摘要:

摘要:采用ASC200型地基双波段全天空云量自动观测仪2019年2—5月在中国气象局长沙国家综合气象观测试验基地和上海宝山国家基本气象站的连续观测数据，分别与人工观测云量及器测云量参考标准进行比对，从综合云量、可见光云量及红外云量3方面初步探究其云量观测能力。比对结果显示：该设备长沙站和宝山站综合云量样本与人工云量参考标准差值在±20%以内的样本分别占总量的92.2%和79.4%，长沙站综合云量样本与器测云量参考标准差值在±20%以内的占样本总量的90.5%，差值在±10%以内的占样本总量的86%。结论如下：①ASC200综合云量样本与人工及器测云量参考标准一致性良好；②验证了可见光云量观测系统在雾霾等天气条件下观测能力较弱，红外云量观测系统对卷云的观测能力较弱；③在能见度良好的观测条件下，双波段云量观测系统的云量观测能力优于单一波段云量观测系统。

摘要:本文从高空风探测原理出发，提出可业务化运行的卫星导航探空系统高空风平滑计算方法。该算法首先根据北斗GPS（Global Positioning System）双模式探空仪提供的大地坐标秒间隔数据，基于地心坐标系计算原始高空风；然后，采用矢量滑动平均法对原始数据进行平滑处理。通过与同球施放的芬兰RS92探空系统做比对分析得出，滑动平均窗口在0～32 km高度范围内设置为34 s、在32 km高度以上设置为60 s条件下，卫星导航探空系统与RS92探空系统高空风测量结果吻合较好。该算法计算结果同基于站心坐标系计算的30 s滑动平均风基本相同，但其风速分量误差范围在32 km高度以下略优、在32 km高度以上减小明显，升空全程误差范围更为稳定。

摘要:为了提高ADTD闪电监测系统监测数据的业务应用质量和效率，使用湖北省2006—2019年该系统闪电监测数据，采用网格法、雷击案例验证法和定性分析法，对多个高层建筑附近地闪分布规律和全省时空分布规律进行了统计分析，并通过雷灾事故对定位精度进行了验证。结果显示：①选取的湖北地区4个高层建筑周边地闪回击次数高值区与高层建筑实际位置均有偏差，偏差距离在190～1548 m之间，偏差方位角无固定规律；②4个高层建筑参考点和雷灾事故实际雷击点与闪电监测系统对应的定位偏差数据显示，该系统在平原地区定位平均误差为539 m，山区定位平均误差为1384 m，山区定位误差明显大于平原地区；③该系统监测数据的时空分布特征与湖北降水特征以及湖北周边省市同类监测系统监测数据的一致性较好，雷电流累积概率特征与IEEE推荐的分布规律拟合度较高，说明该系统监测到的主要参数具有一定的准确性。

摘要:海洋表面温度SST（Sea Surface Temperature）是全球海洋和气候研究的重要参数之一，卫星被动微波遥感由于能够实现全天候观测而被越来越多的应用到SST研究中。中国的风云三号（FY-3）卫星搭载的微波成像仪（MWRI）缺少对SST更加敏感的7 GHz附近垂直极化通道，本研究将FY-3 MWRI与具有6.9 GHz通道的Aqua AMSR-2进行时空匹配，采用神经网络方法，利用匹配的FY-3 MWRI的通道亮温模拟仿真AMSR-2的6.9 GHz垂直极化通道亮温（6.9V），通过引入仿真的6.9V来提高FY-3 MWRI SST的反演精度。结果表明：引入仿真的6.9V可以改进FY-3 MWRI SST反演精度，对35°～90°S之间海域的SST改进更加显著，主要由于6.9V对低SST的探测灵敏度更高且在低SST反演时受风速的影响较小导致的。如果FY3后续卫星可以搭载6.9 GHz通道，将可进一步提升低SST特别是两极SST的反演精度。

摘要:气象数据是现代天气预报和气候预测业务的重要基础支撑，种类众多格式复杂，针对气象数据应用研究中缺乏便捷通用的格式转换处理工具的问题，设计开发了一种通用气象数据格式转换工具，采用Python开发算法工厂并调用第三方气象数据处理库集成实现气象数据的解读分析和格式转换，支持多种主要气象数据的处理，面向应用场景，提供命令行和可视化应用终端。该工具已在北京高性能计算机应用中心网站发布，并在数值预报模式中试支撑环境中部署应用。

摘要:2015年11月25日黄海上空冷空气爆发，中国北部发生暴雪，西北东南向云街在黄海上空大面积密集分布。为研究垂直热输运的网格大小依赖性是否会对黄海对流云街数值模拟产生影响，本文利用WRF模式，分别采用考虑网格大小依赖性的边界层（PBL）参数化方案和基于非局部K理论闭合的YSU PBL方案对该个例进行数值模拟。结果表明两方案均能较好地再现云街出现区域和盛行风向。由于考虑网格大小依赖性的PBL方案模拟水平滚涡对流和次级环流的能力更强，所模拟的水平垂直速度强度更大，云水混合比更高，促进更多的云得以发展；同时其稳定性参数 ζ 更小，模拟的水平滚涡对流强度更大。

摘要:利用FY-4水汽云图、NCEP/FNL资料、自动站资料和ERA-Interim海温资料，分析入海增强台风“摩羯”（1814）和入海减弱台风“利奇马”（1909）经过渤海强度变化特征。结论如下：台风“摩羯”中心入海增强过程伴随着中高层冷空气侵入，冷空气深入“摩羯”云系中心，台风强度减弱并逐渐消亡。台风“利奇马”入海前冷空气已经侵入台风中心，台风入海后强度减弱,暖心结构变得不对称，低层有清晰的斜压特征。“摩羯”入海前渤海上空为强辐散区，“利奇马”入海前渤海上空为弱辐合场，北上前进方向出现高空辐散有利于台风加强。台风登陆前垂直风切变与台风强度反位相分布，北上后台风垂直风切变与台风强度同位相分布。“摩羯”入海后水汽通道出现断裂，其入海增强更多依赖于热力条件和动力条件。“利奇马”水汽通量和水汽通量散度源于自身环流的贡献。台风“摩羯”入海后潜热加热率激增，“利奇马”低层维持弱潜热加热直至台风消亡。

摘要:利用四川省2002—2020年降雨灾情数据和156个国家气象观测站及5727个区域气象观测站逐日、逐小时降雨资料，分析四川省降雨灾情时空分布及其与雨量特征的联系。结果表明：四川省近年来降雨灾情数量增长明显，盆地西部、南部灾情数量最多，密度最大，凉山州和盆地东北部死亡人数最多。灾害主要发生在6—9月，灾情分布有从盆地东北部、南部向西部发展，最后到东北部的趋势。盆地在有大暴雨出现时灾害发生可能性最大，致灾频率50%以上，暴雨致灾频率20%～40%;攀西地区暴雨出现时致灾频率20%～30%;川西高原暴雨天气过程较少，大雨出现时致灾频率最大，为10%～30%。最大小时雨量盆地区在10 mm以下的灾害主要发生在盆南和盆东北，盆西在各个雨量等级范围内占比都较大，攀西地区灾害主要集中在10～40 mm，川西高原为20 mm以下。最大日降雨量小于50 mm的灾害主要分布在盆南，超过300 mm的主要发生在盆西北，50～100 mm以盆南和盆西南为主，攀西地区50～100 mm占比最大，川西高原为25～50 mm。

摘要:利用风廓线雷达、地基GPS水汽、微波辐射计、多普勒天气雷达、卫星云图、闪电定位仪、地面加密自动站等多源观测资料，对“16·7”石家庄特大暴雨的演变特征进行分析，结果表明：①GPS水汽总量和微波辐射计水汽总量的高值阶段对应强降水阶段，水汽总量与降水强度成正相关。降水开始前水汽总量明显上升，突升到高值时间比降水开始时间提前5 h，水汽总量突增对降水开始时间有提示作用。②低层偏东风的厚度和强度与强降水呈正相关，低层风向转西北风预示强降水结束。低空急流出现时间比降水开始时间提前5 h，低空急流消散时间比降水结束时间偏早3 h，超过20 m·s^-1的东风急流对强降水有一定指示作用。强降雨对应低空急流最低高度的下降和低层最大风速的增加，也就是对应低空急流指数和0～3 km垂直风切变的峰值区。③此过程以稳定性降水为主，仅在19日伴有弱闪电和雷暴出现。雷达回波和卫星云图表现为大范围层状云和积状云混合降水回波，回波质心低，列车效应明显，属于热带降水类型。云顶亮温最低值-55 ℃，雷达反射率因子、垂直累积液态水含量和回波顶高最大值分别为55 dBz、15 kg·m^-2和11 km，与降水量有明显相关；低层径向速度场对应明显的速度大值区或速度模糊。

摘要:2020年1月12—15日江苏泰州发生了一次较强的雾-霾过程，利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料（1°×1°）及空气质量资料等，对此次过程的演变特征、成因、气团后向轨迹特征进行了分析，结果表明：此次过程具有日变化特征，霾期间对应的PM_2.5和PM₁₀浓度、空气质量指数相较于雾略高，这与大雾造成的湿沉降有关。此次东路冷空气对泰州影响较弱，前期易造成污染物在本地聚集。夜间至清晨相对湿度90%以上，风小，弱的垂直交换为雾的形成提供了较好的热、动力条件。白天相对湿度减小至80%，风速增至2 m·s^-1，此时大气污染物浓度较高，雾转换为霾。13日900 hPa以上暖平流增强，边界层内逆温和90%以上相对湿度的存在，使得雾和霾均加强至最强。此外，分析气团的后向轨迹特征发现，霾天气期间500 m以下气团稳定少动。14日500 m以上清洁气团向低空补充，利于污染物的扩散，霾减轻。15日傍晚，风力增强并伴有降水出现，雾-霾过程结束。

摘要:自然结冰试飞是运输类飞机合格审定必须实施的高难度、高风险试飞科目，需要在环境温度、云中液态水含量（LWC）和云滴中值体积直径（MVD）满足条件，含有大量过冷水的环境中完成规定的飞行动作。利用2020年3月16日、26日及27日阎良机场国产某大型运输机自然结冰试飞的地面、高空、卫星、雷达和机载探测等多源观测资料，对3次自然结冰试飞气象条件进行了对比分析，并验证了李佰平等改进的自然结冰潜势算法有效性。结果表明：改进的自然结冰潜势算法对于结冰区域的预报较为准确，但在结冰强度预报上需进一步优化。西风系统因水汽条件不足，结冰气象条件较南支系统要差。高空冷空气未到达试飞区域前，云中环境温度偏高，结冰强度较弱；冷暖空气交汇的区域，LWC较高，MVD较为合适，结冰较强。研究结果对未来在阎良机场开展运输类飞机自然结冰试飞的窗口期和空域选择、协同指挥保障均具有参考意义。

摘要:利用2001—2020年河北省142个国家气象站逐日最大风速资料分析了近20年河北风速变化背景。择选2021年2—5月张家口、崇礼区域日极大风速13.9 m/s以上、日10 min平均风速最大值8 m/s以上的30个代表日，运用张承高速公路沿线崇礼国家气象站、南窝铺及场地2套区域气象站、高家营及西湾子2套交通气象站的逐分钟风向风速观测资料，ECMWF数值模式输出的地面10 m风预报资料，以及3″分辨率的SRTM3地形资料，应用Meteodyn WT模型对张承高速公路沿线2个解域区域内的风预报结果进行了订正和检验。结果表明：WT模型输出风速与实际观测风速相关系数可达0.6225并通过0.001显著性检验，各代表站模拟的结果与实况的误差80%以上在±2 m/s之间，地形开阔处误差明显减小；风向也表现出很高的一致性。说明应用WT模型对山区高速公路沿线风数值预报进行订正是可行的，各地可结合本地地形数据以及相对稳定可靠的风的数值预报产品作为WT模型的驱动数据源，开展本地山区高速公路沿线风的订正应用。

摘要:风灾对新疆农牧业生产造成极大危害。本研究以风灾造成的倒塌房屋数、倒塌棚圈数、死亡人数、农作物受灾面积、损坏大棚数、牲畜死亡数作为6大灾情要素，运用比值权重和无量纲化线性求和方法构建表达风灾事件强弱的灾损指数，并采用百分位数法将风灾事件的强度划分为一般（1级）、较重（2级）、严重（3级）、特重（4级）4个等级。根据灾损指数和灾害等级，研究新疆风灾的时空变化特征。结果表明：新疆风灾集中于4—5月，南疆多于北疆，吐鲁番盆地和塔里木盆地北部是风灾的多发区和重发区；近30年风灾年出现次数呈显著的线性增加趋势，年灾损指数没有表现出线性增加或减少的变化趋势，其中1～4级风灾的年际变化具有明显的差异性；引发1～4级风灾的极大风速阈值分别为12.9、13.7、14.1、15.0 m·s^-1；超过12.9 m·s^-1极大风速出现日数逐年增多，加之农牧业生产快速发展，导致风灾年出现次数不断增加。

摘要:气象纸质表格历史资料有很高的科学研究价值和很重要的历史保留意义。数字档案通过数字化的方式将纸质原始资料进行收集、保存和提供各类数字信息资源。本文提出了一种“纸质表格扫描成像”+“图像碎片化处理”+“众筹识别”的快速数字化方法及系统，利用气象大数据资源，应用DBnet模型、DSCC算法等技术对纸质气象表格扫描图像进行图像碎片处理；通过用户的登录行为实现“众筹录入”，完成气象纸质表格资料的数字化档案工作。经验证，快速数字化系统的一录正确率约为99.7%，高于传统数字化人工键入的一录正确率（95.6%）；录入时效比传统数字化提高了22.2%。该系统保证了数据正确性、提高了工作效率，实现了气象纸质表格资料快速形成数字档案的目标，也为数字档案工作提供了新的思路；在新冠疫情导致传统数字化人工聚集工作模式面临较大风险的背景下，具有一定的现实意义。

摘要:为适配气象业务科研应用对算力、存储资源的需求特点，采用分布式计算、分布式存储、虚拟化技术搭建气象基础设施云平台，并根据不同的业务类别、网络区域、资源服务对象针对性地设计云平台资源分区，以及每个分区需具备的云资源及功能。设计的云平台涵盖IaaS层、PaaS层功能，通过软件定义方式池化硬件资源，形成具备云计算、大数据支撑特征的资源池，为众多气象应用端部署、气象大数据业务提供虚拟主机、物理算力、数据存储资源。实际运行效果表明设计的气象基础设施云平台能够适应数据处理规模与时效性要求不断提升的业务发展需求。

摘要:本文结合省级气象大数据云平台“天擎”业务试运行以来系统运维、业务迁移融入和应用研发经验,以气象预报服务人员的技术视角，给出在客户端开发及系统融入过程中的服务接口应用技巧，包括：采用函数式编程简化服务接口调用实现；引入“重试”机制确保接口调用成功率；运用JSON返回数据方式提高云平台气象要素信息提取和处理效率；掌握规避系统访问限额技巧以提升应用研发体验。结果表明：开源“天擎”云服务算法和系列软件包能够加深应用人员对系统运行机制及其服务理念的理解，促进气象大数据云平台高效安全使用，推动气象业务系统深度融入融合。