基于相关分析的电力微气象站选址研究

基于湖北省气象站的观测资料,分析了微气象数据的偏相关系数与站点水平距离的关系,利用正则化的最小二乘法进行指数拟合,得到对于微气象数据相关距离的最小估计,并对微气象数据统计值与站点海拔高度进行了线性拟合,结果对于电力微气象站选址距离的确定具有参考意义。     

农业气象自动观测站的建设及管理

从气候背景、地理环境、农业生产种植制度、观测条件等方面分析了农业气象自动观测站的选址原则和依据,介绍了站点规划布局、基础设施建设和运行管理等过程实施方法。     

实时雨量自动监测警报系统的几个技术问题

通过对实时雨量自动监测警报系统中站点的选址、建站要求、数据通信、设备防雷及监控平台等几个关键技术问题的探讨，为今后有关单位提供借鉴。     

闪电定位误差评估与实例分析

为了对闪电定位的误差进行定量评估,从时差法闪电定位原理出发,分析了闪电定位原理存在的问题及其定位的误差来源。采用计算机模拟的方法,实现了对闪电的定位误差的评估,可以为已有的闪电定位网络作出有效的定位误差评估,为将要布设的站点提供选址依据。最后以兰州区域气象中心闪电定位网为例,验证了"5站布点"的优越性,为将来甘肃省闪电定位网的后续布设提供了选址依据。     

鄂西山区烟草气象观测站网设计

烟叶是湖北省西部山区最重要的经济作物,其生长受气象条件影响较大,目前在烟叶种植区建设的气象观测站数量十分有限。该文对湖北省烟区及附近气象观测站分布现状进行分析,并根据烟叶生长习性配置观测要素,确定设计原则。通过对可利用的现有气象观测站的改造,以及采用格点法合理布局新建站点位置,设计了由97个气象观测站组成的湖北省烟草气象观测网,并将在后期通过实地考察,结合站点选址原则进一步修改完善。     

基于SRTM地形数据天气雷达地形遮挡分析系统开发及应用

天气雷达是目前对强对流、台风、暴雨等天气过程进行精细探测的重要手段之一,其观测数据对天气预报业务起着关键的作用。天气雷达的探测能力会受到雷达所建位置四周地形遮挡影响。因此合理的雷达选址能更大程度地发挥出雷达的探测能力。基于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台获取的SRTM地形数据,利用MATLAB工具开发天气雷达地形遮挡分析系统,实现一键智能绘图,获取天气雷达遮蔽角图、各方位遮蔽角柱状图、等射束高度图及等射束高度拼图,提高雷达选址的工作效率。通过仿真试验测试系统功能,通过实例应用实际分析拟建站点地形遮挡情况。同时,系统新加入智能分析结果为雷达建站选址提供相应的分析,并具备人工补偿功能可将人工现场观测数据加入结果中完善雷达建设选址。      

基于SRTM数据的天气雷达探测环境分析研究

利用SRTM高程数据作为选址基础数据,结合天气雷达工作方式和探测方法,计算得到天气雷达在0.5°、1.0°、2.4°仰角上地物遮挡情况;利用高程格点数据获得3个仰角的地物剖面数据,提高了SRTM数据利用精度和运算速度;分析中结合地球曲率和电磁波折射影响,改进算法获得站点遮蔽角图,站点上空1 km、海拔3和6 km等射束高度图及数据,该分析结果充分体现了SRTM数据的高分辨率特点。最后将结果数据与GIS地图结合,完成了四川省天气雷达网探测环境分析,并给出了各个台站评估结果。     

GRADS绘图软件在Micaps站点资料的应用

用GRADS对Micaps站点资料绘图,针对站点资料绘图,利用Fortran提取Micaps第一、二类资料转换成GRADS站点资料,编写站点ctl生成map文件后进行绘图,根据GRADS的cressman客观分析将站点资料插值到格点资料上绘制等值线,按照站点资料的各步骤进行详细说明。     

湖北省北斗水汽电离层监测系统基准站设计与实施

2012年底,随着北斗卫星导航系统基本覆盖亚太地区,北斗导航系统逐步替代GPS作为地基水汽研究的主要探测手段将成为我国气象部门一个重要努力方向。重点介绍了利用湖北省GPS基准站现有资源进行北斗水汽电离层监测系统(简称BDS)基准站建设,主要包括现有GPS基准站的情况介绍,北斗水汽电离层监测系统(BDS)基准站的站点选址、探测环境测试、设备安装调试等的设计与实现。湖北省BDS基准站作为我国气象部门首个基于北斗水汽电离层监测示范系统,对今后基准站的建设具有一定的借鉴意义。     

设施选址模型的建立及其应用

通过模拟案例对设施选址中的中值问题、中心问题、覆盖问题等建立模型并进行分析,再引入诸如气象要素、地形要素等约束条件,用层次分析等方法建立设施选址综合目标函数,并对设施选址方法提出一些建议．     

气候变化研究使用气候资料受影响的可能性分析

通过对气候变化研究所要用到站点的地面气候资料在观测站点确定及在收集过程中可能受到的各种影响进行全面分析得出：进行气候变化的研究时,首先应评估站点的代表性范围以决定气候资料是否可用;其次应详尽了解站点的历史沿革资料,以便掌握气候资料在收集过程中其代表性是否发生变化;最后考察观测时期内气候资料是否具有均一性,以便考虑是否要对其作序列订正。     

环渤海海域卫星反演风与站点观测风对比分析

选用了布设在渤海海域的浮标、平台、海岛共计18个站点,利用COARE算法进行站点风速的高度修正,对ASCAT卫星反演风与三类站点风进行对比分析。统计检验结果表明,卫星风与站点风相比,整体上卫星风速比站点风速大。浮标与卫星的风速差最小,而平台和海岛与卫星的风速差较大。风向对比结果显示,卫星风与站点风的风向平均偏差都很小,但均方根偏差却比较大。随着风速的增加,三类站点的风速平均偏差都是由大到小变化,由正值变化为负值,弱风速的时候卫星风速大于站点风速,高风速的时候卫星风速小于站点风速;风速的均方根偏差则相对稳定。卫星风与站点风的风向均方根偏差随着风速的增加而减小,在不同的方向上,风速偏差和风向偏差等统计量的区别较小。随季节的变化中,平台和海岛站的风速与卫星风速的平均偏差秋冬季大而春夏季小。     

登陆台风站点大风预报的人工神经网络方法

利用数值预报格点资料预报登陆台风影响时,沿海地区站点风的预报是各站点的定时二分钟风向风速。通过对MICAPS站点资料进行整合、分析,选取了沿海地区400多个资料比较齐全的站点和海岛站作为预报站点。用NCEP再分析场的格点资料做相关性分析,选定9个预报因子。运用BP网络对每个站点分别建立纬向风和经向风人工神经网络模型,拟合风速的绝对值误差是1.3 m·s~(-1)。独立样本检验,风速绝对误差在2 m·s~(-1)以内。     

一次极端短时强降水过程中FY-3微波湿度计观测特征分析

利用FY-3微波湿度计资料和常规观测资料,对2016年贵州至湖北一次强降水事件中极端短时强降水站点、一般性短时强降水站点上空对流云的微波观测特征进行了对比分析。结果表明:(1)极端短时强降水站点上空150 GHz附近窗区探测通道亮温低于一般性短时降水站点。(2)极端短时强降水站点上空水汽通道亮温垂直分布呈现漏斗状,对干侵入有一定指示作用,亮温最低值出现在183.31±7 GHz附近,主要为暖云降水;一般性短时强降水站点上空水汽通道亮温垂直分布则呈竖条形,亮温最低值出现在183.31±3 GHz和183.31±7 GHz探测通道附近,为冷云暖云混合降水。(3)极端短时强降水站点上空未出现冲顶对流,但低层对流发展旺盛;一般性短时强降水站点上空出现冲顶对流,但低层对流发展强度偏弱。     

基于卫星遥感揭示长三角台站周边城市土地利用扩张及其对气温记录的影响

台站温度记录中的城市化信号对于气候变化研究影响重大并仍存在很大争议,尤其是在经历快速城市化的区域。本研究利用遥感影像分类的方法,提取了1980~2009年期间长江三角洲城市群93个气象台站周边10 km×10 km范围的城市土地利用信息,并按照城市土地利用扩张速率对站点进行分类,研究了1980~2009年期间快速城市化站点、中速城市化站点和慢速城市化站点的年和季节平均温度、最低温度和最高温度变化特征,并分析了快速和中速城市化站点城市化影响和城市化影响贡献率。结果表明:全部93个气象站点周边自20世纪80年代起均经历了城市土地利用扩张过程,全部站点周边的平均城市土地利用扩张速率为1.00% a-1;近30年来,各类型站点年和各季节的平均温度、最低温度和最高温度均表现出增加趋势;城市化效应增强因素对快速城市化站点年平均温度贡献率为35.06%,对年平均最低温度的增温贡献率为34.67%,对年平均最高温度增温贡献率最小,仅为18.42%;城市化效应增强因素对中速城市化站点的影响程度小于快速城市化站点,对平均温度、最低温度和最高温度的贡献率分别为19.35%,22.22%和3.13%。在季节变异方面,长江三角洲区域各类型站点冬季的城市化影响贡献率在平均温度、最低温度和最高温度均表现为最低值。     

基于模拟与观测资料的北京地区气溶胶观测站点分布策略研究

使用北京区域环境气象数值预报系统2015年11、12月和2016年1、5、6、7月PM_(2.5)浓度的模式模拟结果与同期有限观测资料进行相关分析,探索在站点稀少情况下如何确定最优测站分布策略的方法。通过模拟结果与有限观测资料的结合,使用观测资料筛选比较好的模拟结果,可以得到有较高空间分辨率和一定时间序列长度的资料,进而可以进行站点代表性分析确定最优站点分布。基于该方法分析了北京地区气溶胶观测的站点分布策略。北京地区PM_(2.5)浓度呈南高北低的分布,另一个显著的特点是有沿地形分布的特点。冬季与夏季明显的区别是,夏季PM_(2.5)浓度变化比较大的区域在西南部,而冬季该大值区沿地形向东北扩展比较明显。总体上,观测站点分布宜在北京西南部采用较小的站距,向北向东站点距离逐步增大。针对冬季观测站点分布的显著特征是西部沿山一带需要较高的站点密度。要获得相同质量的空间分布特征,冬季站点总体密度比夏季高。     

广东省能见度仪观测网优化设计

针对广东省的能见度观测展开研究,提出了适用于能见度观测布局适应性分布研究的新方案,旨在为器测替代目测的能见度监测网提供建议。研究表明:利用广东省86个地面气象观测站的2009—2011年能见度和相对湿度日平均值资料,计算得到了品质因数 (figure of merit,FOM指数) 和空间影响范围因数 (sphere of influence,SOI指数),并以此为依据对现有的能见度站点进行排名和分类。再根据确定的标准遴选所需站点,筛选时,如果排名低的站点影响的范围内超过50%的区域被排名高的站点影响范围所覆盖,则剔除此排名低的站点。筛选得到广东省能见度仪观测站网需要的最少站点数为43个。考虑到地形以及增加背景站等因素,最后综合考虑广东省能见度仪观测站网所需要的站点数为51个,该结果可为器测能见度观测站网建设提供参考。     

GLDAS资料驱动的Noah-MP陆面模式青藏高原地表能量交换模拟性能评估

使用Noah-MP陆面模式,在GLDAS数据的驱动下,对青藏高原不同区域6个观测站点的感热通量和潜热通量进行了模拟,并与实测值进行了对比分析。研究结果表明:使用默认参数化方案选项模拟的感热通量除在珠峰站冬春季偏高而夏秋季偏低以外,在其他站点均偏高;潜热通量的模拟在不同站点和不同季节存在较大差异,在藏东南站模拟结果较好,在珠峰站偏高,在慕士塔格站偏低,在纳木错站秋冬季偏低、在阿里站春季偏高、在那曲站夏季偏低。通过进一步分析模拟结果对各个参数化方案选项的敏感性,选出了更适合各站点感热通量及潜热通量模拟的参数化方案选项组合,提高了模式对各个站点全年整体模拟水平,使得模拟结果和站点观测相比具有更小的均方根误差和更高相关系数,但对一些站点部分季节的模拟可能会带来更大的误差。本研究为这些站点的陆面及耦合模式的模拟提供了参考,同时也能对青藏高原热源变化的模拟提供更准确的地气交换信息。     

四川2006年"9.3"暴雨过程中TBB与强降水对应关系分析

本文使用2006年9月3日～5日的四川盆地各站点每小时一次的云顶亮温和降水资料,将每小时一次云顶亮温、云顶亮温梯度以及每小时各个站点的降水量进行对比分析.分析发现,TBB值由最低值快速上升时,其对应站点的降水强度也大,降水区域出现在TBB梯度大的地方.     

台风"云娜"降水云区中单站大暴雨诊断分析和预报

在台风降水云区中,有的站点出现大暴雨,有的站点不出现大暴雨,这给单站预报带来难度。为了提高台风降水云区中单站大暴雨预报准确率,利用T213客观分析场和预报产品,采用多种物理量综合诊断分析方法,对2004年第14号强台风“云娜”在西进途中的多站点进行水汽来源、不稳定层结维持以及次生中尺度辐合等研究,并探讨单站大暴雨发生发展机制和不发生大暴雨的原因。研究表明:单站大暴雨发生的主要原因是有次级环流出现;站点200hPa为明显的负温度平流,850hPa为明显的正温度平流;站点高低层均为正涡度中心,且低层正值大于高层正值;站点散度场高低层都为负值中心,或高层为正值中心、低层为负值中心;站点垂直运动中心速度值要达-140×10-3hPa·s-1以下。另外,站点有源源不断的水汽供给与辐合;台风中心西北部水汽通量大值区靠近台风中心西部干舌梯度最大处以及风向和风速辐合最大处。在台风降水云区中,当站点满足上述各要素值时大暴雨容易发生。