“雨燕”中风暴算法在北京奥运天气预报示范项目中的应用及改进

介绍了临近预报系统“雨燕”中的风暴系列算法, 包括风暴识别、 风暴追踪、 基于TREC技术的风暴位置预报, 以及预报位置实时评分算法等。利用2008年北京奥运期间出现的多个强对流天气, 统计出该风暴产品在30 min和60 min预报时效的绝对距离误差分别约为13 km和23 km。分析了北京奥运天气预报示范项目期间该风暴产品误差较大的原因, 主要集中于TREC技术本身及其适用范围, 以及风暴预报方案中处理细节的不足, 具体为TREC技术不适用于孤立的回波单体, 雷达探测边界对TREC技术的影响, TREC矢量有时呈现出一定的空间不连续性, 以及对孤立少动单体的不当处理等。针对上述原因, 提出了一系列的改进方案, 包括对用于风暴位置预报的TREC矢量增加一致性检验, 利用风暴的历史轨迹校正不恰当的TREC矢量; 对TREC技术中象素阵列大小进行统计分析, 选择最适合北京地区的阵列大小; 风暴预报位置超出回波范围时新的处理技巧等。利用北京奥运期间的强对流资料, 对改进后的风暴算法进行评估。结果表明, 一方面, 改进后的算法能较好地控制风暴预报位置的绝对误差, 在30 min和60 min预报时效, 绝对误差分别减小了25%和26%。另一方面, 由于预报位置精度的提高, 能够提升相邻时刻风暴匹配的效率, 使得与以前算法相比有更多的风暴样本参与了各个预报时效的评分。     

临近预报系统(SWIFT)中风暴产品的设计及应用

介绍了临近预报系统"SWIFT"(Severe Weather Integrated Forecasting Tools)中的风暴产品的设计,包括风暴识别、风暴追踪和风暴预报。在识别风暴时,采用了多反射率因子阈值、特征核抽取和相近单体处理技术,并保留远距离上的强的2D风暴,该方法在面对成串或成簇多单体时,能够分离多个单体核,并准确定位。在风暴追踪和预报算法中,对当前时刻识别出来的风暴,利用匹配方案,将其与前1时刻的风暴建立对应关系,追寻历史轨迹,匹配方案是在空间位置相关的前提下,按照相似原则进行;风暴预报采用TREC(Tracking Radar Echoes by Correlation)技术获取的移动矢量场进行外推,提供未来1小时内的风暴移动位置。在北京奥运会天气预报示范项目(Forecast Demonstration Project,简称FDP)第二次测试期间,该风暴产品得到应用。分析表明:在预报时效为30分钟时,风暴产品在X轴和Y轴上的平均绝对误差为7.1和6.2 km,样本数为3891个;随着预报时效的增加,风暴产品的平均绝对误差增大,且在经向上的误差略大于纬向上;在径向上,风暴产品的预报出现了系统性的偏慢,而在纬向上,预报出现了系统性的偏快。     

Chemical Characteristics of Carbonaceous Aerosols During Dust Storms over Xi＇an in China

Characterization of carbonaceous aerosols including CC (carbonate carbon), OC (organic carbon), and EC (elemental carbon) were investigated at Xi'an, China, near Asian dust source regions in spring 2002. OC varied between 8.2 and 63.7 μg m-3, while EC ranged between 2.4 and 17.2 μ m-3 during the observation period. OC variations followed a similar pattern to EC and the correlation coeflcient between OC and EC is 0.89 (n=31). The average percentage of total carbon (TC, sum of CC, OC, and EC) in PM2.5 during dust storm (DS) events was 13.6%, which is lower than that during non-dust storm (NDS) periods (22.7%). CC, OC, and EC accounted for 12.9%, 70.7%, and 16.4% of TC during DS events, respectively. The average ratio of OC/EC was 5.0 in DS events and 3.3 in NDS periods. The OC-EC correlation (R2=0.76, n=6) was good in DS events, while it was stronger (R2=0.90, n=25) in NDS periods. The percentage of water-soluble OC (WSOC) in TC accounted for 15.7%, and varied between 13.3% and 22.3% during DS events. The distribution of eight carbon fractions indicated that local emissions such as motor vehicle exhaust were the dominant contributors to carbonaceous particles. During DS events, soil dust dominated the chemical composition, contributing 69% to the PM2.5 mass, followed by organic matter (12.8%), sulfate (4%), EC (2.2%), and chloride (1.6%). Consequently, CC was mainly entrained by Asian dust. However, even in the atmosphere near Asian dust source regions, OC and EC in atmospheric dust were controlled by local emission rather than the transport of Asian dust.     

气象风险源的社会关注度风险等级分析方法

为了定量分析社会公众对气象风险关注等级程度以及对应等级的关注人数,综合应用模糊数学和多项式拟合方法,以西安市2004年1月至2007年10月,与当地公众生活关系密切的5类高影响天气事件,即:高温、雷暴、大到暴雨、中雨和小雨,作为潜在气象风险源,综合应用12121气象信息服务电话拨打次数和气象信息,计算出气象风险超越概率,通过对其4次多项式的拟合和求解,定量计算了一般、中、高三等级的气象风险关注度以及对应等级的关注人数.这有利于政府决策者及社会公众在响应气象风险时有较为定量的判断.     

基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解

基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当 时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当 时,该解退化成理想弹塑性本构模型的解答。通过工程实例,分析了围岩位移场、应力场和黏塑性区半径随时间的变化规律。当支护力保持不变时,围岩不同位置位移、围岩黏塑性区半径将随时间增长而持续增大并趋于稳定;围岩黏弹-黏塑性特征对径向应力和黏弹性区切向应力影响较小,对黏塑性区切向应力影响较大,越靠近洞壁处,切向应力随时间变化越剧烈。此外,不同支护力作用下洞壁处的切向应力在支护初期均较大,因此应采用及时支护的策略;考虑到围岩黏弹-黏塑性特征对支护力的影响,建议采取让压支护技术以保证围岩和衬砌的稳定性。     

北极地区楚克奇海域一次强逆温过程的分析

利用中国首次北极科学考察期间所获得的大气边界层资料,分析了楚克奇海域夏季一次强逆温过程.考察期间楚克奇海域上空的大气逆温强度(6.3℃/100 m)远远超过了北极地区夏季的气候平均值(0.5℃/100 m),该大气逆温存在明显的日变化,逆温强度自当地时间00时到18时逐步减弱.考察期间同样存在强大的逆湿结构,逆湿层内最大湿度差为6.4 g m-3.稳定边界层内大气向地面输送感热通量和潜热通量,输送最大值出现在夜间.研究同时段的大气环流资料后表明,考察区域西南的暖湿气流及其变化是造成此次夏季强逆温及其日变化的主要原因.     

地形对黄土高原滑坡的影响

高分辨率地形与影像数据的缺乏已成为研究地表现象、特征与过程的重要瓶颈。低成本无人机设备和摄影测量技术的发展,打开了地学领域获取高分辨率数据的大门,大大提高了地质灾害野外调查与灾害编目的精度与效率。本文通过无人机野外调查和遥感室内目视解译,构建了一个包含307个黄土滑坡属性的数据库。在此基础上,通过数字地形分析和数理统计等方法,总结归纳了黄土滑坡样本数据的分布规律,探讨了地形对黄土滑坡分布的影响,阐述了地形相对高差对最长滑动距离、滑坡周长、滑坡面积的影响,提出了基于传统经验公式拟合的滑坡规模快速预测公式。结果表明：① 滑坡规模—频率分布具有明显的规律性,不同最大长度、最大宽度和周长的黄土滑坡数量分布均呈现正偏态分布,而不同面积的滑坡数量分布则服从幂函数分布;② 地形对黄土滑坡发育控制作用明显,不同地形高差、平均坡度、坡形的斜坡单元滑坡发育数量差异较大;③ 地形相对高差与滑坡的最长滑距、周长和面积的拟合曲线很好地符合幂律分布规律,但不同地形区的拟合效果有所差异,黄土丘陵区拟合效果最好,黄土高原全区次之,黄土台塬区最差;④ 本文建立的黄土滑坡规模快速预测模型,为黄土滑坡灾害调查提供了经验公式支撑。     

Another Year of Record Heat for the Oceans

Changes in ocean heat content(OHC), salinity, and stratification provide critical indicators for changes in Earth’s energy and water cycles. These cycles have been profoundly altered due to the emission of greenhouse gasses and other anthropogenic substances by human activities, driving pervasive changes in Earth’s climate system. In 2022, the world’s oceans, as given by OHC, were again the hottest in the historical record and exceeded the previous 2021 record maximum.According to IAP/CAS data, ...     

基于ArcGIS Runtime SDK for Android离线编辑关键技术应用研究

近年来,传统的外业调绘模式逐渐向内外业一体化模式转变。本文以地理国情内外业一体化系统为依托,重点研究了ESRI的离线编辑关键技术,介绍了基于ArcGIS Runtime SDK for Android实现的离线编辑功能,以面修形算法为例,在细粒度的几何编辑基础上实现了常见的外业编辑业务。     

广东省气象台SWIFT业务平台简介

重点介绍广东省气象台开发的SWIFT(雨燕)业务平台的系统架构、主要功能模块和系统关键支撑技术。该系统架构分成数据源、气象数据处理、数据存储、服务组件和WEB应用等5层。主要功能模块包括实况观测与统计、强对流监测预警、数值预报、台风预报等。关键支撑技术包括雷达回波的外推技术、雷达回波外推和数值模式融合技术、数值模式解释应用技术。另外,采用数据库和NetCDF文件相结合的方式来存取数据,自主研发多线程色斑图渲染技术和等值线追踪技术,提高平台响应速度。