秦岭大气科学试验基地气溶胶综合观测平台

频发的霾是陕西关中地区最严重的环境问题之一。气溶胶作为气候变化研究中的一个极大的不确定性因素,国内外在气溶胶地基观测和研究方面做了大量的工作。文章介绍了秦岭大气科学试验基地开展的气溶胶、太阳辐射综合观测平台的总体设计及观测内容,该平台具有野外数据收集、远程传输、人机交互监控、数据质量控制及入库、数据反演、产品展示等功能,是集观测、计算、查询于一体的气溶胶科研、业务数据平台,可为开展环境气象业务技术研发提供观测数据支持。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

固城生态气象综合观测试验站建设

中国气象科学研究院固城生态与农业气象试验站位于华北平原东北部的河北省定兴县固城镇东(39°08′N,115°40′E,海拔高度15.2 m),占地15 hm2,是中国气象科学研究院直属唯一的国家级农业气象试验站,也是中国气象局农业气象试验站网的龙头站,在全国农业气象试验站中科研观测设施最为齐全.2004年固城站被选为中国气象局7个率先在全国气象部门开展生态气象观测试验的野外台站之一,并明确要求固城站承担起7个生态气象观测站的示范和技术指导的责任.同时,固城站还承担着气象系统生态气象观测试验站网数据观测、收集、处理和分析的任务.2005年在基础设施的改造建设、科研野外试验、常规监测和业务服务方面,都圆满地完成了任务.     

基于CTS的台站上行气象数据传输监控平台的设计与实现

气象数据上行传输是各类气象业务和服务正常开展的基础。针对气象通信系统切换至CTS以后,台站实时获取上行气象数据传输状况的业务需求,在分析气象数据上行传输流程的基础上,提出了台站上行气象数据传输监控平台的建设思路,设计了平台总体结构,传输日志同步策略和数据个性化显示方案,采用MVC框架、Quartz调度器和jQuery Grid Plugin等技术对平台进行了实现。该平台面向台站用户具有提供上行气象数据传输状态实时监控、传输状态统计和错报查询功能;作为县级综合观测业务集成平台的一个模块投入业务使用,为提高上行气象数据传输质量提供平台支撑。     

青藏高原地气系统气象科学数据集成和共享

观测资料匮乏是制约青藏高原地球科学问题深入研究的关键因素。中国气象局国家气象信息中心联合中国气象科学研究院、中国科学院青藏高原研究所和西北生态环境资源研究院对近几十年来我国青藏高原区域的地气系统的大气和陆面观测资料及相关分析产品进行了整合集成,获得了高原区域长年代、多要素的地气系统综合气象数据,研发了综合气象数据库及其数据共享平台。本文系统介绍了相关科学数据的观测及数据情况,包括中国气象局长期业务观测数据、历次青藏高原大气科学试验数据、中国科学院部分野外台站长期观测试验数据和一些科学研究项目的产出数据成果,描述了多种数据的标准化集成技术和成果,设计并发布了青藏高原地气系统多源信息共享平台,为研究和解决青藏高原地球科学问题提供宝贵的数据资源。     

气象工作服务广西生态文明建设的思考

近年来,广西气象部门在生态文明建设中的作用日益凸显。但也存在生态环境观测能力弱、生态文明气象保障能力不足、生态气象服务业务体系不健全、标准规范和法律法规不完善等问题。针对气象服务生态文明建设中存在的问题,提出了围绕保持"山清水秀生态美"优势品牌做文章、做好清洁能源开发利用气象服务、做好生态产业发展气象服务、积极探索环境气象服务以及加强组织保障,确保业务体系建设等方面,提升生态文明建设气象服务水平的思路。     

基于IDEA数据平台的海珠城市生态气象综合系统建设

广东省气象探测数据中心提供的历史一体化数据访问平台(IDEA)高度整合了海量气象数据,通过3种标准的数据访问接口向省、市、县级气象部门提供气象类数据支撑。基于IDEA数据访问平台,开发了面向区县级、具有特色业务功能的海珠城市生态气象综合业务显示系统(H_VIEW),该系统采用WEBGIS、动态切图和单页面显示技术,实现了省、市、区的气象观测、数值预报与指导产品、GIS多图层信息的自由组合,重点设计与实现了海珠区的生态气象观测、城市气象服务、街道预报检验和实况预警提醒等特色功能。     

河南省县级综合气象业务平台的建设及应用

河南省气象局组织开发的以标准化、规范化、统一数据环境和信息网络为支撑,集气象综合观测、气象预警预报、公共气象服务、农业气象服务、一键式发布和业务管理为一体的"河南省县级综合气象业务平台",为县级综合气象业务的开展提供集约高效的工作平台,为加快基层气象业务现代化建设、全面推进县级气象机构综合改革提供坚实的支撑。平台采用集约化的数据环境和B/S架构,利用跨平台的Java语言开发,采用开源框架结构设计,平台的运维在省级信息中心,减轻了基层业务人员的运维工作量。     

基于虚拟仪器技术的农业气象自动观测系统研究

基于虚拟仪器技术,以可编程数据采集器cFP和LabVIEW语言平台为核心构建的自动数据采集系统,具有较高的模块化和可扩展性,在各类型传感器和无线通信技术的配合下,可实现多类型多频次数据采集、传输、信号分析、处理、显示和存储的全程自动化。系统集成了多角度图像/声音自动采集装置,可实时捕捉环境及观测对象的特征变化。在此基础上,以农田生态系统为主要对象设计的农业气象自动观测系统针对性强、集成性好,既突出农田生态系统的观测特点,又能灵活扩展,不仅为野外生态环境及农业气象的长期观测提供了可行之道,也可作为其它各类生态子系统或不同环境条件下自动观测研究的参考。     

乌兰局长一行赴山西考察工作

本刊讯4月21—24日,区局乌兰局长带领局办公室、人影中心、气象科技服务中心、气候中心的主要负责人赴山西省气象局学习考察。考察期间,乌兰局长与山西省气象局张世英局长及相关部门负责人进行了学习交流。在人工影响天气方面主要探讨了开发利用空中水资源及人影基地业务系统建设的有关问题;在气象科技服务方面主要交流了各自气象科技服务的有关情况;在气象业务方面主要研究了短期气候业务平台建设、气象影响评价业务体系及气候应用服务领域等内容。考察结束后,乌兰局长总结本次考察学到的不少好经验和做法,并希望区局相关单位根据考察所确…     

自动与人工观测降雨量的差异及相关性

利用全国627个基准、基本站2005年自动与人工雨量业务观测资料, 分析了业务上自动与人工观测的降雨量的差异以及引起差异的原因, 并分析了自动观测与人工观测的降雨量的相关性。结果表明:自动观测比人工观测的日降雨量平均偏高0.12 mm, 标准差为0.70 mm, 相对偏高1.42%。627个站中, 80%的站自动与人工观测的年降雨量差值在5%以内; 近4%的站年降雨量差值在10%以上。年降雨量相对差值较大的站, 其年降雨量均较小。空间采样差、20:00 (北京时) 定时观测中人工与自动观测时间的不一致以及其他突发事件均会导致自动与人工测量的日降雨量的差异, 甚至显著差异。由于观测仪器不同引起的降雨测量系统误差差别, 导致自动与人工观测降雨量的系统偏差。自动观测与人工观测的日降雨量呈线性相关, 相关系数为0.9988。     

空冷气象参数对比分析研究在新疆煤电化基地建设中的应用

空冷是指电站采用空气冷却取代原有的水冷却。空冷水的消耗量只相当于水冷电站的20％-35％,节水性能显著,在水资源匮乏的新疆,空冷无疑是火力电站冷却方式的最佳选择。空冷项目的气象参数分析研究是新疆煤电化基地建设的先导,不仅为空冷工程提供气象参数设计指标,而且涉及到未来的气候变化影响评估、生态环境影响评估等,是气象如何为自治区经济建设提供服务的重要问题。本文介绍了空冷气象观测站的组成和气象参数对比分析研究在空冷项目中的应用情况。     

黄山黟县双套自动观测站数据的质量评估

利用2011年2月安徽省黄山市黟县试点双套自动观测气象站(A站和B站)和黟县本站(Z站,自动站)的气象要素(气温、气压、风速、相对湿度、地温等)观测资料,进行了对比分析,并对自动气象站仪器换型后数据的连续性进行了全面的评估。评估的内容为:数据的完整性和差异性,其中,差异性通过均值、标准差、误差率、粗差率和一致率得到体现。评估的结果表明:1)双套自动站观测数据的可靠性较好,大多数要素接收率高达100%,B站湿度接收率较低,只有83.3%,是由于B站的相对湿度传感器故障造成的;2)双套站观测的多要素有较好的一致性,但AB、AZ的地温差值和AB的气压差值一致率较低,部分要素差值存在少量的奇异值;3)T-检验表明,双套自动站的观测数据与历史序列无显著差异,连续性很好;4)双套自动站可用于气象业务观测,但还要进行一定时间的并行运行,以便日后更好地对数据进行对比分析和订正。     

河南省飞机人工增雨试验方案设计

借鉴国内外已有的探测和分析研究成果，结合国内人工增雨飞机的性能，着重介绍在催化作业和探测时，开展等半径盘旋上升（或下降）垂直观测，和在特定高度上进行水平观测的方案设计及其资料收集、处理、存档的流程。为开展人工增雨作业、观测提供科学依据。     

金沙大气本底站酸雨观测质量考核的质量控制

酸雨水样测量结果的准确性对于研究酸雨时空分布、治理和防治十分重要。湖北金沙大气本底站现用质量控制的极值法和比较法,无法保证酸雨观测数据的准确度。结合金沙大气本底站多年的考核工作情况,从酸雨样品考核的目的和评分标准、测量误差的分类、酸雨测量误差的来源等方面进行分析,提出酸雨测量的质量控制方法,有利于台站提高酸雨观测质量的提高。     

自动站数据质量控制中关联规则挖掘的应用

为进一步提高自动气象站数据的业务可用性,提出了基于关联规则挖掘技术的自动气象站数据质量控制算法,以相对湿度与风向、风速观测要素变化间的关联关系为例,总结了自动气象站相关观测项目间可能存在的关联规则,进而指导建立适合不同地域、不同气候特征的专家知识规则库,用以完善自动气象站数据质量控制系统,为天气预报和气象服务提供更加精准的气象观测数据。文章还对关联规则专家知识库的可靠性进行了验证,具备了一定的实用价值。     

基于WRF模式的京津冀地区地表大气CO2浓度的模拟研究

在“双碳”目标背景下，从国家层面到地方层面，区域、城市、行业企业都在制定和实施双碳目标行动计划。CO₂模拟因其客观性和高时空分辨率等优势，在城市碳排放研究中深受重视。本研究以京津冀地区为研究区域，采用Picarro仪器高精度观测的2019—2020年CO₂数据，利用WRF模式进行CO₂传输模拟，分析了CO₂浓度变化的季节特征，评估了模式在城区中心、城郊及背景3个观测站点的模拟效果，并对边界层高度及化石燃料碳排放等可能影响CO₂浓度的因素进行了研究。3个观测站点分别为北京中国科学院大气物理研究所325 m气象塔观测站（北京站）、河北香河观测站（香河站）和上甸子区域本底观测站（上甸子站）。模拟结果表明：上甸子站优于香河站，香河站优于北京站，在冬季尤其明显；CO₂浓度的高值区主要分布在城区、电厂和工业区，尤其是唐山、石家庄和邯郸地区，大量交通、工业排放导致CO₂浓度明显上升，且高值区的范围在冬季最大；就日平均变化和日变化而言，边界层高度与CO₂浓度存在相反变化趋势；3个站点的化石燃料碳排放（FFECO2）与近地面总CO₂浓度存在正相关关系，冬春季的相关性高于夏秋季，且FFECO2的占比从大到小依次为北京站、香河站、上甸子站；CO₂传输模拟的不确定性存在空间差异和季节变化。     

Ka波段固态发射机体制云雷达和激光云高仪探测青藏高原夏季云底能力和效果对比分析

激光云高仪和云雷达是探测云底的两种设备,但其探测能力和探测结果有一定的差异,对比分析两种设备的测云效果有助于正确认识它们的探测优势,推进我国云雷达在云探测中的应用。本文提出了基于云雷达数据的云底和云顶高度分析方法,利用2014年夏季第三次青藏高原大气科学试验云雷达、激光雷达和激光云高仪数据,统计了三种设备探测青藏高原低云、中云和高云的云底高度偏差、探测率,分析了激光云高仪探测云底偏高的原因,根据探测结果提出了固态发射机体制雷达探测青藏高原低云的优化观测模式,模拟分析了探测效果。结果表明:（1）云雷达对高云的探测能力要明显优于激光云高仪,但其对低云的探测能力有待改进,激光云高仪探测云底下部的边界层内的云雷达回波信号可能是非云降水回波;低层云的遮挡作用明显降低了激光云高仪对多层云的观测能力;与激光云高仪相比,云雷达仍然会漏掉一些高云和中云。（2）激光云高仪探测的中云和高云的云底很多在云雷达回波内部,云雷达和激光云高仪观测的云底的时空对应关系比较差。（3）增大激光发射功率和优化固态发射机体制云雷达观测模式可提高云的观测能力,微波和激光雷达数据融合可全面了解不同类型云的宏观特征。这一工作为云雷达和激光雷达数据的应用,评估激光云高仪和云雷达探测青藏高原云的能力,讨论设计优化的云观测方案,为推进我国云观测技术的发展提供了重要参考依据。     

珠江三角洲台风龙卷预警技术与2018年两次龙卷预警试验

利用常规观测、自动气象站、多普勒天气雷达等资料，分析珠江三角洲台风龙卷活动特征、龙卷产生的环境场特征等，给出了珠江三角洲台风龙卷的天气概念模型和预报预警指标，建立了珠江三角洲台风龙卷预报预警方法与流程，并应用于2018年两次台风龙卷预警试验。结果表明，依托该方法分别提前58 min、37 min成功预警了6月8日佛山市南海区的“艾云尼”台风龙卷、9月17日佛山市三水区的“山竹”台风龙卷，证实该方法流程是可行的。     

宁夏地面气象台站元数据变化特点及质量评估

利用宁夏25个气象站1951—2011年地面气象台站元数据LD数据文件质量控制信息,分析了台站元数据各项内容,特别是观测仪器、站址迁移变动次数的时间分布。结果表明:观测仪器变动次数占到变动总次数的89.6%,各站观测仪器每年平均变动次数是其他项变动次数的30~140倍;建国初期观测仪器匮乏、执行新版观测规范、观测仪器换型等是造成台站元数据变动次数增多的主要原因;1951—1960年站址迁移最多,但对气温观测要素均一性的影响较小,而2001—2011年因城镇化发展站址迁移对气温观测要素均一性的影响较大;经质量控制的台站元数据疑误数、疑误率、修改疑误数、修改率均降低,特别是修改疑误数、修改率降低十分明显,元数据质量已显著提高、质量可靠,可为气象业务科研提供高质量的元数据服务。