漂移克里金方法在雷达和雨量计联合估测降水中的应用

文中介绍了一种新的融合雷达和雨量计数据开展定量估测降水研究的空间信息统计学方法-Kriging with externaldrift(KED)方法.该方法能很好地融合高精度、低时空分辨率的雨量计数据和低精度、高时空分辨率的雷达数据进行插值.通过变异函数描述降水场的空间结构信息,能够充分利用数据间的空间相关性,来改进估测精度和提高处理速度.利用其优良的数学特性,以期在定量估测降水业务研究上进行新的探索和尝试.选用湖南省有代表意义的3次降水过程资料,通过雷达直接估测降水(RAD)、变分校准(VAR)以及KED3种方法,分别与雨量计测量值进行对比分析,选用代表站进行交叉验证结果均表明:RAD的均方差、绝对误差、相对误差最大,VAR次之,而KED最小.KED估测的结果与雨量计测量降水最为接近,估测效果最好;3种方法与雨量计实测值计算一定范围的误差频率,KED估测值具有最小的均方差和最小的标准差,且误差分布相对集中在0值附近,斜度和峰度最佳,试验证明该方法不仅能提高降水估测精度,且优于其他方法,VAR均方差次之,RAD均方差效果相对较差.联合雷达、雨量计估测降水的实质是把雷达估测值与雨量计测量的结果相融合,以雨量计来校准雷达估测值,保留了雷达探测剑降水的中、小尺度精细特征.校准后的雨量场数值接近雨量计测值,而且能够准确反映雷达测得的降水分布形式.     

基于漂移克里金融合雷达、雨量计定量估测降水研究

文中介绍了一种新的融合雷达和雨量计数据开展定量估测降水研究的空间信息统计学方法—Kriging with external drift(KED)方法。该方法能很好地融合高精度、低时空分辨率的雨量计数据和低精度、高时空分辨率的雷达数据进行插值。通过变异函数描述降水场的空间结构信息,能够充分利用数据间的空间相关性,来改进估测精度和提高处理速度。利用其优良的数学特性,以期在定量估测降水业务研究上进行新的探索和尝试。选用湖南省有代表意义的3次降水过程资料,通过雷达直接估测降水（RAD）、变分校准（VAR）以及KED 3种方法,分别与雨量计测量值进行对比分析,选用代表站进行交叉验证结果均表明：RAD的均方差、绝对误差、相对误差最大,VAR次之,而KED最小。KED估测的结果与雨量计测量降水最为接近,估测效果最好;3种方法与雨量计实测值计算一定范围的误差频率,KED估测值具有最小的均方差和最小的标准差,且误差分布相对集中在0值附近,斜度和峰度最佳,试验证明该方法不仅能提高降水估测精度,且优于其他方法,VAR均方差次之,RAD均方差效果相对较差。联合雷达、雨量计估测降水的实质是把雷达估测值与雨量计测量的结果相融合,以雨量计来校准雷达估测值,保留了雷达探测到降水的中、小尺度精细特征。校准后的雨量场数值接近雨量计测值,而且能够准确反映雷达测得的降水分布形式。     

基于单多普勒天气雷达产品的强对流天气预报预警方法

本文对发生在常德新一代天气雷达探测区内的强对流天气(雷雨大风、冰雹、龙卷)在雷达回波强度场及速度场上的表现特征进行了归类分析,既用实例证实了美国强对流天气在多普勒天气雷达产品上的表现特征同样适用于中国,又对其表现特征进行了完善。在此基础上建立了适用于当地的基于单多普勒天气雷达产品的强对流天气预报方法,并根据雷达实时体扫资料对强对流天气进行语音、文字自动报警以及对风暴移向、移速进行预报作了实用性的探讨。在多普勒天气雷达产品应用还处在探索、起步阶段的我国,该方法为制作强对流天气预报提供了较系统的预报思路。     

中西方城市水资源管理的比较及启示

介绍了西方水资源的管理模式,并从城市的发展环境、水资源管理机制和措施、污水的处理,对中西方城市水资源的管理进行了比较。在此基础上,结合中国水资源管理状况,提出了中国水资源管理建议。认为目前中国缺乏统一的、可操作性强的水资源管理体系;各地在处理环境指标与经济发展指标的关系问题上,往往认识不足;缺乏统一的流域管理系统;在城市建设与开发过程中,忽视了气候可行性论证和水资源管理问题。中国要做好城市水资源管理工作,应该充分借鉴西方国家成功的治水经验和先进的城市管理经验,建立完善的法律法规体系,成立水管理协会,建立流域管理体系,开展水资源管理示范区建设,调整治污思路,加强城市水资源综合治理,重视气候变化对水资源影响的对策研究,实现可持续的城镇水资源管理。     

基于单多普勒天气雷达产品的短时预报预警业务工作平台

以多普勒天气雷达产品和气象信息网络为依托,运用天气学、雷达气象学原理及计算机技术,集多种气象信息综合分析于一体,建成了具有信息自动采集与处理、语音及文字自动预警、短时预报产品制作、产品包装与决策服务、预报质量监控与评估、学习培训、业务技术总结、灾害性天气资料库、信息共享和在线帮助等多功能的短时预报预警业务系统与业务工作平台.     

基于CART决策树的高分二号洞庭湖区湿地分类方法

高分卫星遥感湿地分类的关键在于解决“同物异谱、异物同谱”难题。本文将当前应用前景广泛的亚米级国产高分二号（GF-2）影像和CART决策树面向对象分类算法相结合,以湖南沅江为例进行洞庭湖区典型湿地的分类提取工作,选取包括光谱信息、几何特征、地形特征和纹理特征等多维对象特征对分类器进行训练,构建了多维特征湿地分类方法。试验区总体分类精度优于传统方法,可为基于GF-2影像的洞庭湖湿地分类提供技术参考。     

低频天气图方法在湖南省雨季强降水过程预报中的应用

利用2006—2010年4—6月NCEP/NCAR 500 hPa高度场和700 hPa风场逐日格点资料及湖南省97个地面气象观测站逐日降水观测资料,运用低频天气图方法,确定影响湖南强降水过程天气关键区,分析影响湖南强降水过程的低频天气系统活动周期、变化路径及低频天气系统与强降水过程的配置的基础上,建立了湖南省4—6月延伸期强降水过程预报模型,回报拟合率以4月最高,平均为64.4%;5月次之,平均为54.9%;6月最低,平均为50.7%;10、15、20、25和30 d等不同预报时效的准确率以提前30 d的回报准确率最高。应用于2011年4—6月强降水过程预报,准确率为70%,其中报对7次强降水过程,空报3次,无漏报。     

湖南雨凇与大气环流和海温因子的相关分析

雨凇是冬季影响湖南的一种主要气象灾害。对湖南雨凇与大气环流特征量、海温异常的相关性进行了分析。结果表明：亚洲区极涡面积和东亚槽位置对中国湖南雨凇天气影响极为重要。当欧亚纬向环流为低指数时,有利于中国湖南雨凇的形成;当东大西洋欧洲区阻塞高压面积指数为低指数和乌拉尔山区阻塞高压面积指数为高指数时,湖南多雨凇天气发生。冬季西太平洋副热带高压面积偏大、强度偏强、西脊点偏西不利于中国湖南雨凇发展。拉尼娜事件结束年同时为厄尔尼诺开始年的年份湖南雨凇最为严重,厄尔尼诺事件起始年湖南雨凇强度最轻。     

湖南省近60年雨凇的气候特征

采用湖南97个地面气象站点气象观测资料、运用经验正交函数、旋转经验正交函数、一元线性回归、Mann-Kendall、小波分析等方法分析了湖南雨凇的时空分布特征及变化趋势,并与高山站的变化趋势进行了比较.结果表明:湖南雨凇发生在11月至翌年3月,空间分布特征呈现为南多北少、东多西少、迎风坡多、背风坡少、“三心二带”、高低交错.湖南雨凇日数空间分布既有全区一致性,也存在着南北反向变化的差异,空间分布大致可分为湖南南部、北部及中部、西北部3个异常区.湖南年雨凇日数和南岳高山站年雨凇日数呈现出的周期变化相同,即均存在2a、4a、9a和24 a左右的准周期,2a和4a周期尺度雨凇日数多和少转换频繁,9a周期尺度在1970年代末以前振荡明显,在24 a准周期尺度上经历了1960年代初期、1970年代中期、1990年代初期、2000年代中期4个转折年份.在过去60年全省年雨凇日数呈显著减少趋势,南岳高山站年雨凇日数趋势变化不明显,但存在明显的年际和年代际变化.     

1951—2017年热带气旋对湖南降水的影响及环流异常特征分析

揭示热带气旋在湖南的降水规律可为热带气旋影响湖南的降水预报提供技术支撑。采用近67 a的热带气旋影响资料,通过统计方法,分析了影响湖南降水的热带气旋特点及环流异常特征。结果表明:7—9月是影响的高峰季节,以在广东、福建沿海登陆的热带气旋对湖南影响次数最多、程度最重,浙江、福建沿海登陆的热带气旋在湖南形成的降水范围最大,热带气旋对湖南影响所产生的降水主要集中在湖南省东南部,热带气旋对湖南产生的强降水范围有增大的趋势,降水强度有增强的趋势。福建和广东沿海登陆对湖南影响的热带气旋的环流特征为南亚高压偏强、偏东、偏北,导致西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏北,引导副热带高压南侧的东南气流与南海和菲律宾以东洋面的西南风气流汇合,形成季风槽,中国华南和华东沿海为东南气流,有利于热带气旋在该区域登陆影响中国。只是前者表现为南亚高压位置较后者偏北更明显,西太平洋副热带高压更偏北,季风槽更偏东,导致福建登陆对湖南影响的热带气旋在湖南大部为气旋性环流控制,湖南全省降水偏多;而广东登陆对湖南影响的热带气旋在湖南省东南部为气旋性环流控制,该区域降水偏多。