数据收集系统的数据处理和运行监视

数据收集系统(DCS:Data Collection System)中的数据处理和运行监视子系统主要是对指令数据接收站(CDAS:Commander Data Acquired System)通过高速网输入的经过打包的数据收集平台(DCP:Data Collection Platform)报文和平台状态信息进行解包处理和数据检验,形成DCP实时报文和DCP状态信息分类数据,并实现DCP运行状态监视,同时将各类数据入库管理,为数据服务系统向平台用户分发报文信息提供相关的数据。该系统采用软件工程方法研制,设计模块化。在运行中不断完善与改进,经过半年多的试运行,证明系统运行稳定可靠。     

基于消息的气象数据处理系统运维自动化初探

目前气象大数据云平台(天擎)系统庞大且数据种类繁多,而现有的监控止步于数据消息积压后的告警。本文通过jQuery技术研究Rabbit消息,在消息粒度上获取消息积压信息,实现自动处理相应数据的解码程序,开拓了自动运维业务,在一定程度上减轻了运维压力,提高工作效率。尤其在长时间没有收到消息告警时,缩短排查故障时间。对于省级自动化运维,具有较强的参考和推广价值。     

地图图形数字化中的坐标转换

讨论了气候应用专用数据库气温,降水,日照时数等常用气象资料进行质量检验的必要性,介绍了基本质量控制,时间一致性检验和空间质量控制的思路,方法和步骤。     

ATOVS(BUFR码)资料报告

数值预报急需全球性的ATOVS资料来改善其预报的时效性,因此需要对通信台目前接收的BUFR编码的ATOVS资料进行解码分析统计,看它的覆盖范围是全球性的还是区域性的,是否符合数值预报的要求。文中使用作者自己编写的BUFR码的解码软件,对从德国和日本两条国际线路接收到的BUFR编码的ATOVS资料进行了解码分析,并结合BUFR报文结构和NOAA卫星扫描的特点,得出了ATOVS资料覆盖范围、时次、数据要素等相关统计信息。     

MICAPS2.0数据接口及数据检索程序的若干改进

在MICAPS2．0数据接口程序、MM5解码程序的基础上,结合五峰县气象局的业务应用实际需求,对MICAPS2．0的部分数据接口程序、数据检索参数进行了修正和本地化处理。     

两种再分析资料与RS92探空资料的比较分析

利用2008年5～12月在安徽寿县获得的逐6小时RS92探空资料,与同期的NCEP/NCAR和ERA-Interim两种再分析资料(6h)进行比较分析,计算分析了标准气压层上探空与再分析资料的温度、纬向风、经向风和相对湿度的相关系数、偏差和平均绝对差。结果表明:在所有标准层高度,ERA-Interim再分析资料与探空资料的相关优于NCEP再分析资料的与探空资料的相关,温度和风速再分析资料与探空资料的相关优于相对湿度的相关;温度再分析资料与探空资料的相关系数在1000～250hPa接近1,在250hPa以上随高度减小,ERA-Interim与探空资料的偏差的绝对值基本小于0.3℃,而NCEP与探空资料的偏差绝对值在1000hPa上要大一倍;纬向风再分析资料与探空资料的相关系数在对流层中高层大于对流层低层和平流层低层,经向风的相关在对流层随高度增加,在平流层低层迅速减小;风速再分析资料与探空资料的偏差绝对值小于1m·s-1;相对湿度再分析资料与探空资料的相关随高度减小,偏差在400～100hPa层较大,达10%～20%,在更高层小于10%。     

正点地面观测数据维护中数据异常的分析处理

地面观测资料报文传输方式调整之后,值班观测员应注意小时内自动气象站的数据采集情况,在正点后通过《地面气象测报业务软件》的"正点地面观测数据维护"对数据进行检查,当发现自动气象站错误或数据异常时,应及时对疑误数据进行分析处理,完成对自动气象站数据的质量控制。通过对几例正点地面观测数据维护中典型异常数据的分析处理,帮助地面测报值班人员在日常工作中对正点地面观测疑误数据进行快速的判断和维护,做好自动气象站数据的质量控制,以保证地面气象要素上传数据文件内数据的完整性、时效性和质量。     

基于数据湖的省级卫星直收站数据共享服务设计

针对省级卫星直收站数据存储分散造成共享应用不便的问题,提出卫星多源数据便捷高效访问和安全分级管理方案。引入数据湖技术,按照全国统一规范构建了基于气象大数据云平台的省级气象数据湖系统,基于此实现了FY-3、FY-4卫星地面直收站原始接收数据、加工处理产品等多种卫星数据入湖集中管理,并提供统一的数据共享服务,解决了海量多源异构数据的存储、管理和共享服务等技术难题。通过数据湖统一权限控制,实现对用户访问数据的分级管理,保障了数据应用的稳定性和安全性。通过数据湖统一文件目录服务,实现长时间序列文件的便捷快速获取,有效支撑卫星数据的服务应用和挖掘分析。     

多普勒天气雷达资料与乡镇雨量资料的同步显示

通过对新一代多普勒天气雷达终端显示软件的更新和配置文件夹下数据信息的修改,可将河南省GPRS乡镇雨量监测网络系统建立的SQL雨量数据库中所有关键点的每分钟雨量值,实时叠加显示在雷达探测到的反射率产品中,实现反射率因子和降水率之间的直观对比,帮助业务人员准确使用雷达产品.     

NCEP-FNL与T213L31同化资料对比分析中的地形差异影响

分析了2005年5月11日至6月10日的NCEP-FNL与T213L31分析资料在位势高度、温度和风场上的整体差异,揭示了低层差异最小,差异极值主要分布在3个关键区的特征。进一步通过地形高度差异与位势高度差异的相关性分析,认为青藏高原附近的地形高度差异的极值是引起两种资料位势高度差异的主要原因,并计算分析了这种差异对高原周围中低层大气环流的动力和热力影响。结果显示,在NCEP-FNL中的西南涡强度和热源作用较强,中层风速切变较弱。     

NCEP-FNL与T213L31同化资料对比 分析中的地形差异影响

分析了2005年5月11日至6月10日的NCEP—FNL与T213L31分析资料在位势高度、温度和风场上的整体差异，揭示了低层差异最小，差异极值主要分布在3个关键区的特征。进一步通过地形高度差异与位势高度差异的相关性分析，认为青藏高原附近的地形高度差异的极值是引起两种资料位势高度差异的主要原因，并计算分析了这种差异对高原周围中低层大气环流的动力和热力影响。结果显示，在NCEP—FNL中的西南涡强度和热源作用较强，中层风速切变较弱。     

基于多源数据融合的降水数据质量控制技术研究

【目的】降水为非连续性观测要素,利用常规的质量控制方法无法很好地检查降水观测数据的正确性,因此需要开展自动气象站降水观测数据质量控制技术研究。【方法】提出一种基于雷达、卫星等多源数据融合的地面自动观测降水数据质量控制方法,研究基于标准Z-R关系的雷达定量降水估测产品加工算法,生成宁夏全区地面自动观测站1 h雷达定量估测降水量,建立基于雷达、卫星估测降水产品的自动气象站降水观测数据质量控制技术流程,开展自动气象站降水观测数据质量控制,并对质量控量结果进行分析评估。【结果】（1）对于国家级站,多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法与MDOS对降水量数据的质控均为“正确”的一致率较高,平均达到94.88%;对于区域站,均为“正确”的一致率明显比国家级站低,平均达到51.57%;（2）多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法质控出“可疑”和“错误”数据明显比MDOS多,对“可疑”和“错误”数据的检出率更高;（3）多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法对错误降水数据的质量控制较MDOS质量控制更符合实际。【结论】多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法可以较好地解决宁夏降水要素自动观测数据的质量问题,为降水数据质量控制提供技术和理论支撑。     

Evaluation of the Interpretation of Ceilometer Data with RASS and Radiosonde Data

Since 2006 different remote monitoring methods for determining mixing-layer height have been operated in parallel in Augsburg (Germany). One method is based on the operation of eye-safe commercial mini-lidar systems (ceilometers). The optical backscatter intensities recorded with ceilometers provide information about the range-dependent aerosol concentration; gradient minima within this profile mark the tops of mixed layers. Special software for these ceilometers provides routine retrievals of lower atmospheric layering. A second method, based on sodar observations, detects the height of a turbulent layer characterized by high acoustic backscatter intensities due to thermal fluctuations and a high variance of the vertical velocity component. This information is extended by measurements with a radio-acoustic sounding system (RASS) that directly provides the vertical temperature profile from the detection of acoustic signal propagation and thus temperature inversions that mark atmospheric layers. Ceilometer backscatter information is evaluated by comparison with parallel measurements. Data are presented from 2 years of combined ceilometer and RASS measurements at the same site and from comparison with a nearby (60 km) radiosonde for larger-scale humidity information. This evaluation is designed to ensure mixing-layer height monitoring from ceilometer data more reliable.     

四维变分资料同化

用Lorenz模式作变分同化数值试验，通过对一个简单系统的讨论，对四维变分同化方法进行较深入分桥。利用Lorenz模式的数值试验，检验切线模式及伴随模式，并对目标函数及其梯度进行了检验。     

资料插值的进展

对气候学中资料插值、数值天气预报中的客观分析和气候模拟中的降尺度技术作了统一论述，重点是气候资料插值的原理和进展。由于应用领域不同，这些技术也是很不相同的，但它们的动力学和统计学原理是相近或一致的。近十年来三种插值技术，尤其在建立计算机自动化插值系统方面，都取得了长足进展。     

观测资料与模式的协调性对同化效果的影响

针对资料同化时模式与观测资料不协调导致的同化失效问题, 利用国家气候中心NCCo简化海气耦合模式, 基于一种提取观测资料中与模式相协调信息分量 (也称模式可协调信息) 的资料重构方法, 探讨了观测资料和模式的协调性对资料同化效果的影响。结果发现: 利用简单海气耦合模式同化海表温度距平资料时, 由于模式与资料不匹配使同化后的初始场中产生与模式动力特征不协调的小尺度扰动, 这些小扰动在预报阶段会迅速增长, 污染预报结果, 使得预报失败。研究还发现, 无论在耦合或不耦合同化形式下, 对海温资料中的模式可协调分量进行同化时, 预报效果明显好于对原观测资料的同化。其缘于对观测海温中模式可协调信息分量同化生成的初始场中, 消除了与模式动力特征不协调的小尺度扰动, 突出了原始资料中与模式协调的ENSO尺度信息分量, 改善了初始场与模式的协调性, 从而提高了模式的预报技巧。     

使用卫星资料进行边界层四维变分同化研究综述

数值天气预报是当前天气预报的重要手段之一,而同化工作一直是数值预报研究的重点。在查阅了近年来国内外相关文献的基础上,对使用卫星举行资料边界层四维变分同化的研究进展进行了论述,并对最优插值法和变分法2种主要的研究方法进行了简单介绍。研究结果认为,变分方法对于初始场的改善具有明显的效果,与纯粹的统计插值方法相比,变分法具有十分明显的优势;理论上变分法能够同化所有类型大气探测资料,对非常规探测的包容能力极强,不仅能最大限度地获得观测中的信息量,而且避免了各种反演不适定问题。     

单站资料均一性对本地气候资料趋势结果的影响

选取乌鲁木齐自建站到2007年的平均气温、最高气温、最低气温、降水量等年值资料,用SNHT方法进行均一性检验及订正,并采用气候趋势系数进行订正前后的气候趋势对比分析发现,乌鲁木齐平均气温、最低气温、最高气温在1975年,降水量分别在1958年和1975年因迁站而引起了资料的非均一性变化,其中降水量对台站的搬迁变化更加敏感。平均气温值长期变化订正后比订正前增加趋势更加明显,变暖幅度比订正前增大了1/3,比同期中国平均增温速率明显偏大,比全球或半球同期平均增温速率也明显偏大。降水量值长期变化订正后比订正前的增加趋势有所减弱,增加幅度比订正前减少了近一半,用西郊机场近几年的资料进行对比,也验证了这种结果。     

名山站探空资料与风廓线雷达资料的对比分析

应用四川省名山站2015~2017年6月21日~7月31日每日四个时次的西南涡加密探空资料与风廓线雷达资料,对比分析了在对流层低层风探测上两种资料的差异。结果表明:名山站风廓线雷达资料有效探测高度约为4200m;风廓线雷达和探空测得的风场廓线形状总体接近,两者的风速偏差较小,仅在个别层次和时次偏差大,风速的偏差大小与风廓线风速大小存在正相关关系,除少数情况外风廓线雷达测得的风速均大于探空;两者风向差值随高度的变化规律与风速相反,在中高层较小,低层较大;除01:15时次的500m高度外,其余时次自低层到高层两者观测到的主风向均由偏东北风变为偏西南风,一致性较好;U风和V风散点分布主要沿对角线呈棒槌型,V风质量优于U风,19:15这一时次的风廓线雷达探测U风相对探空资料存在明显系统性正偏差;风廓线雷达探测高度受降水影响较大,在07:15和13:15时次有降水时其探测高度明显高于无降水时。