摘要:

摘要:风云四号气象卫星B星（FY-4B）作为风云四号系列卫星的首发业务星，其搭载的先进的静止轨道辐射成像仪(Advanced Geostationary Radiation Imager，AGRI）是FY-4B核心载荷之一，目前FY-4B/AGRI采用非线性海表温度算法（NonLinear Sea Surface Temperature，NLSST）进行海表温度产品反演处理。为去除FY-4B/AGRI海表温度产品中出现的条纹噪声，将双谱滤波算法应用于NLSST算法中的红外分裂窗通道亮温差数据进行滤波。双谱滤波算法采用的核函数基于辐射传输物理过程，可去除海表温度产品中存在的条纹噪声和随机噪声，且不会降低产品的空间分辨率。以现场实测海表温度数据为参考海温，对FY-4B/AGRI分裂窗亮温差去条纹后的海表温度产品进行检验，时空匹配窗口选择时间30 min、空间距离4 km。评估表明：双谱滤波算法可以有效抑制条纹噪声，提高海表温度产品图像可视化质量，改善海表温度产品的精度。

摘要:为实现像素级雷暴活动范围识别，开展气象静止卫星影像分割研究。以贵州省及周边区域风云静止卫星水汽、长波红外通道（6.25～13.5.5 μm）辐射数据为特征，融合地面甚低频/低频（VLF/LF）闪电监测和星载闪电成像仪（LMI）数据构建标签数据。通过改进 DeepLabv3+语义分割网络并增加训练策略，对静止卫星影像进行雷暴范围识别。结果表明，数据增强、主动学习的自适应采样、Combo Loss组合损失、Ranger21优化器等训练策略可降低小样本训练对网络性能的影响，解决数据不平衡问题；骨干网络提取特征采用MobilenetV2运行速度最快，ResNet_101分割性能最好；引入卷积注意力机制模块可提升模型分割精度和特征提取能力。改进后的 DeepLabv3 + 模型在测试数据集上像素平均准确率为 96.82%，平均交并比 MIoU 为 76.93%，性能优于SegNet、UNet、FCN等其他模型。该研究通过挖掘卫星影像中的雷暴特征信息，提高了对雷暴活动的识别精度，可为下一步引入循环神经网络开展雷暴活动预测奠定基础。

摘要:本文分析了一次雨雪转换天气中DSG5降水天气现象仪形成的各级数据间的关系及其对天气现象的判识过程，研究了降水粒子谱及气温、地面温度和草面温度等气象要素的变化特征，利用ECMWF模式和双偏振多普勒雷达资料探讨了雨雪转换的天气背景及不同相态降水粒子的空间分布。主要结论如下：降水过程中，随着回流冷空气的增强，近地面冷气层变厚变冷，其上的暖气层逐渐变薄直至消失，测站先后经历了雨滴、雨滴加冰粒和冰粒加雪花3个主要的降水阶段。测站上空降水粒子相态的变化在双偏振多普勒雷达相关系数的空间分布上有明确的反映。在由雨转雪的过程中，地面降水粒子的尺度谱明显变宽，速度谱明显收窄；总体上DSG5的判识结果与双偏振多普勒雷达和其他观测资料的分析结果相吻合。DSG5判断的降水开始时间比实际降水滞后了5 min，降水结束时间提前了6 min，判断的过程总降水时长偏短。可以利用降水过程和雷达回波的连续性对DSG5的判识结果进行优化。

摘要:随着数值模式时空分辨率的提升，数据量急剧增加，长序列数据很难直接通过文件拷贝或者网络传输方式为用户提供数据服务。为此，笔者设计实现了一种分布式管理平台，该平台根据用户定制的数据需求，运用预报要素、空间范围、时间尺度等约束条件，抽取或根据区域参数裁剪指定气象要素，生成精简数据进行用户服务。该平台集成了搜索引擎、格点数据解码、内存数据库技术以及分布式框架，实现跨操作系统的统一接口调用和数据快速获取，有效解决用户访问长时间序列历史资料的难题。实验测试显示，该平台在格点数据管理规模和访问效率方面均表现出色。特别是在北京2022年冬季奥运会和冬残奥会气象保障服务中，该平台发挥了重要作用，展现了其实际应用的价值和潜力。

摘要:为实现多种临近预报外推方法的有效融合，提升临近外推的准确性。本文提出了一种将光流法（Optical Flow， OF）与深度学习（Deep Learning， DL）滚动融合的雷达组合反射率（Composite Reflectivity,CR）外推方法（Rolling Fusion Neural Network， RFNet），以提升临近预报的准确性。RFNet采用两层卷积神经网络，并通过粒子群算法（Particle Swarm Optimization， PSO）优化网络参数，解决CR强度不平衡问题。RFNet在训练中使用OF和DL外推的10个时次CR预测未来10个时次的CR，训练后的RFNet作为下一次训练的预训练模型，以提升训练效率。结果表明，RFNet有效缓解了DL的强度衰减和回波结构模糊问题。在20和30 dBz阈值处，DL和RFNet外推效果相近，均优于OF。在40 dBz阈值处，0～30 min内DL效果最好，30 min后RFNet表现最佳。在50 dBz阈值处，RFNet在42 min内显著优于DL和OF。RFNet在40 dBz以上的外推效果随CREF强度增大而提升。

摘要:利用2013—2021年间山东省气象观测站的逐时极大风速、MICAPS资料、雷达风廓线、华北雷达拼图、闪电定位以及NCEP再分析等资料，将冷涡背景下山东极端雷暴大风的天气类型分为低槽型、西北气流型、横槽型、高空冷涡型、副高边缘型和暖切变线型6大类，并对冷涡背景下山东产生极端雷暴大风的预报着眼点进行分析。结果表明：①产生极端雷暴大风的雷暴形态有弓形、多单体风暴、飑线、超级单体和普通雷暴单体，其中以弓形和多单体风暴居多。②弓形回波的中部前沿出现极端雷暴大风概率较大。多单体风暴移向的右前方、飑线前沿和超级单体移动方向的右前方也是出现极端雷暴大风的关键区。③极端雷暴大风发生时，回波顶高一般在15 km以上，且极端雷暴大风出现在回波顶高大值中心移动方向的前或右前侧。④当地面上出现2.5 hPa以上的小时增压、相对于周边环境大气较低的冷池中心、对流层中下层环境风场明显增强时，就要结合风暴移动方向，提前研判风暴移动方向的前方，尤其是右前方，是否有发生极端强雷暴大风的可能。

摘要:本文利用地面逐小时气象观测资料、高空观测资料、多普勒雷达产品和FY-2H卫星的云顶黑体亮温（Black Body Temperature，TBB）资料，分析了2022年4月11日四川盆地一次极端大风天气过程的形成原因和演变特征，得到如下结论：①此次极端大风天气过程因干冷空气进入盆地而触发，地面辐合线的强迫抬升作用加强了此次风暴天气；②过程中剧烈天气多发生于中尺度对流系统合并加强时期，且位于对流云团前侧TBB梯度大值区以及TBB低值中心附近；③飑线过境时强的冷池作用，飑锋前后变压梯度强、密度流强，是导致地面极端大风的重要原因；④风暴前侧入流、后侧入流和强的中层径向辐合为极端大风的出现提供了有利配置；而强反射率因子核和垂直液态含水量大值区的迅速下降意味着系统内部剧烈降温而产生了湿下击暴流，加剧大风强度。

摘要:为了充分发挥目前密集的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)测站的作用，本文建立了一套准实时的GNSS对流层总延迟（Zenith Total Delay, ZTD）和水平梯度（Horizontal Gradients，HG）解算系统，并基于中国气象局的格网降水产品和ERA5再分析资料对广州“5·7”暴雨下ZTD和HG的演变特征进行研究。结果表明：ZTD和HG的时序变化能够反映出降水的前兆信息，而HG的矢量性则在一定程度上揭示降雨的相关特征。ZTD和HG的时空特征对暴雨的短临预报具有一定指示作用，可作为对暴雨短临预报的辅助手段。

摘要:利用青海湖风云卫星“湖-海”协同观测试验的漂流观测仪数据，分析青海湖水温与气温的变化特征及相关性，并结合青海湖周边自动气象站资料，分析湖陆气温变化特征的差异。研究结果表明：青海湖水温与气温存在一定的相关性，其分钟值的相关系数为0.71，日均值的相关系数为0.73，水温与气温日变化均呈单峰型，升降阶段基本相同，但水温日变化的幅度明显小于气温，且下降时间要早于气温；青海湖湖面气温与陆面气温同样存在着相关性，二者的发展变化趋势是一致的，但日变化存在一定的错峰现象，陆面气温的峰值是提前的，而谷值是滞后的。

摘要:本文利用2010—2019年中国ADTD（Advanced TOA and Direction system）型闪电定位仪闪电监测数据和NCEP（National Centers for Environmental Prediction）再分析资料，在分析闪电活动特征的基础上，结合TS评分、预报偏差等天气学检验指标，研究中国及不同区域闪电的环境条件物理量特征。闪电活动特征显示，闪电分布呈“南多北少”的形势，华南闪电密度最大，其次为江南东部和西南地区东部；在频数年变化上，除6月为华南闪电高发月外，全国及大部分地区8月闪电最多；日变化上，午后地闪电活动最为集中，16：00为峰值。环境条件分析表明，从全国来看，热力相关物理量对闪电发生指示意义最好，其次为水汽物理量，动力相关表征量的指示作用不明显。其中，K指数为全国范围的最佳指数，其最优阈值为37 ℃，同时发现低层水汽条件较好的区域对于K指数敏感性更高，其阈值也相对较高，比如华北、长江流域、华南地区。而对于中高纬度区域，大气层结不稳定对于闪电发生更敏感，因此最优抬升指数和抬升指数等指数的表现更好。水汽条件为闪电发生的必要因素，但水汽条件对闪电的指示意义不可单独用作闪电预报的依据，应结合大气环流和其他环境场特征来确定。相关结果为认识和预报全国和不同地区的闪电活动提供了客观参考。

摘要:基于2004—2021年125个中国台风灾情资料以及地面气象站风雨观测数据和社会经济统计数据，综合考虑致灾因子、承灾体和防灾减灾能力构建台风灾害直接经济损失评估模型，并在此基础上定量化研究影响中国台风灾害直接经济损失的主导因子。结果表明：在2004—2021年期间，中国台风定基直接经济损失和台风风雨强度均呈现下降趋势。以2012年（台风路径集合预报实时订正技术启用年）为界，台风大风指数是2004—2011年期间对台风灾害经济损失贡献量最大的影响因子，但在2012年之后，却是贡献量最小的因子；台风降雨指数、地区GDP(Gross Domestic Product)总和、台风强度预报误差和排水管道密度因子对台风灾害经济损失的贡献在2012年之后均明显增加，并且台风强度预报误差的降低和排水管道密度的显著增加是2012—2021年期间台风灾害经济损失下降的主导要素。本研究发现我国台风灾害经济损失的主导影响因子在不同研究时段内存在差异，提高台风强度预报水平和改善排水设施等防灾减灾能力可有效降低台风灾害经济损失。

摘要:在全球气候变暖和城市化发展的双重影响下，城市极端降雨事件频发。利用数字高程模型数据、土地利用数据、遥感影像数据、兴趣点POI数据、实测降水数据，构建江苏省盐城市建湖高新区的一二维水动力-管网耦合内涝模型，其中一维水动力图层包括河道中心线、河道断面、流量边界、开边界，共设置68个河道断面，平均断面间隔为260 m；通过网格化剖分，将地表高程数据赋值网格节点，搭建网格化二维地形模型，实现积涝状况可视化数值模拟。以两场实测降雨过程对模型进行检验，在此基础上,分别模拟5年、10年、20年、30年、50年和100年重现期降雨量下的内涝地表积水深度和空间分布特点，以特别严重内涝、严重内涝、中度内涝、一般性内涝进行分级，绘制积涝等级分布图，结果表明：不同重现期下，高新区水深主要分布在0.1～0.25 m，占总内涝风险面积50%左右。100年一遇情景下，商务住宅受暴雨积涝影响最为严重，受影响占比38.4%；交通设施、医疗保健类公共设施次之，受影响占比28.5%；科教文化、公司企业类公共设施受影响较小，分别为14.2%和19.8%。评估结果能够为高新开发区建设与洪涝防治规划提供科学参考依据。

摘要:基于农业气象田间试验方法，选取崂山大田春茶群体种和龙井43两个主栽品种，于2022年、2023年两年连续观测，各采集17个检测样本、68个重复，检测其主要生化成分:咖啡碱、氨基酸、茶多酚和酚氨比。将各生化成分与采茶日前1～20 d的气温、日照、相对湿度等逐日平均气象资料分别做相关分析、回归分析等，结果表明：①春茶两个品种的咖啡碱、氨基酸、茶多酚和酚氨比与采茶日前1～20 d的气象因子存在显著的相关关系,相关系数分别通过了0.05、0.01的显著性检验，不同茶树品种的生化成分与相关气象因子基本一致，但影响时段存在差异。②建立了茶多酚、氨基酸、酚氨比与气象因子的最优回归方程，群体种茶多酚、氨基酸、酚氨比的平均预报准确率分别为88.5%、94.6%、96.4%；龙井43茶多酚、氨基酸、酚氨比的平均预报准确率分别为88.6%、92.9%、97.5%.③构建了崂山春茶气候品质评价指标。对酚氨比和氨基酸样本做K-平均值聚类分析，划分了崂山春茶气候品质的4个等级，根据不同等级一一对应的酚氨比气象指标，构建了两组崂山春茶气候品质评价指标；根据建立的酚氨比预报方程的不同阈值可以预报崂山春茶气候品质的等级。本研究为崂山春茶气候品质评价提供技术支撑，具有较高的实用性和可操作性，同时面向崂山茶产业，提高春茶的竞争力与附加值，助力乡村振兴。

摘要:针对X波段天气雷达受金属接闪杆或金属引下线干扰时出现反射率、差分反射率等参数劣化的问题，本文采用精细设计的非连续片段式金属箔片阵列作为引下线的导流结构，与高性能复合材料杆相结合设计了新型透波接闪杆，成功解决了透波与雷电通流的难题：接闪杆导流结构接闪时受雷电电场激发形成连续等离子体通道，成为承载雷电流通路；非连续的金属箔片大幅降低了雷达反射率。为验证新型透波接闪杆防护与透波能力，开展了试验测试：①高压附着接闪与冲击通流能力测试，结果表明新型透波接闪杆平均击穿阈值为4.45 kV/cm，冲击通流能力大于150 kA(±10%，10/350 μs波形),满足GB50057和QX/T2-2016标准规定的第二类建筑雷电防护要求；②实地安装试验测试，结果表明相较于金属接闪杆，新型透波接闪杆对雷达反射率、差分反射率等关键参数的影响大幅降低。本文研究的新型透波接闪杆能够降低避雷系统对雷达探测性能的影响，可以在类似相控阵雷达直击雷防护中进一步应用和推广。