兰州铁路防洪指挥气象预警服务系统

介绍了兰州铁路防洪指挥气象预警服务系统的结构设计、数据流程、系统特点、功能研究成果。该系统利用网络技术,为兰州铁路局防洪指挥提供高效、优质、及时的服务平台。系统提供实时气象资料查询72h站点精细化预报、每日3次线路预报、中期预报及沿线管界图、灾害库等资料信息。另外,统计分析了2002～2007年历年兰州铁路局水害的详细资料及气象资料后,分别给出了铁路沿线的水害时空分布特征及不同降水类型、量级影响下发生水害的特征,建立了5级预警等级,并以此为基础分别为15段铁路线路发布铁路水害预报预警信号。     

暴雨时程方程在中吉乌铁路(中国段)暴雨估算中的应用

根据中吉乌铁路（中国段）沿线10多个气象水文观测站40多年（建站至2000年）各历时最大降水量资料，对中吉乌铁路（中国段）暴雨强度进行系统的研究。应用熵气象学导出的暴雨时程方程，预测了中吉乌铁路（中国段）各历时最大降水量。这对于中吉乌铁路（中国段）工程设计和施工及未来铁路客运等具有重要的科学意义和工程价值。     

中-吉-乌铁路(中国段)设计洪水的研究

根据中—吉—乌铁路(中国段)沿线近10个水文观测站40多年(建站一2000年)最大洪峰流量资料，对中—吉—乌铁路(中国段)最大洪峰流量设计值进行系统的研究。应用统计学导出的P—Ⅲ分布，预测了中—吉—乌铁路(中国段)最大洪峰流量不同概率设计值。这对于中—吉—乌铁路(中国段)工程设计和施工及未来铁路养护等具有重要的科学意义和工程价值。     

铁路大风监测系统的数据库管理

介绍铁路大风监测系统的数据库管理，包含大风监测系统数据库的几个模块的主要劝能讲述（并给出了部分程序）、数据库模块运行机制简介和实际应用。     

铁路大风监测预警预报系统自动气象站建成并验收

由乌鲁木齐铁路局科学技术所和新疆防雷减灾中心、新疆气象科技服务中心合作的“新疆铁路大风监测短时预警预报系统”中的多要素自动气象站项目,于2009年9月12日完成并顺利通过验收,现已投入业务使用。这些自动气象站的建立,使铁路大风监测预警预报系统的监测能力得到明显提高。     

新疆铁路大风监测站增至50个

12月20至21日，乌鲁木齐铁路局组织有关领导和专家对自治区气象局防雷中心设计、承建的11个新疆铁路大风监测系统加密站和3个移设站进行验收并获得顺利通过。至此，南疆线和兰新线上数千公里铁道线上的大风监测站点由39个增至50个，为新疆铁路大动脉的畅通再次加重了安全的砝码。     

雾探测器的研制计划

研制雾探测器用以建立雾监测、服务系统，减轻雾对航空、铁路、公路、电力运输、工农业生产所造成的影响和灾害。     

气候与铁路交通

分析了影响铁路交通的主要气象灾害为：水害、雪害、雷暴和风害,建立了气候灾害对铁路交通的影响概念模型,提出防、减铁路交通气象灾害的措施。     

气候与铁路交通

分析了影响铁路交通的主要气象灾害为：水害、雪害、雷暴和风害,建立了气候灾害对铁路交通的影响概念模型,提出防、减铁路交通气象灾害的措施。     

1951—1998年强降雨诱发的中国铁路洪水灾害分析

 基于1951—1998年的铁路重大洪水灾害资料,对中国铁路洪水灾害频次、致灾程度、时空分布特征及其变化进行了分析。结果表明,1951—1998年,中国铁路年均发生3.1起重大洪水灾害,重大洪水灾害造成全国铁路年均行车中断63 d,其中1954、1960、1981、1991和1996年是铁路洪水灾害严重的年份。铁路洪水灾害主要发生在5—8月,其中7月发生次数最多,但行车中断天数在8月最多。从铁路洪水灾害的地域分布来看,主要分布在东北、西北、华东及华南地区,发生洪水灾害次数最多的线路是兰新线,其次是京广线和陇海线,致灾程度最严重是淮南线。对中国不同区域铁路洪水灾害的致灾原因进行了探讨。     

Characteristics, Processes, and Causes of the Spatio-temporal Variabilities of the East Asian Monsoon System

Recent advances in the study of the characteristics, processes, and causes of spatio-temporal variabilities of the East Asian monsoon (EAM) system are reviewed in this paper. The understanding of the EAM system has improved in many aspects:the basic characteristics of horizontal and vertical structures, the annual cycle of the East Asian summer monsoon (EASM) system and the East Asian winter monsoon (EAWM) system, the characteristics of the spatio-temporal variabilities of the EASM system and the EAWM system, and especially the multiple modes of the EAM system and their spatio-temporal variabilities. Some new results have also been achieved in understanding the atmosphere-ocean interaction and atmosphere-land interaction processes that affect the variability of the EAM system. Based on recent studies, the EAM system can be seen as more than a circulation system, it can be viewed as an atmosphere-ocean-land coupled system, namely, the EAM climate system. In addition, further progress has been made in diagnosing the internal physical mechanisms of EAM climate system variability, especially regarding the characteristics and properties of the East Asia-Pacific (EAP) teleconnection over East Asia and the North Pacific, the "Silk Road" teleconnection along the westerly jet stream in the upper troposphere over the Asian continent, and the dynamical effects of quasi-stationary planetary wave activity on EAM system variability. At the end of the paper, some scientific problems regarding understanding the EAM system variability are proposed for further study.     

东亚季风系统的时空变化及其对我国气候异常影响的最近研究进展

本文回顾了关于东亚季风系统的时空变化及其对我国气候异常影响的最近研究进展。许多研究说明,东亚季风系统无论风场的垂直结构、年循环或是水汽输送和降水特征都明显不同于南亚和北澳季风系统,它是亚澳季风系统中一个相对独立的季风系统。并且,研究结果表明了东亚季风系统有明显的时空变化:其中夏季风系统在年际时间尺度上存在着一个准两年周期振荡和具有极向三极子异常的空间分布特征,并从20世纪70年代中后期起至今发生了明显变弱的年代际变化,这个变化在华北尤其显著;而东亚冬季风在年际时间尺度上存在一个准四年周期振荡,从20世纪80年代中后期起也发生了明显变弱的年代际变化,它引起了我国的持续暖冬。进一步的研究还揭示了东亚季风系统的变异是与海–陆–气耦合系统变异及其相互作用密切相关,因而,东亚季风系统可以看成是一个大气–海洋–陆地的耦合气候系统,即称之为东亚季风气候系统。此外,本文还从上述东亚季风气候系统的年际和年代际变异提出了长江流域严重洪涝灾害发生的气候学概念模型和华北持续干旱的气候背景。     

基于C/S模式的气象资料自动下载系统

我国各级气象台站主要应用PCVSAT单收站系统接收气象卫星广播资料,单收站系统一但发生故障就会影响气象资料的正常接收,导致气象资料缺失。为了确保在单收站设备发生故障时也能及时、完整地接收气象资料,应用计算机编程技术开发了一套气象资料自动下载系统。系统基于现代化的宽带网络传输体系,采用客户机/服务器(C/S)模式构建,当单收站系统发生故障时,应用该系统可以及时、快速、完整地补全缺失的气象资料,没有安装单收站的气象资料用户也可以应用该系统实时接收气象资料。     

MICAPS4服务端系统架构设计

MICAPS4体系采用客户端/服务器的系统架构,其中服务端系统是MICAPS4的重要部分,利用分布式存储与分布式计算技术,构建可容纳102 TB量级的气象实时数据,千万数据总量,面向数百并发用户的服务器集群系统。MICAPS4服务端系统在国内率先实现全部气象实时数据由文件到数据库、从集中式系统到分布式系统的迁移,该系统自2015年起在全国推广使用。在海量气象数据和大量用户并发访问的环境下,表现出很高的稳定性和优越的读写性能,同时具有便捷的扩展性和可维护性。MICAPS4服务端系统分为分布式存储系统、分布式前处理系统、站点实况轮询系统、查询服务器系统和监控系统5个子系统,分布式存储子系统为MICAPS4客户端提供了近实时数据的高速随机与顺序读取服务,分布式前处理系统利用对等分布式架构实现了海量气象实时数据的流式计算,站点实况轮询系统实现了跨系统的实况数据异构副本的同步功能,查询服务器系统利用多线程服务器技术实现了MICAPS4客户端的实时计算请求,监控系统利用部署于每个节点的探针实现监控信息的主动上报。     

Characteristics and variations of the East Asian monsoon system and its impacts on climate disasters in China

Recent advances in studies of the structural characteristics and temporal-spatial variations of the East Asian monsoon （EAM） system and the impact of this system on severe climate disasters in China are reviewed. Previous studies have improved our understanding of the basic characteristics of horizontal and vertical structures and the annual cycle of the EAM system and the water vapor transports in the EAM region. Many studies have shown that the EAM system is a relatively independent subsystem of the Asian- Australian monsoon system, and that there exists an obvious quasi-biennial oscillation with a meridional tripole pattern distribution in the interannual variations of the EAM system. Further analyses of the basic physical processes, both internal and external, that influence the variability of the EAM system indicate that the EAM system may be viewed as an atmosphere-ocean-land coupled system, referred to the EAM climate system in this paper. Further, the paper discusses how the interaction and relationships among various components of this system can be described through the East Asia Pacific （EAP） teleconnection pattern and the teleconnection pattern of meridional upper-tropospheric wind anomalies along the westerly jet over East Asia. Such reasoning suggests that the occurrence of severe floods in the Yangtze and Hualhe River valleys and prolonged droughts in North China are linked, respectively~ to the background interannual and interdecadal variability of the EAM climate system. Besides, outstanding scientific issues related to the EAM system and its impact on climate disasters in China are also discussed.     

1991年梅雨锋云系分析

利用一小时一次的卫星资料和降水资料，分析了１９９１年江淮梅雨期第三段（６月２９日－７月１３日）梅雨锋云系的特征，包括梅雨锋云系的建立和重建过程、它的走向、分布特征、日变化特征，以及它和其他云系之间的关系等，梅雨锋云系的建立是来自高原东北部的华西盾状云系和西南季风云系相互作用的结果。外围不同性质的云系对梅雨锋云系的影响是造成江淮梅雨锋云系强烈发展，继而产生暴雨天气的重要原因之一。      

China's EarthLab——Forefront of Earth System Simulation Research

This article introduces "EarthLab ", a major new Earth system numerical simulation facility developed in China.EarthLab is a numerical simulation system for a physical climate system, an environmental system, an ecological system, a solid earth system, and a space weather system as a whole with a high-performance scientific computing platform.EarthLab consists of five key elements—namely: a global earth numerical simulation system, a regional high-precision simulation system, a supercomputing support and management system, a database, data assimilation and visualization system, and a high-performance computing system for earth sciences. EarthLab helps to study the atmosphere, hydrosphere,cryosphere, lithosphere, and biosphere, as well as their interactions, to improve the accuracy of predictions by integrating simulations and observations, and to provide a scientific foundation for major issues such as national disaster prevention and mitigation. The construction and operation of EarthLab will involve close cooperation with joint contributions and shared benefits.     

RMAPS-CA在新疆区域预报效果对比检验与评估

为了提升新疆区域数值天气预报模式的精细化预报能力,引进北京城市气象研究院运行的快速更新多尺度分析和预报系统睿图,搭建3 km高分辨率的睿图—中亚系统(Rapidrefresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Central Asia,简称RMAPS-CA),将2017年1月和7月作为预报检验月份,对比分析了新搭建的RMAPS-CA系统与目前业务运行的沙漠绿洲戈壁区域同化预报系统(Desert Oasis Gobi Regional Assimilation Forecast System,简称DOGRAFS)的短期、短临预报效果,并针对2017年6月6—7日的降水过程进行对比。结果表明:(1)从高空的位势高度、温度、风要素预报结果看,RMAPS-CA系统冬季在中低层效果优于DOGRAFS系统,高层略差于DOGRAFS系统;而夏季的预报效果整体要优于DOGRAFS。(2)RMAPS-CA系统的2 m温度的预报效果整体要优于DOGRAFS系统,10 m风速的预报效果冬季要优于DOGRAFS,夏季略差于DOGRAFS。(3)降水检验看,RMAPS-CA系统在降水时段、落区和量级等方面的效果均优于DOGRAFS系统,尤其是对小量和大量级降水的预报。(4)从强降水过程的降水落区、强度以及站点降水预报的对比分析看,RMAPS-CA系统的降水预报效果更好。根据2017年代表月份的预报以及一次强降水过程的对比分析,RMAPS-CA系统的预报性能整体上优于DOGRAFS,可以在此基础上推进RMAPS-CA高分辨率系统建设。     

西北地区冰雹监测、预警及防雹指挥业务系统

西北地区冰雹监测、预警及防雹指挥系统包含西北地区冰雹致灾因子数据库、西北地区冰雹天气监测系统、冰雹天气预警系统和防雹指挥系统等。该系统在利用已有研究成果的基础上,使用多普勒天气雷达、卫星遥感、闪电监测等新资料,以计算机网络和软件技术为主要手段,建成了功能强大、方便快捷、内容丰富的开放式冰雹监测、预警及防雹指挥平台。系统具备较好的业务使用价值和推广价值。本文着重介绍该系统的功能和设计思想。     

一种基于微服务架构的突发事件预警辅助决策系统的设计与实现

单体式架构应用在突发事件预警辅助决策系统开发中不能满足现实需求,本文引入了微服务架构设计开发该辅助决策系统.通过分析微服务架构在复杂系统中相对于传统单体式架构的应用优势,设计出一种基于微服务架构的突发事件预警信息发布辅助决策系统,该系统选用Spring Cloud微服务框架,并对其进行适当的扩展,创建了基于该系统设计的注册中心与网关.系统采用二三维一体化地理信息系统作为展示平台,通过接入各行业静态、危险源动态监测数据,根据设定的模型进行数据融合、处理,辅助进行预警信息生成、发布及应急处置阶段的指挥决策.所设计方案在湖北省突发事件预警发布辅助决策系统中得以实际应用,验证了该类系统使用微服务架构的合理性和有效性.