对提高自动气象站数据可用性的探讨

自动气象站的实时观测资料直接影响着中尺度、短时效天气预报的准确性和有效性。如何提高自动站实时观测资料的可用性尤为重要。通过对影响自动气象站上传数据可用性原因进行分析,提出可行的方法及措施,努力提高自动站资料的可用性。     

基于VDRAS的快速更新雷达四维变分分析系统

基于雷达资料快速更新四维变分同化 (RR4DVar) 技术和三维数值云模式,初步研发了一个针对对流尺度数值模拟的快速更新雷达四维变分分析系统。系统通过对京津冀6部多普勒天气雷达资料进行RR4DVar同化,并融合5 min自动气象站观测和中尺度数值模式结果,可快速分析得到12~18 min更新的低层大气三维动力、热力场的对流尺度结构特征。针对2009年7月22日发生在京津冀的一次强风暴个例,通过一系列敏感性试验,并利用局地加密资料进行检验对比,表明有效的雷达资料RR4DVar同化及自动气象站和中尺度模式资料融合方案、恰当的中尺度背景场设置和动力约束方法是获得合理结果的关键。研究也表明:恰当的系统配置能够模拟出与对流生消发展密切相关的近风暴环境特征,包括低层入流、垂直风切变、低层辐合上升和暖舌等,以及风暴自身形成的冷池、出流等与风暴演变密切相关的对流尺度结构。     

一次中尺度急流激发的辽宁大暴雨观测分析

应用地面加密自动气象站、常规探空、卫星及多普勒雷达探测资料对2008年7月31日夜间发生在辽宁省的一次大暴雨过程中的急流特征进行了分析.分析结果显示,在超低空环流场中同时存在着大尺度偏南急流和中尺度西南急流.在中尺度西南急流左侧生成的西南-东北向的β-中尺度云团队列直接引发了大暴雨.进一步分析表明,超低空中尺度西南急流与高空急流方向相近且风速相当,形成了二次切变型的空间垂直分布,在其左侧激发了涡旋Rossby 重力波的不稳定发展,从而生成β-中尺度云团队列.     

大连地区一次局地大暴雨过程中尺度特征及加密自动气象站数据的应用

利用常规气象观测资料、加密自动气象站风场资料及雷达回波资料对2016年8月7—8日大连地区一次漏报的局地大暴雨过程的中尺度特征进行分析,并探讨了加密自动气象站数据的应用。结果表明:2016年大连地区此次局地大暴雨过程T639、欧洲和日本3种数值模式预报结果差异较大,均漏报了暴雨和大暴雨量级降水。环流形势和物理量场对此次暴雨过程的暴雨与大暴雨量级降水落区均无明显预报指标,而卫星云图上有TBB-45℃的中尺度对流云团与强降水区域对应;最强短时强降水区域雷达回波上有对流风暴单体,最大回波强度达55 d Bz,高度上升至4 km,50 d Bz强回波从地面伸展至6 km高度,且强度均匀,为低质心强降雨回波;同时,由加密自动气象站风场资料可知,提前1 h左右强降水落区有中小尺度辐合线形成,最强区域为中尺度气旋,这个指标配合雷达回波和卫星云图资料可以在环流形势、物理量场和数值预报均无明显特征时,作为局地大暴雨预警的指标。     

中尺度自动气象站资料数据库设计与应用分析

目前 ,广东省已建成中尺度自动气象站 3 0 0多个 ,预计两到三年内将会建成五至六百多个 ,如何合理组织和高效应用如此庞大的中尺度气象观测资料 ,已成为当前急切需要解决的工作问题。结合92 1 0工程ＳＹＢＡＳＥ业务数据库 ,广东局已组织完成全省中尺度自动气象站资料数据库的建库工作 ,本文介绍实现中尺度自动气象站资料数据库的设计方法 ,在桌面应用上 ,介绍实现数据库资料在ＭＩ ＣＡＰＳ系统上的应用方法。1　设计思路　　中尺度自动气象站资料数据库设计将充分利用 92 1 0工程建设的软、硬件资源 ,同时还要方便各级气象业务系统管理人…     

南宁市中尺度自动气象站建设与应用

在“十五”中国气象业务现代化建设目标中,大气监测自动化项目是其重要项目之一。城市自动气象站是气象基础设施现代化建设的重要环节,也是大气监测自动化项目的重要组成部分。随着城市经济、文化的发展,人们生活质量的日益提高,他们的衣食住行对气象信息的需求也日益突出。为提高城市中尺度天气的监测和预警能力,研究城市局地气候、分析局地小气侯规律,建立适当规模的城市自动气象站极具重要意义。南宁市中尺度自动气象站一期工程2002年底建成投入业务使用。本文首先介绍了自动气象站建设的重要性以及国内地面自动站的发展概况,以中国华云技术开发公司大气探测分公司在广西南宁市实施的HYA-M型中尺度自动气象站为例,简要介绍了广西南宁市中尺度自动气象站的建设,自动站资料的传输、监控情况;然后详细论述了南宁市中尺度自动气象站业务数据库系统的建立、数据处理及业务应用系统开发方面的技术要点,并对自动站资料在城市天气预报、环境预报等预报领域以及在政府决策网、公众网以及专业气象服务中的应用前景进行了展望。     

四川盆地一次暴雨过程的中尺度对流及其环境场特征

利用常规地面和探空气象观测资料、自动气象站资料、卫星和雷达拼图资料以及NCEP FNL分析资料对2013年7月3-5日四川盆地强降水过程的中尺度对流系统及其环境场特征进行了分析。结果表明:此次降水过程分为三个阶段,分别对应三次中尺度对流系统的发生、发展;700 h Pa切变线和850h Pa低涡为中尺度对流系统的产生提供了有利的动力条件,中尺度对流系统沿700 h Pa切变线以及850h Pa低涡中心附近发生、发展,三个阶段的中尺度对流活动均与低层切变系统的发展、演变相吻合。冷空气对中尺度对流系统的发生发展具有重要影响,强降水的产生时间和空间分布均与冷空气入侵密切相关。四川盆地地形对强降水的产生有两方面的作用,一是使气流在山前辐合抬升,二是使冷空气堆积造成强的冷暖空气对峙,导致锋生作用加强。     

“05．6”广西持续性大暴雨成因分析

利用常规资料、T213初始场及6h预报场、卫星云图等资料，用中尺度分析方法，并配合诊断分析，对广西“05.6”持续性大暴雨成因进行了初步探讨。结果表明：这次过程是在稳定的大尺度环流形势和有利的物理量场条件下发生，是大、中尺度天气系统相互作用的结果，具有典型的中尺度性质，表现出强降雨的不均匀性、突发性和局地性，是中尺度天气系统活动的结果。     

2000年4月14日深圳特大暴雨中尺度分析

利用高空和地面常规观测资料、深圳自动气象站观测资料、香港多普勒雷达回波资料和卫星云图,对2000年4月14日深圳特大暴雨过程进行中尺度天气系统分析,揭示珠江口地区暴雨中尺度降水系统形成演变的一些特征.     

中尺度自动气象站Web图形显示系统

用VB脚本查询中尺度自动气象站SQL Server 2000中心数据库,在VB 6.0下编程调用绘图软件Surfer 8的Automation功能,对查询得到的数据进行图形分析,通过系统剪贴板将Surfer 8在后台绘制好的图形复制到图片框进行前台显示.将查询信息输入和图形显示功能模块编译成Active X控件,插入网页文件,实现了将任意时段的中尺度自动气象站资料以图形的形式在互联网上为用户服务,克服了目前多数网站只提供固定时段气象资料分析图形的问题.系统采用了模块化和控件的方式进行开发,减轻了开发工作量,方便了系统发布.     

ZDQ-12自动气象站的原理及结构

为监测中尺度短时灾害性天气而研制的自动气象站系统,由自动气象站、中继站和中央站三大部分组成。本文着重从气象要素的传感器、系统的硬件结构和软件结构等方面,较详细地介绍了自动气象站的原理和结构。     

珠江三角洲典型灰霾天气过程和清洁过程近地层流场的EOF对比分析

利用广东省466个地面自动气象站资料、广州气象站常规气象资料及珠江三角洲4个主要城市的PM 10浓度等资料,通过矢量EOF方法,对选出的珠江三角洲典型灰霾天气过程(2004年1月4~10日)和清洁过程(2005年11月15~21日)的近地层流场进行对比分析。分析表明典型灰霾天气过程第二、三模态有非常明显的日变化特征,受局地中小尺度环流系统影响,污染物局限在当地,出现严重的灰霾天气;而清洁过程与强平流输送有关,主要受大尺度环流系统影响。     

加密自动站资料在强对流天气分析预报中的应用

利用常规分析资料、雷达产品和太原地面加密自动站资料,对2008年6月28日出现在太原地区的一次强对流天气过程进行了分析,结果发现:①高空冷涡和中低空暖湿气团配置为此次强对流天气提供了有利的环流背景条件。②雷达回波的形状、结构、VIL均显示出强对流特征,速度辐合区与地面中尺度辐合线相对应,垂直方向存在强烈的风切变。③逐小时变温场显示出冷空气入侵路径、强度,负变温中心未来成为强对流天气区。④地面中尺度辐合线是强对流发生的触发机制,逐小时变压场的负中心与随后出现的灾害性天气区有效对应。⑤对流发生前,单站气象要素出现显著的不连续变化,气压和湿度呈同位相变化,与气温变化则反位相,3者在对流发生前1h同步出现谷(峰)值,灾害天气出现在之后的要素陡升(降)时段内。     

江西"06.19"强降水天气成因及中尺度特征分析

利用区域气象观测资料、常规观测资料、雷达和NCEP资料,对2010年6月19日江西创历史大暴雨过程的成因及中尺度特征进行分析.结果表明:此次过程发生在江西典型暴雨形势背景下,具有显著的中尺度特征;强降水落区位于地面中尺度切变线附近,中尺度系统提前或同时于强降水生成;强降水位于低层水汽通量大值中心前端和水汽强辐合的重叠区...     

中尺度气象学研究与中国气象科学研究院

近50年来, 中尺度气象学研究一直是中国气象科学研究院的首要课题。早在1963年, 中国气象科学研究院就开始参与主持国内首次长江三角洲地区中尺度气象学试验。此后, 又先后主持了“京津冀灾害性天气监测和超短期预报基地” (1986—1990年)、“海峡两岸及邻近地区暴雨试验研究” (1997—2003年)、“我国重大天气灾害形成机理与预测研究” (1998—2003年) 以及“我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究” (2004—2009年) 等国家重大科技项目。在这些项目中, 中国气象科学研究院与有关单位密切合作, 独立自主地完成了数字天气雷达系统、多普勒天气雷达系统、车载多普勒天气雷达系统、风廓线雷达系统、全自动扫描双通道微波辐射计、自动气象站网、中尺度气象资料自动收集、处理、分析及显示集成系统等研制工作, 并且研制发展了中尺度非静力大气数值预报模式。利用现代中尺度大气探测网, 组织实施了多次中尺度暴雨等大气综合观测试验, 取得了丰富的中尺度观测资料, 为我国中尺度气象发展奠定重要的科学与技术基础, 做出了重大贡献, 先后获得了16项国家科技奖励。     

广西区域自动气象站综合测试系统

为实现广西区域自动气象站维护的便捷化,提出一种区域自动气象站综合测试系统,适于测试DSD14型自动站、山洪自动站（CAWS100型）、多要素区域自动站（四要素站、五要素站、六要素站、七要素站或海岛站、应急移动气象站等）,包括采集器测试、通信模块（宇能模块与宏电模块）测试、前置机测试、外置气压传感器测试等,满足日益增长的故障诊断需求,具有快速、准确、实时的功能.     

CAWS600型自动气象站定时数据异常的故障处理

自动气象站的建设与保障是目前全区业务工作的一个重点,而如何有效地保证数据的实时及准确性、连续性,也是自动气象站保障工作中亟待解决的课题。为使观测数据具有代表、准确和比较性。通过近几年对自动气象站的维护保障工作,总结出CAWS600型自动气象站定时数据异常的故障判断和检修方法、步骤,以及缺失数据补救办法。     

浅析常见的外部因素对自动气象站运行的影响

气象业务对自动站观测设备正常运行和资料的综合质量提出更高的要求,针对自动气象站常见故障,从故障原因排除、资料按时发送和日常维护提出可行措施,保障自动站及时、准确、完整采集数据,提高自动站文件传输质量和观测资料综合质量。     

“8·18”暴雨过程中的地面自动站中尺度风场分析

用尺度分离方法对自动站风场进行处理,结合多普勒雷达对2010年8月18日四川盆地西部暴雨过程进行分析,结果表明：强风暴影响地区的地面风场从非常零乱逐渐变得有组织性,这个组织性表现在风向的一致性和风速的增强;对流回波生成的源地是在地形的作用下,中尺度辐合线长时间存在的地区和中尺度正涡度长时间维持的地区,这些地区有利于对流回波的发展加强;对流回波移入辐合区,有利于回波加强,强回波移入辐散区,则回波属于减弱趋势。     

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。