WRF-EnSRF卫星资料同化模块的构建研究

为加强国内卫星资料在同化系统中的应用,在自主构建的新一代WRF-EnSRF同化系统中,采用RTTOV辐射传输模式作为观测算子,并建立卫星资料读取、偏差订正及质量控制等子模块,构建出WRF-EnSRF卫星资料同化系统.运用该同化系统,同时同化NOAA-16的AMSU-A和AMSU-B的辐射率资料,进行华南暴雨过程的卫星资料同化数值模拟试验.试验结果表明:偏差订正后亮温资料拟合结果基本位于主对角线上,偏差有所降低.从TS评分看,同化试验对中雨及大雨部分的降水落区以及暴雨级别以上的降水强度的模拟效果有改善.试验证明,建立的卫星同化系统是可运行的.     

由GMS资料估算我国东部地区夏季地表净辐射

利用1994年6月、7月上海和北京地区08—17时地面观测资料及同期GMS卫星红外、可见光数字云图资料，用统计的方法讨论了地表净辐射与卫星测值之间的关系，建立了用卫星资料计算08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射的估算模式，并分别以1994年7月1日14时的云图和济南地区为例作了检验。结果表明用卫星数字云图资料估算地面08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射是可行的。     

卫星辐射率资料EnSRF同化及暴雨模拟应用

基于自主构建的WRF—EnSRF（Weather Researchand Forecasting—Ensemble Square—Root Filter）同化系统,同化了ATOVS（Advanced TIROS Operational Vertical Sounder）辐射率资料,以检验该系统同化卫星资料的能力及其在暴雨过程模拟中的效能。对2008年6月6—7日广东地区一次大暴雨过程进行了同化及数值模拟试验,结果表明,同化ATOVS辐射率资料得到的分析场,丰富了对流层高层的大气温度和对流层中低层的大气湿度信息,对风场也有一定的改进。控制试验和同化试验都较好地模拟出了降水的主要落区和发生时段,但控制试验对暴雨、大暴雨的雨区和雨强的模拟效果欠佳;相比而言,同化试验对强降水中心的位置、范围的模拟均有更好的反映,模拟的暴雨强度也与实际降水量级基本一致,同化改进效果明显。     

HEIFE辐射仪器的标定及资料精度分析

本文对HEIFE期间中方3站所用的辐射仪器在试验前和试验中所进行的各次标定结果以及观测资料的精度进行了较详细的分析。结果表明在HEIFE中所使用的辐射仪器性能稳定，所取得的观测资料接近或达到了国际上太阳辐射野外观测的精度要求。文中还对所取得的红外辐射资料的订正进行了讨论。     

长春市紫外线指数预报服务方法研究

1引言紫外线指数是到达地面上的紫外线辐射量的一种表示方法,用0～15的数字来表示。通常规定,夜间的紫外线指数为0,在热带、高原地区,晴天无云时的紫外线指数为15。紫外线指数越大,表示在愈短的时间里紫外线对皮肤的伤害愈强。长春市于2000年开展了紫外线预报服务,但由于缺少紫外线实测资料,当时开发时利用的是太阳     

用GMS卫星资料研究我国东南部夏季短波云辐射强迫

利用中分辨率辐射计算模式（MODTRAN3）、站点的温压湿探空资料和美国标准大气的气溶胶、臭氧和微量气体参数，计算出无云情况下的地面总辐射，再与实测地面总辐射结合得出云对太阳的辐射强迫。同时利用GMS卫星资料反演出云辐射参数——反照率和亮温，分析了短波云辐射强迫和云辐射参数的关系，建立了两者的回归模式，用于估算地面资料缺少地区的短波云辐射强迫。     

雷达图综合演示系统简介

以前 ,对雷达资料的回演都是通过雷达终端软件来实现 ,操作起来显得烦琐。为了更好地应用雷达资料 ,我们于 2 0 0 1年 4月独立开发了《雷达图综合演示系统》。该系统功能实用 ,应用方便 ,符合业务要求。1　系统主要性能和特点　　系统用ＶＢ6 0程序编写 ,采用了ＷＩＮＤＯＷＳ独立操作界面 ,显示模式为 80 0× 6 0 0象素 ,用户界面简洁 ,方便友好。主要包括 :(1 )选择资料年份 ;(2 )资料条目 (天气过程 ) ;(3 )功能选择菜单 ;(4)动画显示速度滑块 ;(5 )系统操作提示 ;(6 )雷达图显示窗口 ;(7)降水过程说明 ;(8)雷达图简要说明。2　主要功能…     

近20年卫星遥感资料在我国太阳能资源评估中的应用综述

卫星遥感资料的应用是提高太阳能资源评估时空分辨率的有效手段。我国从20世纪80年代中后期开始将卫星遥感资料应用于太阳能资源(地面太阳总辐射、直接辐射和散射辐射)的计算和评估中,至今已取得较大的进展,主要表现在两个方面:(1)卫星遥感资料的直接利用(统计反演法),(2)卫星遥感资料的间接利用(物理反演法)。通过对近20余年我国在这两个方面研究成果的总结和论述,说明卫星遥感资料在太阳能资源评估应用中的优点是提供了一种自上而下的、时空分辨率较高的观测资料,可以弥补当前地面气象观测站的不足,而难点则主要在于对云和气溶胶的处理还不够完善。     

利用TOVS资料计算我国东南地区的太阳直接辐射和散射辐射

根据多次散射理论--离散纵标法，将极轨卫星产品资料（TOVS资料）作为初始资料，利用中分辨率大气传输模式MODTRAN3分别计算出晴空和有云情况下5个层次的观测波段的太阳直接辐射和散射辐射，与国家一级探空探测的大气温、湿廓线计算出的辐射值进行比较。发现晴空状况下基本一致，有云时存在一定误差，表明由卫星的TOVS资料估算我国东部地区的晴空辐射资料，可以弥补我国辐射资料的不足。     

利用卫星资料研究云对地面净辐射的影响

采用2002年1月、2月、7月、8月每日8～16时(北京时间)的GMS-5卫星云图资料以及相同时次的漠河和郑州两个辐射站的地面净辐射资料,通过读取红外1、红外2、水汽和可见光云图上的卫星计数值,并将卫星计数值按照GMS-5定标表转换成亮度温度和反射率,最终形成一套利用卫星资料研究云对地面净辐射影响的数据集。采用统计的方法将地面净辐射与影响地面净辐射的各因子：太阳天顶角、地面及云面反射率等有关因子进行拟合,发现地面净辐射与这些因子之间有很好的相关性,特别在引入卫星红外通道亮温值减水汽通道亮温值这一因子后,在有云状况下,拟合的相关系数有较明显的提高,原因可能是这一因子包含了云分类的信息,这一方法的提出为利用卫星资料研究云对地面净辐射的影响提出了一个新的思路。     

区域气象观测资料分析应用系统

“区域气象观测资料分析应用系统”应用软件主要任务是把本地的区域气象站观测资料根据不同需要处理成不同的显示产品,方便分析和应用观测资料,用于日常业务。该软件提供完善的实时显示、历史资料查询与统计功能、数据质量监控。系统采用C/S结构,服务器端以SQL server作存储观测资料数据库,客户端用Visual Basic与MapX开发组件构建应用显示平台。系统具有要素空间分布等值线绘制等功能、天气雷达回波显示功能。该软件可以动态、及时地了解当地的雨情、气温、地面风大小。与雷达回波相结合,可以辅助预测未来短时间内降水影响的区域和影响程度、还可以辅助判断区域气象站地面降水数据的真实性;借助要素等值线功能观察某个气象要素分布梯度,辅助判断观测设备是否异常;可以设定报警阈值,用声音或动画图像报警;可以制作站点观测数据报表。该软件充分考虑因气象观测设备来自不同的生产企业而产生的数据格式不一致的问题。     

MARS软件在数值预报模式产品数据管理中的应用

该文简单介绍MARS (Meteorological Archival and Retrieval System) 软件的架构及组成部分,并基于MARS软件,介绍了数值预报产品数据管理系统设计与实现。通过在GRIB2数据段对应描述层次类型和气象要素的表格文件中定义新的层次类型和气象要素,在MARS软件解析GRIB2数据所需要查找的相关模板表格文件中定义气象要素对应的产品类型号、要素类别号、要素号、要素名称和要素名称缩写,说明GRIB2数据模板和代码表创建方法。以GRAPES模式产品GRIB2数据为例,实现应用MARS软件管理GRAPES模式产品GRIB2数据。结合存储管理TSM (Tivoli Storage Manager) 软件,研究开发MARS软件和TSM软件连接接口程序,实现数据的直接迁移和回调。以T639L60模式产品为例,通过测试检索性能,MARS软件检索数值预报产品速度超过当前国家级气象数据管理系统数据检索速度1倍,说明MARS软件检索数值预报产品数据具有时效优势。     

元数据技术在MDSS实时气象数据库系统建设中的应用

元数据是关于数据的数据,目前被越来越多的应用于系统建设过程中。利用元数据,可以记录整个系统中数据的来龙去脉,这样可以把整个业务的工作流、信息流有效地管理起来,提高系统的可扩展性;此外元数据还具有数据发现和数据搜索的功能,能够提高系统的灵活性。介绍了国家级气象资料存储检索系统(MDSS)中实时气象数据库设计的元数据种类及其存储管理方式,以及元数据技术在实时气象数据库系统建设中的应用,详细描述了如何通过元数据提高软件的灵活性、可维护性。     

公共气象服务网站数据的及时发布

从公共气象服务网站中内容管理系统的建设出发,介绍了地面气象信息的采集、处理和及时面向网站发布的技术方法和实现方式。网站系统以数据层为核心,对操作层获取的气象信息进行质量控制和统计分析,在完成每小时数据记录入库的同时计算出以日、旬、月、年为时间尺度的记录和相应的气候值。库存的气象信息可以Web方式被公众查询,并经时间序列分析软件和二维GIS图形分析软件处理,可直观表现不同时间尺度下气象要素的现状和历史对比。目前,该系统采用中国2566个自动地面气象观测站提供的数据,为中国天气网、四川气象网、成都公共气象服务网和四川农村信息网提供查询服务,运行良好。     

DVB-S在气象数据广播中的应用研究

DVB-S卫星数据广播系统技术成熟、开放性好、硬件成本低、传输速率高,能很好地承担各种气象数据业务和视、音频广播业务。该文介绍DVB-S数据广播系统的基本组成,并结合新一代卫星通信气象数据广播系统的总体需求、总体技术设计、试验系统建设,对主站和小站的业务应用方式进行研究。基于DVB-S的新一代气象信息卫星广播系统建设,将大大提升国家气象信息中心气象信息广播分发和服务能力。大力开展围绕采用DVB-S技术的气象业务应用研究,拓展和衍生各种应用服务领域,是目前所面临的重要任务。     

集合预报系统中客观分析方案的并行化实现

从串行程序分析、并行方案选择到具体算法实现, 依次介绍了基于神威机的集合数值天气预报系统中“客观分析子系统”的并行化过程, 并给出了并行化后的性能评测。     

区域自动站雨量资料质量控制方法及应用

针对翻斗式雨量计测量地面降雨量时出现误差的原因,介绍了石家庄市区域自动站雨量资料质量控制系统流程、有关质量控制技术及最终数据的输出。提出均值与范围值检查方法,并将时间一致性与内部一致性检查纳入空间一致性检查过程中。该系统人机交互界面友好,自动化程度高,能较好地检出自动站中雨量资料的异常值,保证了区域自动站雨量资料在决策及公共气象服务中的准确、及时和可视性。     

气候资料分布式数据库总体框架探讨

文章着重阐述了系统目标，要求在数据表示、数据结构、应用接口和用户界面等方面实行统一规范，以保证数据的一致性和互换性，从而使气象系统及非气象系统的相关系统均可纳入一个总的框架，相互连接，彼此调用。同时，阐述了系统的结构。该系统在地理上是国家-区域-省-地气候资料数据库的多数据结构，但在分布式数据库管理系统控制下，在逻辑上是一个整体数据库。     

气象代码过渡及其对气象业务的影响

针对气象观测资料的代码过渡计划，简要介绍了气象代码的表示方法、WMO代码过渡实施方案及我国气象代码过渡的实施设想；着重分析了气象代码过渡阶段将对我国现有气象业务系统（包括观测系统、通讯传输系统和数据应用系统）所产生的影响，并提出了如何避免或减轻这种影响的一些思路和应对措施。     

基于XML的气象数据订阅系统设计

随着超文本标记语言(XML)成为互联网上数据表示和交换的标准,出现了许多与之相关的应用。在分析WIS/GISC数据获取的功能和性能需求基础上,设计一套基于XML的异步通信气象数据订阅系统。介绍该订阅系统的建设背景、主要用途和适用范围,描述了通过XML描述气象元数据、订单和分发元数据的方案、订阅功能设计和并行处理模式,给出了系统的数据流程。设计方案在实际系统中得以实施,达到了应用需求。