基于多元线性回归的滇西南短时强降水预报模型研究

利用云南省普洱市2015—2017年多普勒天气雷达资料、探空资料和气象观测站5 min雨量观测资料,分析了普洱地区研究期间41次短时强降水的环境场和雷达回波演变特征。结果表明:中尺度辐合线、中气旋、逆风区是强降水触发和维持的重要成因。短时强降水发生前,整层大气水汽充沛,静力不稳定层结,大气可降水量(PW)≥35 mm、SI≤-0. 23、K> 35,可作为环境场对流潜势的判定因子;短时强降水发生时,雷达回波最强反射率因子≥40 d Bz,35 d Bz回波顶高> 5 km,径向速度的辐合切变量> 5 m·s^-1。通过多元线性回归分析,选取4个相关性显著的影响因子,建立普洱市短时强降水预报模型。所选预报因子包括:35 d Bz回波顶高、30 d Bz垂直剖面中心高度、30 d Bz以上雷达回波面积和SI。预报模型的回报检验表明,普洱短时强降水平均雨强相对均方根误差为17. 0%,局地降水持续时间相对均方根误差为33. 9%,局地过程降水相对均方根误差为25. 6%,回报效果较好。4次短时强降水预报检验中,平均雨强的预报误差每5 min小于1. 2 mm,局地强降水持续时间的预报误差小于10 min,局地过程降水的预报误差小于4 mm,模型均预报出局地连续性降水超过50 mm。预报模型有较好的预报能力,可应用于普洱短时强降水的临近预报预警。     

基于年际增量方法的云南省普洱雨季开始期气候预测

基于普洱雨季开始期年际增量变化规律和影响雨季开始期的环流形势及物理过程,采用年际增量方法和多元线性回归分析方法,选取5个具有物理意义的预测因子(包括前期1月南半球绕极环流、前期2月南太平洋高压、前期4月孟加拉湾至南海海平面气压、前期冬季加拿大北部海冰和前期冬季伊朗高原积雪深度),建立了普洱雨季开始期的预测模型,并对预测模型进行1967—2017年的交叉检验和1998—2017年的逐年独立样本检验。交叉检验中,雨季开始期预测值和观测值年际增量的相关系数为0.84,相对均方根误差为24%;独立样本检验中,雨季开始期年际增量的相对均方根误差为15%,模型对雨季开始期异常年份的预测误差小于7 d,表明该预测模型能很好再现1967—2017年雨季开始期的变化趋势。     

台网中心地震前兆数据库的结构及其管理维护

台网中心地震前兆数据库已运行2年多时间,积累了大量的数据,但在实际使用中,数据库的管理维护还存在不少问题。本文着重介绍了地震前兆数据库的结构及在实际使用中如何对其进行管理维护,并介绍了地震前兆数据库管理人员提供给用户使用前兆数据的方法。     

地震前兆观测中的大数据挖掘应用探讨

大数据挖掘研究与应用是当今的热点问题。本文简要概括了大数据研究的基本思想,分析了地震监测中前兆观测数据大数据研究的必要性,并设计了几种前兆观测大数据研究在地震行业内部的可能应用方向和具体应用问题,以期能够推动前兆观测数据利用大数据研究思想的创新应用和研究工作。     

地震前兆观测系统综合开发应用模式探讨

“十五”数字化观测网络项目完成后,我国地震前兆观测系统形成了一个覆盖全国的观测网络体系,前兆信息的汇集达到了一定的规模,对前兆信息进行开发应用使其满足“资源共享”的发展需求是目前的工作重点。本文就前兆观测系统在应用开发中所面对的用户进行了分类,提出了前兆系统开发中的两种应用模式,并探讨了综合信息应用、前兆信息地理信息系统应用、实时数据应用、海量数据挖掘应用等今后应该重点关注的前兆信息应用类型。同时,给出了进行前兆信息系统开发的结构模型以及在新系统设计时应注意的问题。     

山岭隧道堵水限排围岩力学特性分析

为了尽可能减少隧道长期大量排水带来的严重环境问题,高水位地区的深埋山岭隧道应采取“以堵为主,限量排放”即“堵水限排”的防排水设计准则。但在堵水限排情况下围岩的力学特性如何？是当前隧道衬砌结构设计急需解决的关键问题之一。首次建立了山岭隧道堵水限排情况下围岩力学特性分析的解析模型并进行了理论推导,分析了不同排水工况下围岩力学特性的变化并绘制了相应的围岩特征曲线,为堵水限排衬砌结构设计提供了理论依据。     

地磁数据时钟精度检验方法研究

针对地磁观测台网中部分记录仪的时钟不准确及产出数据的对应时间与实际时间不一致的问题,提出了地磁数据时钟精度检验的扰动区间极值比对法,利用2015年3月国家地磁观测台网的全部数据对该方法的正确性和可靠性进行检验,并给出校正值。结果表明,该方法对于钟差超过1min的数据检出率达到100%,且对检出的异常数据给出误差小于2min的校正时间,准确率达到94.44%,不受地方时的影响。该方法为国家地磁观测台网对大量仪器时钟精度的监控、数据时钟检验和仪器校时提醒自动化以及磁扰日数据时间校正提供了有效的技术途径。     

WRF模式对一次中低纬降雪天气的数值模拟分析

基于NCEP再分析资料,选取中低纬度滇西南普洱作为研究区域,利用WRF模式模拟2013年12月一次小雪及雪后霜冻天气过程,通过模式输出资料对降雪天气进行诊断分析。结果表明:此次降雪过程的主要影响系统为南支槽,降雪天气发生在强冷空气形成的低空切变线北部;该过程大气为稳定性层结并具有湿斜压性,垂直剖面上MPV1正值中心向下延伸至500 h Pa,此高度以下MPV1以弱的正值为主;干冷空气的输送造成湿斜压性增强,MPV2负值中心达到-0.2PVU,同时配合南支槽提供的水汽条件形成了此次降雪天气。南支槽东移出境后,大气湿斜压性减弱(MPV2负值中心-0.05PVU);前期大气湿斜压性造成局地平流降温,与其后的对流稳定性及高层冷空气的向下输送引起辐射降温,共同造成了较强的混合型霜冻。WRF模式对中低纬滇西南降雪天气过程的范围、时间及雪后强降温天气有较好的模拟效果。     

青海东部地区雷电灾害易损性分析与区划

利用青海东部地区10个气象台站1997—2012年的年平均雷暴日数,2008—2014年闪电定位数据和1997—2014年雷电灾害资料,将雷暴日数、雷击密度、综合灾度、生命易损模数和经济易损模数作为雷电灾害易损性评估指标,采用层次分析法确定指标的权重,建立了雷电灾害易损性评估模型,依据气象灾害学分级统计法划分出雷电灾害易损性等级,形成了青海东部地区雷电灾害易损性区划图。结果表明青海东部地区雷电灾害易损性区域呈分散分布的特征,极高易损区在大通县、化隆县,次高易损区在湟中县、互助县,中易损区在省会城市西宁市、湟源县,低易损区在乐都区、平安区、民和县和循化县。     

ZH-1卫星得到的中国及邻区顶部电离层背景特征

利用ZH-1(CSES)卫星LAP载荷原位电子密度数据对中国及邻区(0°—54°N,70°—140°E)的顶部电离层背景分布及随季节变化进行了详细分析,研究结果显示:(1)研究区赤道异常的纬度延伸范围、随经度分布形态及它们的季节变化,具有与其他研究结果一致的规律性.(2)中纬度区,白天电子密度存在一个低值带,夜间电子密度呈现高值带.昼夜对比结果显示夜间电子密度升高现象在研究区中纬以上所有季节都存在,但在向低纬延伸时与赤道异常现象呈互补分布,此强彼弱,反之亦然.(3)白天观测的电子密度,半年异常表现为随纬度升高,两峰值出现时间由春秋季向夏季演变,最终过渡到中纬只有夏季峰值的年变形态;季节异常仅在赤道附近4°范围内出现.夜间观测的电子密度,北纬22°以上、50°以下出现半年异常,22°以下出现季节异常.(4)月均值背景总体上表现为夜间电子密度较白天相对波动更剧烈;其中白天电子密度,分季、夏季较冬季波动更剧烈,赤道异常区较中纬区波动更剧烈;夜间电子密度,在所有时、空上波动水平大致相当.(5)研究区电离层背景时空变化特征较为复杂,数据波动亦随时空有变化,对电离层相关科学问题的研究需关注数据背景的分析.综合这些结果及与其他同期观测数据的比较结果,我们认为ZH-1卫星原位电子密度观测数据的相对变化与其他数据集一致.同时,研究区背景数据也呈现了以往研究中未被发现的特征.ZH-1卫星观测数据具有一致的地方时和观测地点,为电离层相关科学问题的系统性研究提供了一个很好的数据集.