关于气象业务用钟对时的技巧

为保证气象观测纪录“三性”的要求，新《规范》对地面观测使用的时钟及电子计算机内时钟的准确性作了明确的规定，不论是自动气象站或人工观测的气象站，必需在每天19时检查时钟的误差，确保所用时钟与北京时间的误差小于30s。为了准确对时，一般所用的对时信号源是收听无线电广播每小时一次的报时信号或收看电视机的屏显时间。这种方法的缺点是对时机会少，     

关于地面观测中两个值得商榷的问题

１　《汇编》（省局１９８１年１０月发）１１５条规定：“如遇２０时降水观测后,在蒸发观测前有降水,无蒸发专用雨量器的台站,应进行一次补测,以便计算蒸发量。”我们知道,在降水量取中,同样的降水量若分多次量取,因为储水瓶的吸附和读数误差等原因,使降水比实际偏多或偏少,而以偏少居多,这样人为地增加量降水次数,会造成一定误差。实际上,在降水观测后至蒸发观测前的这段时间里,仅仅几分钟蒸发往往并不大。所以笔者认为,将降水观测与蒸发观测（２０时）同时进行更为妥当。也就是说在降水观测的同时将蒸发器也用备用仪器量…     

地面气象记录中人工与遥测异常数据的处理方法

介绍地面气象记录中人工站或遥测站出现异常数据时,观测数据相互代替的方法,以及测报系统时钟每天对时和修改时钟应注意的问题。     

集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波在污染源反演中的应用

此文目的是讨论污染源反演问题的统计方法.基于Bayes估计理论,该文将资料同化中的集合平滑、集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波应用在污染源反演问题中.在详细给出污染源反演的集合平滑、集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波的严格数学表达后,用一个简单的模型演示了集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波在污染源反演中的可行性,并且通过对比理想试验结果比较了集合卡尔曼平滑和集合卡尔曼滤波方法在反演污染源排放的效果,讨论了观测误差和污染源先验误差估计对反演结果的影响.试验结果表明在观测间隔小和观测误差小的情况下,集合卡尔曼滤波和集合卡尔曼平滑都可以有效地反演出随时间变化的污染源排放.当观测误差增大时,集合卡尔曼滤波和集合卡尔曼平滑的反演效果都有一定降低,但是反演误差的增加少于观测误差的增加,同时集合卡尔曼平滑(Ensemble Kalman smoother,简称EnKS)对观测误差比集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman filter,简称EnKF)更为敏感.当观测时间间隔较大时,EnKF不能对没有观测时的污染源排放进行估计,仅能对有观测时的污染源排放进行较好的反演.而EnKS可以利用观测对观测时刻前的污染源排放进行反演,因此其效果明显好于EnKF,并且在观测时间间隔较大的情况下依然可以较好地反演出污染源排放.试验结果还显示污染源排放的先验误差估计对反演的结果有较大影响.     

影响统计插值分析误差的若干因素分析

采用理想观测网,用数值方法计算统计插值分析误差。减小观测误差或初估值误差、增加观测数量、恰当减小观测空间间距、以及选取分布合理的观测资料,有利提高分析精度;如果计算使用的归一化观测误差方差、误差相关函数的特征和总体统计平均情况不一致,有可能造成分析误差的明显增加。最后,利用特征向量分析方法,对归一化观测误差方差、观测误差相关属性对于不同尺度统计插值分析误差的影响进行讨论。     

不同模式误差方案在集合Kalman滤波土壤湿度同化中的比较试验

本文主要目的是探讨不同模式误差方案在土壤湿度同化中的性能。基于集合Kalman滤波同化方法和AVIM (Atmosphere-Vegetation Interaction Model) 陆面模式, 利用理想试验对膨胀因子方案 (Covariance Inflation, 简称CI)、 直接随机扰动方案 (Direct Random Disturbance, 简称DRD)、 误差源扰动方案 (Source Random Disturbance, 简称SRD) 等3种模式误差方案的同化效果进行了比较, 讨论了各方案在不同观测误差、 观测层数、 观测间隔情况下的同化性能。试验结果表明在观测误差估计完全准确的情况下, 3种方案都能获得较好的同化效果, 并且SRD方案相对于真值的均方根误差最小。当观测误差估计不准确时, SRD方案的同化效果仍能基本得以保持, 而CI和DRD方案则对观测误差估计更为敏感, 同化效果下降明显。当同化多层观测时, CI和DRD方案由于难以保持不同层观测之间的匹配关系, 同化结果反而变差, 而SRD方案能有效协调同化多层观测, 增加观测层后同化结果有了进一步的改善。当观测时间间隔较大时, CI和DRD方案的同化效果显著下降; 而SRD方案由于包含了一定的误差订正功能, 在观测稀疏时仍能保持较好的同化效果。     

1988年2—4月冷涌影响南沙海区的特点

本文是对1988年南沙群岛海区2—4月的船舶观测资料进行分析,目的是揭示冷涌对南沙海区的影响特点。一、资料及规定本文所用的船舶观测资料是对洋面上定点观测得到的。观测点在北纬9°32′23″,东经112°52′56″,位于开阔洋面,周围无高出水面的障碍物。观测时间为08—20时每三小时一     

雷电电磁辐射脉冲的GPS多站同步系统

利用全球卫星定位导航系统GPS(GlobalPositioningSystem)的秒脉冲信号PPS(PulsePerSec ond)与高精度时钟电路同步,实现了雷电电磁辐射脉冲测量时的多站同步,解决了因晶体振荡频率漂移造成高精度时钟计数误差的难点,同步精度达到±50ns。文中介绍了该系统的组成及原理,野外的初步观测得到了多站雷电观测的同步资料,证实了该同步系统的可靠性。     

存在参数误差的滞后时间集合预报效果检验

在一个简化气候模式的混沌态上,针对模式存在参数误差,改变观测误差量级,对滞后时间集合预报的效果进行分析。数值试验结果表明:滞后时间集合预报的预报效果与滞后时段有关,并非过去时刻资料使用的越多,预报效果就越好。存在观测误差的滞后时间集合预报也是有效果的,滞后时间集合预报效果要明显好于控制试验。只使用过去多个精确初始场进行滞后时间集合预报并不能订正模式误差,观测误差越大,最优回溯时段越短。     

随机森林模型判定热带气旋变性完成时间

气旋相空间作为一种判定变性热带气旋的客观方法得到了广泛应用,但采用不同分辨率的再分析资料计算的相空间参数值会有所不同,若采用固定的参数阈值将给判定变性时间带来误差。本文将热带气旋地理位置、中心气压和相空间参数组成因子向量,采用随机森林方法对1979—2016年间西北太平洋变性热带气旋变性完成时间进行判定。判定结果表明:随机森林在训练集中区分气旋为热带气旋或温带气旋的平均误判率为2.75%,判定变性完成时间和观测完成时间差异在6h以内的百分比为71.8%,测试集中差异6h内百分比为65.9%,差异在12h内百分比超过80%;因子重要性分析表明,纬度值对判定准确度的贡献最大;当变性完成时刻海平面气压较低时随机森林判定的变性完成时间滞后于观测时间,当海平面气压较高、低层冷暖平流较强时随机森林判定的变性完成时间超前于观测时间;在随机森林实例应用中,登陆型热带气旋"莫拉克"和疑难路径"狮子山"的判定结果和观测变性时间一致。     

基于奇异矢量目标观测的梅雨锋低涡观测系统模拟试验

就江淮梅雨锋低涡预报基于奇异矢量目标观测作了观测系统模拟试验,目的在于对基于奇异矢量目标观测实际实施作预先研究,寻找目标观测中所要遵循原则和实施细节,以及用奇异矢量确定目标观测区的恰当方法。经分析实际奇异矢量相关误差如何影响预报特征,得出在实施目标观测时应遵循的原则：只对奇异矢量相关误差进行订正,不对非奇异矢量相关误差订正;对奇异矢量强相关误差区域优先订正能更为高效率地改进预报;对整个垂直气柱进行订正,而不只对满足阈值区域进行订正;应优先采用效率较高的第一类斜压订正方案。文中两种方法确定的目标观测区与实际奇异矢量相关误差区域在位置、大小、形状上比较相似,两种方法的目标观测区误差影响预报方式与真实奇异矢量相关误差影响预报方式很相近。     

混合误差协方差用于集合平方根滤波同化的试验

在集合卡尔曼滤波方法中, 根据预报集合统计提供的依流型而变的预报误差协方差对同化起到决定性的作用。但在集合样本容量不足及模式存在系统误差时, 由预报集合估计的预报误差协方差会出现明显偏差。既要减小这种估计偏差对同化产生的影响而又不增加计算量, 一种可供选择的方法是将定常或准定常的高斯型预报误差协方差和由预报集合估计的预报误差协方差加权平均用于集合卡尔曼滤波同化。利用浅水方程模式, 通过观测系统模拟试验检验在不同的模式误差、 集合成员数以及观测密度条件下, 将这种混合预报误差协方差矩阵用于在集合平方根滤波的效果。试验结果表明, 当预报集合成员数较多而模式又无误差时, 不必采用混合的预报误差协方差矩阵, 否则, 采用混合的预报误差协方差矩阵都有可能改进分析和预报。混合预报误差协方差的最优的权重系数与模式误差关系密切, 模式误差越大, 定常预报误差协方差的权重越大。最优的权重系数与集合成员数及观测密度也有一定关系。     

南澳遥测自动气象站与人工观测数据对比

用对比分析的方法,对南澳县气象局2007年1～12月份自动观测(遥测)与人工观测数据进行比较,指出造成遥测和人工观测数据差异的原因主要是:仪器的工作原理不同、观测方式不同、采集数据时间不同、仪器性能敏感性不同、人工观测读数误差.提出在使用自动站观测资料时,应充分考虑仪器更换前后的变化,需要进行适当订正,以保证资料的连续性和可靠性.     

非线性滤波在含“开关”过程的资料同化中的应用研究

利用一个描述实际数值天气预报模式中比湿在单格线上随时间发展的偏微分方程作为控制方程,研究分析了非线性滤波方法在含开关过程的资料同化中的有效性和可行性。首先在贝叶斯理论框架下,讨论了一般情形的非线性滤波方法,然后对基于粒子滤波(PF)和基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的两种同化方法进行对比,由于EnKF是通过对集合成员的统计分析得到的误差分布的一阶矩和二阶矩来近似真实误差分布的,所以当用高斯分布近似真实误差分布所产生的误差较大时,基于EnKF的同化方法得到的结果也会有较大的误差。最后分别从观测算子为线性和非线性、观测误差为高斯型和非高斯型4种情形进行数值试验,结果显示当观测误差为高斯型时,无论观测算子为线性还是非线性,基于PF和基于EnKF的同化方法都能克服由开关过程给资料同化带来的困难,给出满意的同化结果;而当观测误差为非高斯型时,EnKF出现滤波不稳定,产生了非理想的同化结果,但PF方法仍然能够有效地发挥作用,给出满意的同化结果。     

容易引起气压表读数误差的原因

分析了容易引起气压表读数误差的主要原因,是观测时操作不当造成的,或气压表质量问题引起的误差。     

无雪压观测仪器时的应急办法

观测雪压要用体积量雪器或称雪器,但是在没有这两种仪器的时怎么办呢?在2003年1月6日的雪压观测中笔者采用雨量简代替称雪器进行雪压观测,从理论上和操作上看均是可行的。具体操作是将雨量筒(器口)垂直向下插入雪中直到地面截取雪     

虹吸雨量计时差订正之我见

虹吸雨量自记,对时差订正的要求是严格的。它涉及各时雨量值的准确度问题。因此,规范规定:“凡24小时自记钟计时误差达1分钟或以上时,自记低均需作时差订正。”在实际工作中发现有两个问题值得注意。一是不论自记钟计时快或慢几分钟,均不进行时差订正——这显然是违犯规定的;二是对人为的“快、慢”误差不注意订正,造成时差订正不准。笔者重点谈谈第二个问题。例如有的同志换纸时,换上的实际时间为05分,自记笔尖所指时间却是03或07分,     

双套自动站地面温度观测数据差异分析

通过对陕西省7个国家气象站2014年新、旧双套自动站逐小时地面温度对比差值进行分析,发现利用现有观测方法和观测设备,地面温度观测值误差较大,数据一致率仅有93.67%,而超差率高达35.70%,且白天误差更为明显。通过对可能影响地面温度观测值的因素进行深入分析,并结合试验结果,得出太阳辐射强度对地面温度观测差值的影响不大,而观测场土质、观测方法、传感器维护以及设备型号与其有密切关系。建议采用采样面积更大的观测设备或观测方法替代现有单支铂电阻直埋观测法。     

FY-2E卫星云导风定高误差及在同化中的应用

FY-2E气象卫星云导风产品观测误差较大的主要原因是高度指定存在较大误差。针对该问题,采用一维变分方法对云导风高度进行调整。统计分析表明:经高度调整后的FY-2E气象卫星云导风产品质量得到很大改善;采用新息向量法,选取零阶Bessel函数模型,在观测空间分离背景误差和观测误差方差得到云导风的观测误差。运用GRAPES全球模式进行数值模拟,结果表明:采用新的观测误差方案和经过高度调整后的云导风产品能提高数值模式在北半球的短期预报能力,高层的改进效果明显好于中低层。并根据云导风反演原理及算法,讨论了FY-2E气象卫星云导风高度指定系统性偏高的主要原因,以求进一步改善云导风产品的质量。     

特殊情况下非日界时降水量的补充观测

近年来笔者多次发现,当遇到象08时定时观测时有降水,但降水恰好在观测降水量后至08时正点前终止,且当日再无降水这类非日界(20时)的其它时次定时观测时的特殊降水现象,往往漏测观测后至正点前降水终止这段时间的降水量。例如:某站某日天气现象记录为·5:20～7:59,08时定时观测时观测了降水量,观测的时间在7:52左右,但该日以后的两次定时观测(14时和20时)均未再观测降水量。显然,7:52—7:59这段时间的降水量没有进行观测。