基于SWAP平台的新疆中尺度对流系统判识及应用

利用近10 a FY-2系列红外云图资料、MICAPS常规资料、新疆105个基本气象观测站逐小时降水量资料,参考国内外中尺度对流系统(MCS)标准,给出了新疆区域MCS判识标准。统计分析新疆35次短时强降水过程的MCS空间分布及参数演变特征,总结新疆不同区域MCS预警阈值。基于卫星天气应用平台(SWAP)平台追踪检验短时强降水对应MCS特征参数变化,表明新疆MCS的TBB预警阈值下限偏低4℃,上限偏高2~4℃;天山山区、南疆偏西地区的TBB梯度为0.3℃·km~(-1),北疆偏西、巴州北部与我国中东部一致。短时强降水发生在引导气流方向靠近暖区一侧的冷云盖边缘TBB梯度最大处,TBB梯度图对云团发展变化表现更清楚。基于SWAP平台定位追踪对流云团对下游可能发生的强降水有2~6 h预警时效,且30 min外推预报与实况基本一致,对新疆强降水短临预报预警有一定的指示意义。     

“新疆区域大气成分监测分析应用平台”项目

正一、项目研究背景及意义新疆在大气成分观测方面投入了大量的资金和人力,已经建成的大气成分观测站点有:阿克达拉大气本底站、哈密、和田、塔中、库尔勒以及乌鲁木齐市3个观测点等8个大气成分观测站点。其中阿克达拉大气本底站属于中国气象局区域大气本底站;鸟鲁木齐、哈密、塔中与和田属于     

“新疆棉田干旱监测预警及优化配水服务系统”项目

<正>一、立项背景新疆具有发展棉花生产的得天独厚的自然条件,是我国最大的优质棉和商品棉生产基地,自1994年以来新疆棉花的单产和总产量稳居全国第一。棉花是新疆农民收入的重要来源,也正是棉花产业的崛起,改变了新疆农业在全国经济格局中的战略地位。     

短时强降水监测和预警技术及其在山区的应用

为提高短时强降水的监测和预警技术在山区等复杂地形中的应用,本文选取相关的探空资料分析天气背景,划分降水类型,与自动站订正技术相结合,采用Z-I分型最优化技术估测降水,利用交叉相关法对雷达反射率因子进行外推,并预测30min后的累积降水量。根据近3年的观测资料,制定出适合岳阳地区雷达反射率因子以及雷达估测降水对应的降水量级。通过与自动站雨量对比,Z-I分型最优化技术估测降水的相对误差较小;与Z-I经验公式估测降水对比分析,雷达估测降水的准确率有一定提高。经过岳阳示范区一年的实际应用表明:该方法对短时强降水的估测和预警均取得良好的效果,对强降水引起的山体滑坡等灾害具有一定的防范作用。     

“阿克苏地区冰雹天气预报预警技术研究”项目

<正>一、项目背景冰雹受中尺度天气系统的直接影响,空间尺度较小,发展演变迅速,破坏力强.准确预报冰雹天气的难度很大。阿克苏地处天山南麓中段,地形复杂,天气多变,冰雹灾害较为严重,据统计,阿克苏地区是新疆冰雹天气气最多的地区,降雹次数占南疆的近2/3,全疆3成以上,平均每年出现44站次冰雹,2.3万hm2农田受灾,损失严重,个别年份经济损失达几亿     

短时强降水特征统计及临近预警

利用多普勒天气雷达、探空和逐小时降水量资料,对2010 2012年,滇西南普洱、西双版纳537次短时强降水天气过程进行统计分析,建立三种短时强降水概念模型,分别是:低质心弱辐合型短时强降水、低质心辐合型短时强降水、高质心短时强降水。对比分析了不同类型短时强降水的强度特征、移速特征、生命期特征、垂直风切变特征等,探讨了辐合作用与强降水维持时间的关系、辐合切变量与雨强的关系、D_(VIL)与降水量的关系。并得出预警方法:满足如下条件时,出现短时强降水的可能较大:(1)低质心强降水中,回波无倾斜特征,强度以40~45 dBz为主,强度从低层到高层维持或缓慢减弱,大部分回波的H_((40dBz))≥H_0,且0℃层高度上40 dBz的回波的累计长度/回波移速≥0.67 h(辐合切变量≥2.2 m·s~(-1)时,累计长度/回波移速≥0.50 h),预报提前时间30~40 min。(2)高质心强降水中,强回波边缘存在宽≥3 km、强度为40~45 dBz的回波,且0℃层高度上40 dBz的回波的累计长度/回波移速≥0.47 h,预报提前时间28 min左右。此外,对短时强降水成因进行了探讨。     

基于SWAN产品的短时强降水雷达特征及预警分析

利用SWAN产品和自动站雨量资料,详细对比分析了2010~2012年区域性暴雨中的短时强降水雷达特征,结果表明:(1)短时强降水具有反射率因子大,液态水含量高、回波顶高,强回波厚度大等特征,在每隔6min的SWAN拼图产品中,短时强降水通常满足:3km高度处CAPPI回波≥30dBZ,组合反射率CR中心强度≥40dBZ,VIL>5kg/m²,45dBZ以上的回波中心厚度(H)≥3km,这些参数的变化可以作为短时强降水的预警临近指标。(2)现有SWAN产品中的QPE/QPF产品对未来逐小时的雨量和落区具有一定的预报能力,但QPE产品估测1h累计降水量更接近于实况雨量,在监测到有上述强回波发展时,可通过分析QPE产品和回波特征及预警指标对短时强降水过程进行预报。     

“新疆棉田干旱监测预警及优化配水服务系统”项目通过验收

2009年12月19日,由新疆气象局副局长魏文寿任组长的专家组对新疆气候中心承担的中国气象局业务新技术推广项目“新疆棉田干旱监测预警及优化配水服务系统”进行了验收。     

短时强降水的多尺度分析及临近预警

利用安徽省1995—2010年逐小时降水量资料,统计了不同强度的短时强降水的时空分布特征,并分析典型短时强降水过程的环境背景场特征,建立了短时强降水的三种概念模型,总结出有利于其发生的大尺度影响系统。通过分析物理量得知,短时强降水发生时大气水汽充沛、湿层深厚,厚的暖云层保证了云粒子在降水系统的下沉气流里较少的被蒸发,而中等强度的对流有效位能和高的KI指数值有利于高降水效率的产生。短时强降水的雷达反射率因子有"低质心结构"和"高质心结构"两种结构特征。而径向速度场上的中小尺度风速切变、辐合、气旋式辐合则是强降水回波在某地维持和发展的重要原因。强降水发生前半小时边界层急流显著增强,也是短时强降水临近预警的一个重要指标。     

短时强降水与低空急流的关系及临近预警

利用风廓线雷达资料、探空和自动站逐小时降水资料,对2009—2014年南沙区42次有低空急流相伴出现的短时强降水环流配置及垂直结构中尺度特征进行分析,建立3种短时强降水模型,探讨了3类短时强降水与低空急流上中小尺度系统的关系以及降水强度与低空急流指数的关系。结果表明:急流轴上中小尺度系统的时间尺度在0.5~4 h,其对强降水出现有极强的预示作用,其中低空急流中尺度风速脉动出现比强降水提前0.5~6 h,急流轴下传出现比强降水提前3~6 h。急流指数增幅与雨强存在正比关系,强降水发生前1~2 h内低空急流指数增幅大小,也是短时强降水临近预警的一个重要指标。     

新疆夏季强降水研究若干进展及问题

总结了1960～2009年新疆强降水领域的主要研究成果,从大尺度环流背景、天气尺度和中尺度系统、水汽特征进行了分类概括.由于有关新疆地区降水的关注和研究相对较少,近些年与东部地区差距日益加大,致使我们应对防灾减灾的能力严重不足.提出了待解决的问题:中亚低涡和低空偏东急流的结构特征、形成机理及对降水的影响;中尺度系统的特...     

新疆夏季强降水研究若干进展及问题

新疆位于亚欧大陆中心,属于大陆性气候,降水具有明显的地域特色,降水机制与季风区截然不同。本文系统回顾总结了近40 a来新疆降水的研究进展,重点对新疆降水的标准、时空分布特征、天气环流背景、水汽输送、降水动力机理及降水系统结构研究以及数值模拟方面进行回顾。在总结归纳基础上,提出了目前新疆降水研究需要重点关注的几个方向,包括新疆降水的水汽源汇结构及输送机制、中尺度系统的结构和地形对其动力过程的作用等。

     

基于短时强降水特征的北京暴雨蓝色预警指标研究

选取北京2013~2015年6~9月共362个自动气象站的逐分钟降雨资料进行统计,分析北京夏季短时强降水的特征,并进行蓝色暴雨预警指标的选取。结果表明:1）蓝色暴雨预警降雨样本中的5 min、10 min最大降水量约为其它降雨样本的5倍,而蓝色暴雨预警降雨样本中在达到预警标准后有5 min、10 min的最大雨强也有显著降低;2）资料中有63.0%的蓝色暴雨预警降雨样本达到预警的时间不超过60 min,18:00（北京时间,下同）至01:00的蓝色预警降雨样本占全部蓝色预警降雨样本的60%;3）分钟雨强统计在暴雨蓝色预警中可有较好的提前指示作用,如当5 min降水量达到7.7 mm发出预警,则有关提前时效为16.7 min,HSS评分可达0.503。     

基于WEB技术的项目管理平台设计

为了方便科研人员进行项目申报,提高工作效率,充分利用局域网的有利资源,提出了建立项目管理平台的设计思路和技术方案。     

“新疆风能资源评价”项目

立项背景： 2003年3月国家发展和改革委员会、中国气象局、自治区发展计划委员会先后下发了《全国风力发电中长期发展规划（草案）》、《全国大型风电场建设前期工作大纲》、《气象部门参与全国大型风电场建设前期工作方案的通知》、《新疆维吾尔自治区大型风电场建设前期工作大纲》等有关文件,要求有关部门开展全国风能资源调查与评价,建立全国风能资源及风电场数据库,在全国选择约20个10万kW以上的大型风电场场址,完成风能资源评价和提出风电场建设的预可研报告。     

相似方法在新疆强降水短期预报中的应用

利用1975-2005年NCEP再分析资料及ECMWF预报场资料,引入相似指数综合考虑各要素场、形势场对新疆强降水天气的影响建立相似预报模型,并选取一次中等强度天气用该模型进行试报检验。结果表明,该模型综合考虑了形势场、多种物理量场的相互作用,预报效果较好。     

基于“配料”的梅雨锋强降水预报方法

在梅雨锋暴雨预报中应用“配料法”，通过降水量的基本公式解释了强降水形成的基本配料，给出了建立配料的基本步骤，同时，通过一次暴雨个例分析，具体阐述了“配料法”在梅雨锋暴雨预报中的应用。结果表明，基于暴雨等强对流天气形成物理机理认识的基础上，所选取的可降水量等动力、热力因子与暴雨有着较好的对应关系，通过分析以上关键物理因子建立的过程，可以给出暴雨潜势预报。     

中山市短时强降水预警条件的综合分析

为寻找中山市短时强降水预警条件,从雷达回波、物理量多个角度对2004-2005年影响中山市的短时强降水过程进行了详细分析,结果表明:(1)天气尺度上的辐合特征、雷达回波强度场和速度场上的辐合特征、700 hPa临近站点的风向是做好雷达预警分析的关键。(2)不稳定指数和温度露点差是短时强降水预警的重要条件,一般这些指数(如:K指数≥35℃、sθe500-sθe850≤-8℃、S i<0℃、t-td≤4℃)提前于强降水发生前表现出来。(3)自动站预警可作为短时强降水预警的一个有效的辅助手段。     

基于FY-4A卫星数据的短时强降水监测预警指标

选取2018—2021年汛期短时强降水天气过程,利用相关性分析、箱线图法和极值统计法,尝试研究FY-4A卫星产品在短时强降水天气过程中的监测预警指标。研究表明：(1)FY-4A卫星多通道数据可以作为短时强降水监测预警的定量化指标予以应用。(2)筛选出相关性较好的13项产品统计出短时强降水的监测预警指标,其中赋值类指标4项,数值判别类指标9项(含辅助指标3项);初步设定13项指标中有9项达标时,短时强降水会发生。(3)在评估基础上完善了指标,监测预警效果有所提高,TS评分提高5.4%,空报率降低2.7%,漏报率降低1.9%。     

“基于风云气象卫星数据的新疆积雪及融雪型洪水监测研究”项目

一、项目背景伊犁河谷地区、塔额盆地和天山山区是新疆主要的融雪洪水爆发区,每年给当地交通、牧业、设施农业和人民生命财产等造成巨大损失。新疆积雪及融雪型洪灾在全国范围内具有典型的代表性,加之其地域宽广,大气条件好,利用遥感手段开展积雪及融雪型洪灾的监测是必然方向;FY-3气象卫星是我国新一代极轨气象卫星,加强FY-3气象卫星观测资料的应用已成为国家和区域气象部门的一项重要工作,因此,有必要应用FY-3资料在新疆地区开展针对积雪及融雪型洪灾的监测与应用研究。