摘要:

摘要:杭州下沙S波段天气雷达在双偏振升级的基础上增加了精细化探测技术，为了进一步提高雷达定量降水估测精度，本文参考小时雨量计订正雷达估测降水算法模型，建立了一种基于分钟级雨量计数据的实时定量降雨估测雨强订正方法（简称QPE-ADJUST法），利用雨量计资料对雷达的QPE数据逐体扫实时订正，累计完成1 h、3 h降水估测产品，提高了雷达降水估测精度。通过对雷达产品及自动站数据资料的评估，分别从降水估测算法、雷达分辨率影响及体扫周期速度影响3方面对QPE-ADJUST法的估测降水效果进行了统计分析。结果表明：QPE-ADJUST法在雷达高分辨率、快体扫周期的情况下均比其他算法更好地表现出降水时空分布特征，并将雷达小时定量降水估测的误差从50%降低至20%左右，有很高的估测精度和稳定性，具有业务应用价值。

摘要:雷达数据的雷暴单体识别算法是雷暴追踪算法的重要组成部分，传统的连续区域法只能通过改变回波强度阈值来调整雷暴单体识别结果，不能满足当前应用需求。本文提出了一种基于OPTICS（Ordering Points to Identify the Clustering Structure）算法的雷暴识别方法，该方法能基于高回波点的密度信息进行雷暴单体识别。利用高分辨率X波段天气雷达在两次雷暴过程中的体扫数据检验了算法的效果，并与传统方法进行了比较。结果表明：该方法能克服连续区域法在高分辨率雷达数据中可能出现的无法区分不同单体、识别结果过于零散等问题。并且能在不修改回波强度阈值的情况下灵活调整输出结果，以适应不同应用需求。

摘要:以TITAN（Thunderstorm Identification Tracking Analysis and Nowcasting）系统为基础框架，通过引入大数据处理技术，对系统中各个模块间的通信机制、数据处理和存储方式进行优化，结合中国气象科学研究院的雷达数据质量控制方法和高效的雷达数据解析和拼图方式，实现了辽宁省及周边地区10部雷达的同步观测和雷达组网拼图处理系统的实时运行和雷达产品的按需定制。该拼图处理系统能够实现雷达数据的流式传输；通过Kafka（分布式发布订阅消息系统）实现雷达数据的分布式处理；并通过采用Cassandra数据库存储，提高雷达数据存储的稳定性。

摘要:基于云南探空仪换型平行观测期间各标准等压面上的温度和位势高度观测数据以及对应的ECMWF模式预报场数据，利用偏差、标准差、均方根误差和相关系数等对新、旧探空仪观测数据进行对比分析和评估。结果表明：新、旧探空仪观测数据一致性较好，在100 hPa以下两者温度绝对偏差小于1.0 ℃，位势高度绝对偏差小于30 gpm，100 hPa以上温度和位势高度最大绝对偏差分别为3.9 ℃和151.0 gpm。除高层个别等压面外，新、旧探空仪观测数据离散性基本一致或新探空仪离散性相对较小。新探空仪观测数据与模式数据更为一致，在中高层表现更为明显；相对于模式数据，新、旧探空仪温度偏差分别集中在±0.7 ℃、±0.9 ℃左右，最大均方根误差分别为3.0 ℃、4.5 ℃，平均相关系数分别约为0.78、0.73；新、旧探空仪位势高度最大偏差分别为28.5 gpm、130.9 gpm，最大均方根误差分别为87.6 gpm、136.9 gpm，平均相关系数分别约为0.86、0.78。

摘要:为收集管理应用新型地基遥感设备观测的海量、多源、实时数据，中国气象局气象探测中心设计并搭建了超大城市观测数据系统平台。系统基于主流Web开发技术和分布式列存储集群方式MySql数据库，具备数据实时传输、监控、存储、分析、显示和共享等功能，实现了新型地基遥感观测数据管理规范化、产品服务多样化、资料共享便捷化。该系统平台既提高了新型地基遥感设备数据的支撑保障能力，同时分钟级廓线数据产品满足了短临天气预报对实时数据的高时效需求。目前，平台已在部分城市中推广应用，为地基遥感设备业务化运行提供全面的平台支持。

摘要:为加快推进福建省气象业务系统的集约化、云化转型，需要依托福建气象大数据云平台（“天擎·福建”）对业务系统进行融入改造。本文介绍了“天擎·福建”的概况、总体架构和功能，重点阐述了福建气象综合业务平台融入“天擎”的技术方案及实现方法，从平台融入“天擎”、数据源切换至“天擎”、算法纳入加工流水线、数据产品存入“天擎”、系统监控进“天镜”、前端页面改造等6个方面实现了应用融入并投入业务运行，融入后综合业务平台的数据汇聚、加工和服务全流程进一步优化和规范，系统运行效率和访问速度显著提高，为其他的业务系统融入天擎提供借鉴。

摘要:本文研究计算CMA_MESO模式预报降水FSS（Fractions Skill Score）评分时，当其水平分辨率与观测降水不一致时，采取两种匹配方式统一分辨率，分析这两种方式得到的FSS评分结果是否有差异。针对3 km分辨率CMA_MESO模式6 h累积降水，选取5 km分辨率的观测降水，分别采取预报降水匹配观测降水分辨率，以及观测降水匹配预报降水分辨率两种方式，选择4种邻域尺度：5、25、51和105 km；4种降水阈值：0.1、4、13和25 mm，得到两组不同预报时效的FSS评分。通过分析发现：两组FSS评分结果没有显著差异。研究结果表明，当CMA_MESO模式预报降水水平分辨率与观测降水不一致时，可以将预报降水匹配到观测降水格点场，也可以将观测降水匹配到预报降水格点场，两种匹配方式对FSS评分结果没有影响。

摘要:集合降维变分同化方法ERDVar不需要求解切线性模式和伴随模式，不仅能减少同化计算量，而且能够提供“流依赖”的背景误差协方差矩阵。本文提出用NMC初始扰动生成方法和分区同化方案，来解决初始扰动样本生成问题和全球同化局地化问题，最终实现将ERDVar应用到全球中期数值预报模式T106L19。试验结果表明：①使用ERDVar方法能够有效提取真实增量信息，提高全球同化精度。②用NMC方法产生的扰动样本反映预报误差结构特征，在预报过程中不容易衰减，同化后至少使预报误差降低10%。③与全球ERDVar同化试验相比，分区ERDVar同化试验各变量平均的均方根误差降低14%，计算代价进一步降低。分区ERDVar方法和NMC样本的联合应用使同化改进效果更稳定。

摘要:为了提高5 km分辨率的网格降水预报准确率，针对数值模式网格降水预报产品中尚存在许多降水空报的现象，基于网格降水实况，应用动态建模和机器训练择优技术，借助新检验参数归一化后的单调性、新降水TS公式在计算上的便利性，建立了两种动态最优降水消空技术方案，开展网格降水消空研究。研究表明，两步法抑制了消空阈值偏大现象，归一化法使阈值优选更加直接。用这两种方法，晴雨准确率全部上升，其中，ECMWF(European Centre for Medium-range Weather Forecasts)提高最大（2.39%～4.76%）；降水TS评分，ECMWF提高最大，白天提高多（2.98%～3.64%），夜间提高少（1.61%～1.78%），但CMA-SH9(中国气象局上海数值预报模式系统)和CMA-BJ(中国气象局北京快速更新循环数值预报系统)则出现下降。归一化法在白天使晴雨准确率提高最多。分析表明，经过消空处理后，雨空百分率下降数值明显大于雨漏百分率增加数值，从而使空报率出现大幅下降，晴雨准确率也升高明显。

摘要:利用贵州省84个台站常规观测资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料以及NOAA逐月海表温度资料，对2008年和2011年贵州省出现的两次超强凝冻过程的降温幅度、影响站次、海温背景、环流场、温度场等进行了对比分析。结果表明：中等强度的东部型拉尼娜事件是两次过程的有利气候背景，东亚地区500 hPa 西高东低的距平分布、850 hPa切变线的稳定维持、700 hPa西南急流、温度场上逆温区以及温度垂直剖面图的800～600 hPa之间的融化层均是两次过程的有利的形势条件。而2008年过程对应850 hPa切变线位置更为靠北，且其西南急流范围/强度、逆温区面积/强度、冷平流强度、融化层厚度/持续时间/中心温度均较2011年的明显偏强，这是导致2008年冬季凝冻过程影响更为明显的原因。

摘要:利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料、FY-4卫星云图、新一代天气雷达、ECMWF细网格、GRAPES_MESO及NECP的1°×1°再分析资料，分析2019年8月6日08:00至8日08:00，黑龙江省中部和西南部的强降水过程动力机制，以及引发的降水性质和降水分布特征。结果表明：①强降水过程共分3个阶段2种性质：与冷涡相连的鞍形场的对流云降水；鞍形场和增强暖锋共同作用的混合云和对流云降水；台风“范斯高”残涡作用下，改变云系移动路径形成的对流云降水。②冷涡、副热带高压、台风的相互作用，是该过程产生的根本原因；副热带高压和台风外围暖湿气流配合冷涡冷空气，为强降水提供水汽和不稳定条件；狭窄的水汽输送通道造成了强降水的空间不连续性；低层辐合线为强降水提供触发条件；鞍形场的稳定结构、大小兴安岭南麓强迫抬升、台风系统阻挡延长强降水的持续时间。

摘要:利用常规地面、高空观测和ERA5再分析数据，对鲁西南2020年7月22日（简称“7·22”过程）和8月6—7日（简称“8·6”过程）两次区域性大暴雨及伴随的短时强降水形成机制诊断分析。结果表明：“7·22”过程是一次地面气旋降水过程，大暴雨主要出现在气旋中心至移向右前部的倒槽内，短时强降水是对流不稳定触发后，惯性不稳定的增强造成。“8·6”过程是一次副高边缘暖区降水过程，大暴雨主要出现在低空急流的前端、地面辐合线附近，短时强降水由对流不稳定的触发和释放造成。“7·22”过程暖湿急流较强，水汽通量散度和动力条件显著强于“8·6”过程，超低空强辐合区、水汽通量散度辐合大值区、水平动能大值区边缘的强锋生区以及湿位涡MPV大值区边缘的|MPV2|小值区对短时强降水的出现区域指示较好。两次过程分析均表明垂直上升运动和深厚湿区的配合对短时强降水的出现时间指示较好。

摘要:2021年6月9日夜间和6月12日夜间，浙江绍兴出现了两次暖区大暴雨过程，主、客观预报均出现较大偏差。本文利用地面加密自动站、多普勒雷达资料以及ERA5再分析资料，对这两次过程的环流场、触发机制和中尺度对流系统演变情况进行分析，结果如下：①两次过程均发生在弱天气强迫背景下，“609”过程是在边界层急流的作用下发生的，“612”过程发生在副高边缘；②“609”过程中垂直螺旋度大值中心最高伸展至对流层中层，上游位涡扰动不断向下游输送，促使暴雨区位涡扰动持续发展；“612”过程中垂直螺旋度大值中心仅伸展至对流层低层，等熵面上存在干冷空气侵入，有利于位涡扰动迅速加强；③两次过程的触发机制均为β中尺度辐合线，中尺度对流系统沿着辐合线不断发展，并处于“准静止”状态，造成大暴雨，“609”过程β中尺度系统较“612”过程停滞时间更长，同时受迎风坡地形抬升作用影响，降水总量更大。

摘要:利用卷积神经网络和门控循环单元（Gated recurrent units ）神经网络，基于雷达反射率因子和雷电定位数据开展了雷电预报研究。首先构建了引用注意力机制的基于卷积神经网络和门控循环单元神经网络的深度学习模型（Attention-ConvGRU）；然后将雷达反射率因子数据和对应时间段（6 min）的雷电定位数据处理成图像数据后输入深度学习模型，训练出可预报雷电的模型，包括3种模型：单雷电数据模型、单雷达数据模型和雷电-雷达双数据模型；最后开展了预报试验和定量评估。综合评估表明，本文建立的雷电预报模型综合预报准确率达到96.74%，虚警率35.83%，关键成功指数（Critical Success Index, CSI）为0.2072。个例分析表明，预报模型对于具有明显移动趋势的雷暴过程（A类雷暴）的预报效果优于不具有明显移动趋势的雷暴过程（B类雷暴）,且随着B类雷暴强度减弱模型预报能力逐渐减弱。

摘要:根据2007—2019年湖北省地闪监测数据、地表覆盖数据以及数字地形高程数据，采用数理统计方法，分析研究了地表覆盖类型、海拔、坡向、坡度4类地形信息数据与闪电频数、正闪比例、地闪回击强度、地闪回击陡度等雷电参数的关系。结果表明：①建成区单位面积闪电频数和小幅值地闪比例较高，分别为87.1 次/km²和8.6％；②耕地区和水域区地闪回击陡度值较高；③湖北省地闪回击主要集中在海拔0～700 m、坡度0.5°～35°，地闪回击密度随海拔增加呈减少趋势，地闪回击强度平均值随海拔增加呈现先增加后减少的趋势，地闪回击陡度平均值随海拔增加而减少；④坡向朝南或朝东地闪回击密度较高，坡向朝南或朝北地闪回击强度平均值较高；⑤不同坡度区间和海拔区间雷电参数的变化规律较为一致。

摘要:为了加强暴雨相关的防灾减灾工作的科学性，本文基于云南省126个国家气象站2010—2019年10年的逐时降水资料和基础地理信息数据，从暴雨灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体易损性3个方面，建立暴雨灾害风险评估模型，利用熵值法、自然断点法、ArcGIS插值和栅格分析方法，实现云南省暴雨灾害风险的区划评估。结果显示:①暴雨灾害高风险区主要集中于云南南部，包括西双版纳州、普洱市、红河南部、德宏州及北部地区；②迪庆州、怒江州、丽江市北部等地暴雨灾害风险等级较低；③全省暴雨灾害高风险区、次高风险区面积占比分别为7.05%、25.22%，低风险区、次低风险区面积占比分别为10.32%、21.86%。使用2020年暴雨灾害次数、暴雨日对区划评估结果进行检验表明，区划评估结果具有科学合理性。