第五讲 AFDOS新系统的设计

1 发展概况 天气分析业务系统的总体设计是一项重大软科学问题。AFDOS(Analyzing Forecast-ing Data Processing Operational System)的设计之所以在国内外占有地位,一方面在于其设计中不断吸收新的技术,更重要的是不失     

第六讲 天气分析预报新技术十年回顾与展望

1 回顾 近10年来,天气分析预报技术获得令人瞩目的进展,直至80年代初,预报业务人员主要是手工进行天气分析,面对的仍是纸面天气图。以计算机屏幕天气图调阅与检索的自动化系统始于1984年。中央气象台首先完成了西北太平洋百年台风图形调阅输出系     

第四讲 三维天气图形制作原理与方法

在第一讲《现代天气图形学概念及技术发展》中,我们强调了三维天气图形学的意义,给出了立体卫星云场的分析例子(见本刊1992年第9期)。本文将给出这类三维图形的制作原理和方法。1 三维坐标变换 制作三维天气图形的第一步,是把原有的二维天气图形坐标(x,y)向三维作概念     

第二讲 智能天气分析与决策技术

1 智能天气分析与决策概念 智能天气分析与决策,是把人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)技术引入天气分析与决策的一项新的技术。AI技术始于60年代,当时麻省理工学院(MIT)研究人员首先提出了“人工智能”的用语。“In-telligence”有两层意思。第一层意思专指学习与理解的能力,亦称智力;第二层意思是信息与情报的占有能力。当然,AI技术已经脱离了原有字面意义,形成一项专门性强的高新技术。现代专业化定义的智能是“理解事实、命题及其之间关系并对其进行推理的一种能力”。     

北京及周边地区雾形成的边界层特征

采用国家科学技术部“973”项目北京环境大气外场科学实验(BECAPEX)获得的大气边界层探测, 包括大气风廓线仪、系留气艇、铁塔边界层梯度观测及超声风速仪等探测、大气成分探测以及常规高空、地面和加密自动气象站(AWS)观测资料, 对2001年2月北京及周边罕见大雾过程进行综合分析.对大雾的形成、发展、持续等不同阶段边界层动力、热力特征及层结结构演变特征进行分析.结果表明: (ⅰ) 作为城市大雾的典型例子, 北京及周边此次持续大雾形成前期低空出现逆温, 城市及周边大气中烟尘污染物SO₂及NO₂在城市低空积聚. 起雾前, 随着SO₂及NO₂浓度的增加, 凝结度迅速增长; 大雾期间, 随着凝结度增长, SO₂及NO₂浓度反而下降. 表明城市大气污染物作为凝结核在低空堆积对触发凝雾起重要作用. (ⅱ) 采用铁塔上布设的梯度平均场观测仪器及超声脉动风速仪的脉动观测资料分析, 均得到起雾之前, 在边界层低层有强扰动信号出现. 即起雾前约10 h, 边界层低层平均及扰动动能均出现显著跃升.揭示起雾前低空风切变增大, 有利于湍流的激发.此强信号对指示起雾、监测和预测雾的发生、发展十分有意义. (ⅲ)雾一旦形成后, 雾的凝结反馈效应使逆温层在大气低空的中、上层产生抬升、维持与再建过程, 对城市雾的持续起重要作用.     

采用外场观测试验资料对登陆台风"黄蜂"的风场及湍流特征的观测研究

热带气旋登陆时的破坏力和灾害经常非常严重.其强灾害的产生与热带气旋登陆时能量短时内的突然释放及台风中强烈的中尺度扰动特征有很大关系.常规观测站网及常规观测设备,无论时间和空间的分辨能力,都不能很好的反映这种特征,因而给台风灾害的准确预报带来困难.该文采用CLATEX(China Landfall Typhoon Experiment)登陆台风现场科学试验的观测资料,分析2002年强热带风暴"黄蜂"的风场、中尺度扰动场及动量通量特征;研究其登陆期间湍流动量通量变化特征.结果表明,使用首次在登陆台风外场观测试验中的风廓线仪观测资料,能较好的分析强热带风暴"黄蜂"的风场结构.有助于对登陆台风的风场和湍流动量通量时空分布及机理有进一步认识.     

欧洲中期天气预报中心数值预报图的检验

为了对欧洲中期天气预报中心（ECMWF）数值预报图的优缺点有比较系统的了解，本文用1984年5月到1985年4月的一年北半球预报图资料，对各月平均误差分布情况及其季节变化特点作了统计分析。ECMWF数值预报图在35°—70°N之间的预报效果最好；在75°N 以北的高纬度地区，都是春、夏、秋三季500百帕高度的预报平均明显偏高，500—1000百帕厚度预报平均明显偏暖，其中又以夏季偏暖最显著，春、秋季次之（冬季则变为偏冷），年变化规律性明显；在30°N 以南地区夏秋两季都是500百帕预报明显偏低，厚度明显偏冷，最强偏冷中心位于青藏高原东南坡，冬春季则预报偏低和偏冷的程度减轻，年变化情况似与低纬度云雨量和热带低压活动的年变化大致相对应。青藏高原上空500百帕预报全年基本上都是负偏差，以夏季负偏差最大，春秋季减小，冬季趋于0，各月之间有近于正弦波型式的年变化规律性。把平均误差值与标准差相比较，可以看出低纬度地带（尤其是高原附近）是最需要也是最有利于进行系统性误差订正的地区。     

8807号台风中尺度结构的诊断分析

1988年第7号台风在近海突然发展并袭击杭州市,台风风力强,破坏力大,给著名的西湖风景区带来严重的破坏.本文应用笔者研制的AFDOS系统,根据数字化卫星云图、地面加密观测自动记录及其他常规资料,对台风进行综合诊断,分析结果表明:(1)8807号台风在杭州湾造成的灾害天气与台风中尺度组织“突变”过程有关.(2)诊断给出的每小时海平面最低气压及500hPa位势高度值与逐时实际观测结果十分一致,我们推算出的当强灾害出现时的中心最低气压值接近960hPa,最低气压出现的时间与杭州湾强风灾害出现的时间十分一致.(3)8807号台风中的积云对流强度与螺旋结构强度呈明显的反位相变化趋势.(4)8807号台风强度的局地突变特征是难以预测的,但通过对台风系统的时空跟踪,强风区移动路径在一定程度上是可以提前发现的.