摘要:

摘要:海雾无论在海上还是在沿岸地带，都因其恶劣的能见度对交通运输、海洋捕捞和海洋开发工程以及军事活动等造成不良影响，因此对于海雾的实时监测和预报就显得尤为重要。本文提出了基于深度学习的静止气象卫星多通道图像融合分割算法，使用DLinkNet深度卷积神经网络语义分割算法模型对黄渤海海域范围的16通道、空间分辨率为0.5 km的Himawari8卫星数据进行研究。分别采用均交并比（mIOU）以及观测值检验作为评价指标，在测试集上的mIOU为0.9436，并且用卫星测试数据结果与海上观测数据结果进行对比，得出雾区准确率（检测有雾且真实有雾/检测有雾）为66.5%，雾区识别率（检测有雾且真实有雾/（真实有雾-云覆盖））为51.9%，检测正确率(检测正确/总样本)93.2%。本文提出的方法能为海雾监测提供一个可靠的参考。

摘要:本文利用2010—2015年2400多国家气象站逐小时观测数据对覆盖中国的EAR70、CLDAS和ERAInterim 3种表层土壤温度进行了评估和对比。结果表明：空间上CLDAS表层土壤温度精度最高（平均误差为-0.5 ℃，均方根误差为3.0 ℃，相关系数为0.96），受益于CLDAS高精度的陆面初始场，EAR70平均误差得到了改善；时间上ERAInterim再分析表层土壤温度在6:00和夏、秋季精度会明显下降，再分析表层土壤温度在数值较高时段表现出冷偏差，原因是模拟的土壤温度数值上升速度慢，对应的参数化方案有待改进。再分析表层土壤温度在东北地区冬季存在冷偏差，可能和积雪覆盖有关，陆面参数化方案也有待提高。在地形复杂的青藏高原地区，融合地面观测的CLDAS提高了大气驱动的质量进而改进了土壤的模拟。ERAInterim分辨率较粗不适合在青藏高原或者沿海地区使用，结合了CLDAS的EAR70在青藏高原精度提高。土壤表层温度的精度随着高精度的土壤状态初始场进入模式中时间延长会显著下降。因此，CLDAS的实时同化方式，能够有效提高在分析数据的精度。

摘要:针对既有气象温度自动检定系统无法满足传感器年检量不断攀升的现状，为实现温度检定全程无人参与，提出一种基于机械臂的温度传感器检定系统。首先设计系统的并行控制工作模式及总体架构，然后指出搭建系统的关键技术是实现现场通信抗干扰，即分析电源共地、磁场环境、现场通信等要素共同作用使标准器示值持续跳变问题，最后提出一种抗干扰方法，并对优化后的系统进行对比测试。试验结果表明，该方法可使标准器示值回复至稳定状态，充分保证系统正常运行。

摘要:天气雷达回波需要与地理信息融合应用，以定位雷达回波，指导气象服务。本文针对新一代天气雷达业务化系统（ROSE）产品显示子系统，设计了全新的开放地图格式，采用全国一份地图数据文件，各地雷达站点动态匹配的方式, 改进了现有雷达业务系统中主用户处理系统（PUP)需要各个站点分别申请定制地图的不便。ROSE产品显示子系统支持多种型号业务雷达数据在不同地球投影方式下的地图自适配显示。地图应用子模块程序设计中引入设计模式，有效解决了精细化地图数据的显示效率问题，实现了显示信息与速度的平衡。

摘要:卫星地面应用系统日益庞大网络环境越来越复杂，各分系统在同一个OSPF（Open Shortest Path First）网络区域内相互传递数据信息，存在随着网络规模越来越大，路由器设备增加，导致每台路由器所维护的LSDB（LinkState DataBase）也逐渐变得臃肿的问题。庞大的LSDB计算会消耗更多的设备资源，导致设备负担加大，一旦网络拓扑变化将会引起整个域内所有路由器的重新计算。本文利用OSPF动态路由具有选择协议区域划分的特性，对卫星地面应用系统整体网络结构进行层次化分割,控制区域内路由器访问其他区域的路由路径，将LSA（LinkState Advertisement）泛洪被限制在区域内，减少了维护LSDB的数量及路由表路由条目，节约了控制层面的资源，把有效的资源用于数据层面的数据转发，从而提高卫星地面应用整体网络系统的数据转发率。整体网络的区域划分可有效地把拓扑变化的影响控制在本区域内，任意一区域网络拓扑发生变化，不会影响整体网络系统变化，从而提高卫星地面应用整体网络系统结构的稳定性和扩展性。

摘要:为解决卫星广播传输缺陷及省级用户获取临省实时观测资料和实况分析产品等迫切的业务需求，设计并实现了基于消息通知机制的国省数据共享系统。系统基于RabbitMQ的消息机制进行业务和数据资源的整合及集成，采用多层体系架构，满足基于地面宽带的数据快速有序下载和卫星广播数据补调等国省数据共享需求，支持大容量多种数据的高速传输，支持HTTP、FTP、SFTP等多种数据传输协议。系统已经上线提供服务，实现智能网格、多源融合实况分析等25种气象资料的国省数据共享，月平均共享数据量达6.3 TB，且建立全流程监视，有效保障数据共享的时效性。

摘要:利用2018年10月1日至2019年9月30日北京地区55个地面气象站的实况观测数据对欧洲中期天气预报中心的全球预报（ECMWFthin）、国家气象中心区域预报（Grapes）、北京睿图（RMAPS）、国家级指导预报（SCMOC）、北京智能网格温度客观预报（BJTM）和集合相似预报（AnEn）的逐日最高、最低气温预报结果进行检验评估。结果表明：①ECMWFthin模式预报效果优于Grapes和RMAPS，客观方法BJTM和AnEn对ECMWFthin的改进效果明显。②AnEn在10月至次年4月预报效果好，BJTM在5—9月预报效果好；不同预报时效中，AnEn在短期、中期前段预报效果较好，BJTM在中期5～9 d预报效果相对较好。③以南郊观象台为代表站进行检验，结果显示模式预报均存在明显的系统偏差，客观方法对系统偏差有很好的订正效果。④在降水、大风或无天气系统时，BJTM、AnEn的日最高温度预报准确率较高；雾霾天气背景下，ECMWFthin的最高温度预报准确率较高。雾霾、大风和无天气系统时，ECMWFthin最低温度预报偏差最小，客观方法对模式预报无改进；降水天气背景下，RMAPS和BJTM对最低温度的预报偏差最小。

摘要:利用2017年6—8月的FNL再分析资料分析了新疆地区夏季平流层低层风场的时空演变特征，开展了平流层低层风场的高分辨率数值模拟和检验。结果表明：新疆地区夏季平流层纬向风随时间的变化存在经向差异，同时准零风层开始和结束的时间也存在经向差异，准零风层开始时间南部地区早于北部地区，而准零风层结束时间则相反。整个夏季新疆地区上空的准零风层处于70～40 hPa之间，其高度随时间呈先降低而后升高的变化趋势。准零风层数值模拟结果表明，模拟的准零风层参数与探空资料分析结果相比二者存在一致的变化趋势，准零风层起始高度的平均绝对误差为467 m，该高度对应的风速均方根误差为1.75 m/s。

摘要:利用2005—2019年河北省40个国家气象观测站逐小时降水资料，分析小时降水和小时强降水的时空分布特征，结果表明：①小时降水频率近年来是降低的，而小时强降水频次没有明显的变化趋势，小时降水量、降水频率、降水强度以及小时强降水频次的月变化均呈单峰型分布，小时强降水频次呈年差异化变大趋势，使得小时强降水事件发生的极端性更突出；②年降水量总体呈东高西低、南高北低的趋势，大值区主要位于东北和西南地区，降水频次和降水强度受地形影响较为明显，降水频次大值中心位于海拔较高的北部和中西部，平原频次较低，而降水强度大值区位于东北部，这是受副热带高压和地形作用共同影响造成的；③河北省降水主要集中在傍晚到夜间，降水峰值出现的时间有自西向东延后的特征，受午后局地对流天气的影响，最大峰值多出现在17:00前后，小时强降水发生频次较高；④小时强降水的高发时期是7—8月，主要集中在河北东部和南部，其最大值出现在东北部和石家庄一带；⑤南部降水量主要源于降水强度的贡献，北部、西部山区和西北部坝上地区降水量更主要的是受降水频率的影响；东北部降水量则是降水频率和降水强度的共同影响造成的。

摘要:利用2008—2016年中国区域CMORPH（Climate Prediction Center Morphing）多卫星降水数据相融合的、分辨率为0.1°×0.1°的逐时降水量数据集，将每年5—8月分为梅雨前（5月1日至入梅前1日）、梅雨期（入梅当日至出梅当日）和梅雨后（出梅次日至8月31日），分析了大别山区梅雨季节降水的时间和空间演变趋势。大别山区梅雨期间年平均降水量360.3 mm，梅雨前平均降水量279.7 mm，梅雨后平均降水量287.0 mm。梅雨季节主要存在3个降水大值区：山区北侧中段、主峰东南侧和西南侧。从日变化情况来看，梅雨期降水日变化呈现双峰特征，出现峰值的时间分别是09:00、16:00。梅雨前、梅雨后降水日变化呈单峰特征。强降水出现频率的空间分布大值区也随着梅雨前—梅雨期—梅雨后的时间变化逐渐北抬。

摘要:利用常规观测资料、FNL再分析资料、FY2H静止卫星以及双偏振雷达数据，对发生在2020年5月25—26日、29—30日及6月2—3日浙江省的3次暴雨过程（简称“5〖DK〗·25”、“5〖DK〗·29”和“6〖DK〗·2”过程）进行了诊断分析，比较了3次暴雨的落区、强度、成因及云团等差异。结果表明：①3次暴雨均发生在高空槽前的低空切变线上，高空槽深浅、中尺度切变线位置、南部急流脉动强弱等因素是造成3次暴雨落区和强度差异的主要原因。②暴雨落区位于湿辐合带西侧，700 hPa湿〖WTHX〗Q〖WTBZ〗矢量散度场负值区对暴雨落区有较好的示踪作用。③3次暴雨过程均存在锋生作用和冷暖中心对，“5〖DK〗·25”过程中层锋生先于低层，有弱温度平流，为短历时强降雨，其降水效率低，“5〖DK〗·29”和“6〖DK〗·2”过程则有强冷暖平流，为长历时强降雨，降水效率高。④“5〖DK〗·25”过程暴雨云团尺度相对较小且生命史较短，降水稳定；“5〖DK〗·29”过程云体密实、云顶亮温低、回波质心高度高且偏向于混合性降水；“6〖DK〗·2”过程主要为α中尺度对流云团，冷云盖尺度大、存在柱状对流回波、回波质心高度高且偏向于对流性降水。

摘要:利用湖北省随州市S波段双偏振雷达资料及常规观测资料，对2020年5月4日鄂北随州出现的超级单体风暴进行分析。结果发现：①在有利天气背景作用下，形成了上干冷下暖湿的垂直层结、0~6 km中等强度垂直风切变以及地面辐合线，为强风暴的发生发展提供环境条件和触发条件。②超级单体发展过程中，观测到前侧“V”形入流缺口、中气旋、弱回波穹隆、悬垂回波、钩状回波等特征，且风暴顶高度、风暴质心高度、最大水平反射率因子高度以及垂直累积液态含水量等风暴参数均呈先升后降趋势。③超级单体的发展和成熟阶段，在0 ℃层以下的低层，于前侧下沉气流西侧的水平反射率因子大梯度区观测到浅薄的差分反射率因子Zdr大值区，即Zdr弧；④超级单体的初始阶段、发展阶段以及成熟阶段，在0 ℃层之上的中层，观测到强上升气流的正温度扰动使冰相粒子在附近融化而形成的Zdr环形大值区和相关系数环形小值区。⑤垂直方向上，在超级单体的初始阶段、发展阶段以及成熟阶段均观测到Zdr柱和差分相位常数Kdp柱。Zdr柱与弱回波穹隆区位置对应较好，其不同时期特征反映了上升气流强的变化；Kdp柱的变化反映了超级单体中含有大量液态水滴区域的变化。

摘要:采用Makkonen结冰增长模型镶嵌冰表面辐射融化模型建立适用于风机覆冰的预报模型，基于WRF耦合CALMET综合模式预测结果和风机性能参数驱动模型，进行风机覆冰开始和结束时间的预报。以湖北通山九宫山风电场为研究对象，对2012年12月至2013年12月期间监测到19次风机覆冰进行分析，分别采用提前1 d、提前2 d、提前3 d三种预报方案开展覆冰起止时间的预报，发现该模型对风机覆冰具有一定的提前预警能力，且越临近覆冰发生时间，预报准确性越高。

摘要:机器学习是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径之一。随着以深度学习为代表的机器学习算法取得突破，人工智能呈现了加速发展的趋势，在各行业取得了广泛的应用。机器学习在计算效率、准确性、可移植性、协同性、灵活性、易用性等方面具有较大的优势，下一步将有可能改变传统的气象观测模式，加速和改善气象观测数据的处理，改善数值天气预报质量以及推进地球科学的交叉融合。为更好地推动人工智能相关技术在气象领域的应用，本文从气象观探测、数值预报、危险天气识别与预警和卫星资料处理等方面对机器学习算法的应用现状进行了整理。

摘要:利用地面常规观测气象资料、风廓线雷达等资料，从环流形势、边界层输送扩散条件等方面对比分析了成都地区2017年12月至2018年1月两次冬季典型重污染生消过程的异同，结果表明：①两次过程均为静稳型天气背景,高层盛行纬向环流，近地面为均压场、弱气压场，存在多层逆温，夜间相对湿度高，风速小，风向多变，近地面主导风向为西北风、西风，风向对污染的区域输送效果明显；②在污染累积阶段，边界层内存在平均风速小于2 m/s、风向多变的小风层，清除阶段的小风层特征则不显著；③大气折射率结构常数C2n与垂直速度可以作为垂直扩散条件的判据：污染累积阶段，C2n大值区的高度一般为500～1500 m，清除阶段，C2n大值区的高度显著抬升，且垂直速度强下沉区与C2n大值区基本重合；④局地回流指数（RF）与通风系数对污染过程生消的指示性非常显著。污染累积阶段，1000 m高度以下的RF小于0.6，近地层的RF小于0.2，通风系数日平均值仅为1455 m2/s；清除阶段的RF大于0.7，通风系数通常大于3000 m2/s；此外，较大的通风系数也可以起到传输上游污染物的作用。

摘要:为了研究福建省有效致灾雷电的分布情况，基于福建省2004—2012年闪电定位数据及雷击人员伤亡数据、福建省L17级谷歌遥感影像瓦片，引入卷积神经网络模型对遥感影像所在区域是否属于人员活动的属性进行建模、训练和预测，得到福建省人员活动属性的格点产品，结合福建省历史雷电数据对有效致灾的雷电分布情况进行了分析，结果表明：①设计的遥感影像+CNN识别模型具有一定的可行性和准确率，通过显著性水平为0.01的假设检验；②福建省有63.55%的格点为无人员活动区域；③平均有45.36%的闪电落在无人员活动的区域，因地制宜地对其他致灾闪电进行预警是提高应急减灾服务效果的可行途径；④有效致灾雷电密度与历史雷击人员伤亡数据的相关性远大于常规雷电密度与历史雷击人员伤亡数据的相关性，有效致灾雷电分布在表征雷电灾害上比常规雷电分布更具有指示意义。

摘要:利用辽宁省59个国家气象站2008—2017年6—8月逐时地面观测资料，综合考虑夏季气候舒适度和高影响天气对避暑旅游的不利影响，确定辽宁避暑旅游气候适宜度评价方法，分析了辽宁避暑旅游适宜度时空分布，为公众及旅游相关部门了解当地避暑旅游气候资源提供参考。研究表明：①辽宁避暑旅游适宜度由西北到东南逐渐增强， 59个地市（县）中，很适宜避暑的有14个，适宜避暑的有22个，较适宜避暑的有16个。②夏季辽宁大部避暑旅游气候舒适度较好，辽东和辽南气候舒适度优于辽宁中部和西部。辽宁东部的本溪和沿海的丹东、大连、葫芦岛和锦州南部气候舒适度等级最高，避暑气候条件更好。③辽宁夏季暴雨高风险区在东南部的宽甸、丹东和凤城一带。高温高风险区在朝阳大部和锦州西部。大风高风险区在铁岭北部、彰武、锦州、营口和长海。雷暴高风险区在铁岭、抚顺东部、朝阳西部和庄河一带。④6月、8月是辽宁适合避暑旅游的月份，尤其是 6月，避暑旅游适宜度最高，适宜面积最大。8月份次之， 7月避暑旅游适宜度较差。

摘要:气候变化影响柠檬生长、产量和品质，本文利用云南省125个国家气象站1981—2018年,月平均气温、月平均降水量、月日照时数，进行基准年代下云南柠檬气候适宜性分区；采用RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5气候情景模式，研究2021—2030年、2031—2040年、2041—2050年云南柠檬气候适宜区的变化，探讨未来气候变化背景下，云南柠檬气候适宜性变化，以期对柠檬产业布局、规划、引种提供科学的指导。结果表明：21世纪中叶，RCP2.6情景下柠檬最适宜种植区增加了3成左右，RCP4.5情景下柠檬最适宜种植区增加了5成左右，RCP8.5情景下柠檬最适宜种植区增加了9成左右。但由于受降水因子的限制，中度适宜区到2041—2050年开始缩减，总的可适宜种植区（高度适宜区+中度适宜区）基本趋于稳定，这将给柠檬在云南的种植发展提供广阔空间。

摘要:利用1960—2019年广西88个国家气象观测站逐日气温资料，将研究时段分成前30年（P1：1960—1989年）和后30年（P2：1990—2019年）2个阶段，分析早稻安全播种期和安全移栽期、晚稻安全齐穗期和安全成熟期的年际变化规律，并通过比较P1和P2阶段不同保证率下各安全生产期的差异，分析气候变暖背景下广西双季稻安全生产期的变化特征。结果表明：①早稻安全播种期和安全移栽期主要表现为提前变化趋势,晚稻安全齐穗期和安全成熟期主要表现为推迟变化趋势，全区80%和90%保证率安全播种期和安全移栽期平均提前2 d，80%和90%保证率安全齐穗期平均推迟2 d，80%和90%保证率安全成熟期平均推迟5 d和6 d。②安全生产期的变化特征空间差异性较大，桂东北安全播种期和安全移栽期提前天数最多,达6 d以上，百色那坡、靖西地区安全齐穗期推迟天数最多，达6 d以上，全区大部分地区安全成熟期推迟天数在6～10 d，空间差异相对较小。