2018年华西地区301个气象台站秋季降水量资料和国家气候中心整理的130项气候系统指数,采用年际增量法建立了华西秋雨预测模型。首先通过相关分析挑选了4个与华西秋雨年际增量前3主模态密切相关的影响因子,进而采用多元线性回归方法进行建模,拟合时段和后报时段分别选为1962—1991年和1992—2018年。华西秋雨年际增量前3主模态累积值的预测模型通过了α=0.01的显著性水平检验,表明该模型具有较高的拟合预测能力。然后用相同的预测因子分别建立华西地区301个气象站点的华西秋雨年际增量预测模型,大部分模型都通过了显著性检验。用PS评分指标对预测效果进行检验,结果显示后报期年平均PS评分达74.5分。从空间分布来看后报期大部分站点的PS评分都超过60分,其中四川盆地南部、贵州东部和湖南西部等地超过80分。与华西各省和国家气候中心发布的近6年秋季降水预测PS评分进行比较,发现模型后报结果有显著优势。总体来看,用年际增量法建立的华西秋雨预测模型具有较高的预测技巧和实际应用价值。
    13  基于EC模式闪电格点概率预报模型及应用
    周威,张武龙,康岚,魏庆,但玻,银航
    2020, 48(6):862-870.
    [摘要](346) [HTML](0) [PDF 2.71 M](1076)
    摘要:
    基于EC(0.25°×0.25°)模式预报资料和闪电定位资料,结合雷暴三要素形成条件,分别从水汽、能量、热力、动力等几个方面挑选预报因子,利用主成分分析方法配料权重系数,并根据海拔高度将四川划分为四川盆地、攀西地区、川西高原3个不同的区域分别建立预报模型,研发了四川省闪电格点概率预报产品。检验结果表明:四川盆地在概率预报值为70%以上时,预报效果较好,TS评分为0.294;攀西地区和川西高原在概率预报值为60%以上时,预报效果较好,TS评分分别为0.302和0.299。
    14  大气污染物非线性回归模型构建
    廖代强,吴遥,柴闯闯
    2020, 48(6):871-876.
    [摘要](286) [HTML](0) [PDF 731.79 K](1065)
    摘要:
    本文基于重庆主城区(沙坪坝站)2014—2018年逐日同期同步观测的气象要素和环境空气质量监测数据进行分析。首先通过对不同大气污染物与各种气象要素进行相关性分析,剔除影响预报模型共性的气象因子,明确显著影响空气质量的气象要素;然后结合污染物排放、大气扩散过程和湿沉降作用机理;最后构建乘幂与线性叠加的混合模式的空气质量预报方程。结果表明:构建的非线性回归方程能较为真实地反映主要大气污染物与气象要素的相互影响关系,回归模型预报检验准确率高(预报评分达87.6)。
    15  多种再分析地面气温资料在江西省的适用性
    李翔翔,黄淑娥,杨军,秦晓晨
    2020, 48(6):877-886.
    [摘要](410) [HTML](0) [PDF 10.79 M](1274)
    摘要:
    为评估不同再分析地面气温资料的适用性和模拟精度,采用双线性内插法将JRA55、ERAInterim、ERA5和MERRA2等再分析地面气温资料降尺度至气象观测站,评估其对实测气温的平均态(平均偏差、均方根误差、相关性分析)、趋势态(年际趋势)和极端态(高温日数、低温日数)的再现能力。通过在江西省的对比分析,结果表明:①利用邻近格点气温和高度值计算的逐时气温垂直递减率具有合理的波动范围以及季节性周期,适用于复杂地形下逐时再分析资料的内插订正;②订正后JRA55地面气温资料的均方根误差最小,MERRA2其次,ERAInterim和ERA5最大;③从气温年际变化趋势来看,JRA55、ERAInterim和ERA5增温速率与实测值较为一致,且JRA55对增温中心的刻画更优;④4种再分析资料均能再现高、低温日数的年际波动,但JRA55在量级上描述最优。综上,再分析地面气温资料的适用性JRA55>ERAInterim>ERA5>MERRA2,JRA55再分析资料能较好地再现气温实际观测资料。
    16  四川日最高最低气温预报订正产品评估
    杨倩,陈朝平,陈权亮
    2020, 48(6):887-897.
    [摘要](335) [HTML](0) [PDF 14.51 M](1336)
    摘要:
    基于SCMOC、SNWFD、SPCO 3种模式2016—2018年的逐日2 m日最高、最低温度预报资料及对应的实况站点数据,分析讨论了四川地区精细化订正产品的预报性能,结果表明:① 3种模式中,客观方法SPCO与人工订正SNWFD在最高、最低温度的预报能力相当,均高于SCMOC;②四川地区东部的预报效果整体好于西部地区,且川西高原、凉山州地区预报误差最大;③对于季节,夏、秋两季预报效果好于春、冬季节;④随着预报时效的增加,预报误差逐渐增大;⑤四川地区,2 m日最低温度的预报效果好于日最高温度。
    17  江西强雷电活动分布与地形及其土地利用的相关性
    余建华,刘海兵
    2020, 48(6):898-902.
    [摘要](200) [HTML](0) [PDF 4.84 M](1066)
    摘要:
    为揭示地形及土地利用类型对江西地区强雷电活动影响,本文选取闪电密度极大值和闪电平均强度极大值作为反映强雷电活动的两个主要参数,利用江西雷电监测资料、地表植被遥感以及地形高程影像文件,提取不同土地利用类型以及海拔高度、坡度和坡向参数值,重点分析强雷电活动分布与土地利用及地形的相关性。结果表明:江西强雷电活动活跃区主要分布于城乡建设用地,雷电活动的落雷概率最高,其次为耕地。闪电平均强度极大值的雷电活动集中发生在赣州及九江的丘陵和山地,其土地利用类型主要为林地,其次为耕地。影响强雷电活动分布的地形因子主要包括坡度、坡向及海拔高度。
    18  湿度偏低对2016年上海奉贤黄桃开花坐果的影响及致灾风险
    徐相明,顾品强,陈琛,周宇,姚寅秋,汤晨阳
    2020, 48(6):903-910.
    [摘要](290) [HTML](0) [PDF 1.02 M](1052)
    摘要:
    利用2009—2018年奉贤黄桃休眠—花期各物候期、同期气象要素及1980—2018年黄桃花期逐日日平均、日最小相对湿度等资料,用对比及数理统计方法对2016年影响黄桃开花坐果的主要气象致灾因子、39年花期相对湿度变化特征及其影响进行分析。结果表明:2016年黄桃开花始期—开花盛期遭遇持续6 d日最小相对湿度小于等于30%的低湿天气,每天09:00—20:00各整点相对湿度的平均值小于等于50%,导致当年坐果大幅偏少。20世纪80年代以来,黄桃花期平均相对湿度、平均最小相对湿度均呈下降趋势,两者突变年份均为2000年,且3月下旬及4月上旬低湿天气出现概率高,提升了黄桃花期遭遇低湿致灾的风险。2009—2018年开花始期与5 d滑动平均气温大于等于10 ℃首日(简称10 ℃首日)呈显著性正相关。建立基于10 ℃首日的黄桃开花始期最小二乘偏回归方程,拟合效果较好,为协同应对低湿天气提供预测服务。
    19  基于DEM的桂林市罗汉果气候适宜性分布
    谢晓燕,严春梅,邓肖任
    2020, 48(6):911-916.
    [摘要](213) [HTML](0) [PDF 2.29 M](1194)
    摘要:
    为充分利用当地生态环境条件特征,提升罗汉果产量与品质,促进罗汉果稳定、高效生产,科学制定桂林市罗汉果发展规划。利用桂林市14个国家站1981—2017年气象数据,结合数字高程模型(DEM),采用层次分析法(AHP),从气候、地形等方面构建桂林市罗汉果气候适宜性指数,采用自然断点法(Natural Breaks)将桂林市罗汉果适宜性指数划分为适宜区、次适宜区和不适宜区。结果表明:桂林市中部、西南及东北部较适宜罗汉果种植,该区域内水热条件较好,温度、光照适宜,海拔高度适中,能够较好满足罗汉果生长发育所需生态条件。不适宜区主要位于北部猫儿山山脉地区、越城岭、海洋山山脉及都庞岭等地区,该区域内海拔较高,气候条件不能满足罗汉果生长发育所需,不适宜罗汉果种植。
    20  新疆岳普湖金银花种植的气候条件分析
    克日木·阿巴司,努尔帕提曼·买买提热依木,孟凡雪,帕提曼·阿布都艾尼,谢叶,坎吉古丽·乌守尔
    2020, 48(6):917-922.
    [摘要](748) [HTML](0) [PDF 1.07 M](34059)
    摘要:
    利用新疆塔里木盆地西部岳普湖县1981—2019年气象观测资料,结合金银花生长发育情况,分析气候条件与金银花生长的利弊关系,根据金银花的生态学特性,对岳普湖县金银花栽培的气象条件进行了系统的分析,结果表明:金银花各物候期的平均气温呈明显的升高趋势、日照时数有明显的增多趋势、水源充足,有利于金银花正常生长发育。随着气温升高、日照时数增多,种植时间从以前的3月中旬提早至3月上旬,种植面积逐年扩大,从2016年的几十公顷扩大到2019年的345 hm2,种植模式从平作方式调整到套种模式,品种统一用北花一号品种。金银花生长发育过程中≥38 ℃的连续高温日数,尤其是≥40 ℃的高温天气、短时强降水天气、风沙天气等气象条件对金银花品质和产量产生了有害影响。探讨金银花种植产业的有利气候条件,可为新疆金银花产业基地建设提供科学依据,为花农增收致富提供气象保障。

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