过去十年我国大气污染防治科技工作进展及未来展望

面对我国大气污染防治的迫切需求,国家有关部门和科研机构设立了多项科技计划予以持续支持,大气污染防治科技理论研究、监测手段、数值模拟、防控技术都取得了长足进展,为我国大气污染防治的实践和打赢蓝天保卫战圆满收官提供了有力的科技支撑。本文总结了近十年来大气污染防治科技工作部署和取得的进展,分析了当前我国大气污染防治工作面临的形势和问题。面向“十四五”,提出大气污染基础研究、污染防治关键技术研发和应用示范3个方面的建议,聚焦细颗粒物(PM2.5)和O₃协同、减污与降碳协同,进一步推进大气污染防治科技工作,为建设“美丽中国”和碳中和、碳达峰目标提供关键科技支撑。     

甘肃气象综合演示系统

《甘肃气象综合演示系统》是以资料的收集统计为基础 ,以文稿的整理编写为核心 ,以软件的研制展示为手段而开发的甘肃气象多媒体展示系统。系统既具有演示系统简洁概括的风格 ,又具备电子手册丰富详实的特点 ,实用性强、操作简便、易于推广、便于本地化二次开发     

近20年我国气候监测诊断业务技术的主要进展

气候监测诊断是了解气候系统变化及其成因的重要手段。经过二十多年的发展,目前国家气候中心建立了一套多时间、多空间尺度的气候系统监测诊断业务系统,并且在业务应用中不断发展和完善。同时,加强了关键异常信号及其对我国气候异常的影响机理的研究,在海温、冰雪、土壤温湿度、大气低频振动、北极涛动、季风、平流层异常等对我国气候影响的监测诊断等方面提出一些新理论、新技术和新方法,并在业务中得以应用。本文回顾了近20年来我国气候监测诊断业务的发展历程,介绍了我国气候监测诊断业务的技术现状,重点总结了近些年来在实时气候监测诊断业务中发展和应用的一些新技术和气候异常机理。     

宁夏灾害性天气短时临近监测预警平台简介

根据完善气象预报预测系统的规划和需求,在继承和改进短时临近预报业务工作多年成果的基础上,宁夏气象台建立了灾害性天气短时临近监测预警平台。该平台设计为B／S和C／S架构有机结合,由数据运算程序集、数据库和网站3个部分交互协作的业务系统。本文从平台设计思路、结构特点、各模块主要功能等对宁夏灾害性天气短时临近监测预警平台作一简单介绍。该平台根据宁夏气象业务发展和防灾减灾实际需要研发,评估、优化、更新、整合了已有研究成果,融合多种探测资料与方法,突出短时临近灾害性天气实时监测预警和多模式预报产品检验评估与综合集成预报技术,建成以集成预报、国家指导预报、中尺度数值预报等定量化预报产品为基础,集“实时监测预警与综合分析、强对流灾害天气预报方法、检验评估与集成预报、预报预警快速制作分发”等为一体的业务平台。     

中国当代强对流天气研究与业务进展

对当代中国几十年来强对流天气研究和业务进展做了阐述，主要包括强对流系统产生的环境背景和主要组织形态，以及具体强对流天气的有利环境条件、触发机制、卫星云图特征、多普勒天气雷达回波特征以及预报、预警技术等诸方面。总体来看，中国学者对强对流以及不同类型强对流天气（强冰雹、龙卷、雷暴大风）发生、发展的环流背景以及通过雷达和卫星观测到的组织结构及其演变特征都已有了明确认识，研究了对流系统的多种触发机制，深入认识了超级单体、飑线等对流系统的环境条件、组织结构特征和维持机制，了解了中国中尺度对流系统的组织形态和气候分布特征，获得了强冰雹、龙卷、下击暴流和雷暴大风等的雷达、卫星和闪电等的多尺度观测特征、形成机制和现场灾害调查特征，发展了各类强对流天气识别、监测和分析方法以及基于“配料法”和深度学习方法等的预报、预警技术等。因此，强对流天气业务预报水平已得到显著提升。      

论江西气象科技创新体系改革与建设

对江西气象科技创新体系改革与建设的内容和方向进行了论述,认为江西气象科技创新体系改革与建设,应坚持“自主创新,重点跨越,支撑发展,引领未来”的科技发展方针,明确科技型、基础性社会公益事业定位,深入实施科技兴气象战略,深化气象科技体制改革,加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新;促进业务与科研的结合,形成科技创新引领事业发展的研究型业务,提升气象科技创新能力,提高气象科技水平和气象业务的科技含量,提高气象队伍素质,培养造就具有创新能力、既懂科研又懂业务的学科、技术带头人和复合型人才。     

论江西气象预报预测体系改革与建设

从改革思路、主攻方向和业务分工等方面,对江西气象预报预测体系改革与建设的主要内容进行了论述,认为预报预测体系是整个基本业务系统的核心,是实现预报预测准确率提高的关键,应按照中国气象局业务技术体制改革总体方案,结合江西经济社会发展的需要,开展天气、气候、气候变化、农业气象与生态、大气成分、人工影响天气、雷电等多轨道的预报预测业务,并紧紧依托气象基础业务系统,加强与有关部门和行业的合作,围绕提高气象预报预测准确率,以数值预报产品为基础,以信息处理技术为依托,综合利用多种监测资料和预报预测技术方法,以预报人机交互系统为工作平台,加强雷达、卫星等遥感应用产品对多轨道业务的支持,充分发挥预报员的作用,发展多轨道、无缝隙、精细化预报预测业务,连续滚动制作空间上完整、时间上连续的预报预测产品。     

加油站的雷电防护设计

通过对加油站所处环境特点、系统特点中雷电灾害各因素的分析,对加油棚、油罐及附属建筑的直击雷防护和接地,加油站电源、信号系统的雷电系统防护和静电防护等,依据GB 50057、IEC 61312、GB 50156-2002标准对雷电防护的要求,提出了系统的解决方案。     

中国气象科学研究院“风能太阳能资源实验室”成立

中国气象科学研究院风能太阳能资源实验室是在原风能太阳能资源研究组的基础上建立起来的，成立于2006年2月，挂靠在中国气象科学研究院生态环境与农业气象研究所。风能太阳能资源实验室立足于解决我国风能太阳能开发利用的基础理论和关键技术问题，为提高我国风能太阳能资源的开发利用、资源评价能力及水平，在科学技术层面上为风能太阳能资源开发利用提供持续的、强有力的支撑和保障。     

分布式开放型多普勒天气雷达产品系统设计

随着我国多普勒天气雷达网建设的深入发展, 雷达气象产品系统开发和资料应用越来越迫切。文章介绍了开放软件系统模型, 分析了新一代天气雷达特点和发展需求。结合新一代天气雷达网和我国气象业务网发展状况, 提出和研究了可供新一代天气雷达使用的开放系统的分布式业务模式, 研究和设计了雷达气象产品开放系统的结构和运行方式。文中的分布式开放型雷达产品系统的结构和模型, 对其他类业务和科研系统的开发和发展具有参考价值。     

双线偏振多普勒天气雷达估测混合区降雨和降雹方法的理论研究

利用冰雹形状和空间取向的模型及降雹和降雨的滴谱分布,分析了C波段双线偏振雷达探测的降雨和冰雹的反射率因子ZH、差反射率因子ZDR和差传播相移KDp的取值范围,及混合区降水中不同大小的降雨降雹强度对这些参量的贡献.结果表明:对于C波段双线偏振雷达来讲,当降雹达到一定强度后,反射率因子反而随降雹强度的增大而减小,反射率因子和降雹强度不一定是一一对应关系,降雹的KDp与相态、空间取向和雹块的尺度均有关系.在混合性降水中,ZH的主要贡献来自冰雹,而KDp主要取决于降雨的大小,降雨和降雹对ZDR均有明显的影响,降雨的ZH和KDP有比较好的对应关系.在此基础上给出了利用ZH、ZDR和KDp定量估测相态混合区冰雹和降雨对应的反射率因子、降雨强度的方法,并从滴谱变化、雷达探测精度和冰雹对KDp的影响分析了这种方法的估测精度.     

Shared Socio-economic Pathways for European agriculture and food systems: The Eur-Agri-SSPs

Scenarios describe plausible and internally consistent views of the future. They can be used by scientists, policymakers and entrepreneurs to explore the challenges of global environmental change given an appropriate level of spatial and sectoral detail and systematic development. We followed a nine-step protocol to extend and enrich a set of global scenarios – the Shared Socio-economic Pathways (SSPs) – providing regional and sectoral detail for European agriculture and food systems using a one-to-one nesting participatory approach. The resulting five Eur-Agri-SSPs are titled (1) Agriculture on sustainable paths, (2) Agriculture on established paths, (3) Agriculture on separated paths, (4) Agriculture on unequal paths, and (5) Agriculture on high-tech paths. They describe alternative plausible qualitative evolutions of multiple drivers of particular importance and high uncertainty for European agriculture and food systems. The added value of the protocol-based storyline development process lies in the conceptual and methodological transparency and rigor; the stakeholder driven selection of the storyline elements; and consistency checks within and between the storylines. Compared to the global SSPs, the five Eur-Agri-SSPs provide rich thematic and regional details and are thus a solid basis for integrated assessments of agriculture and food systems and their response to future socio-economic and environmental changes.     

适应气候变化政策机制的国际经验与启示

中国高度重视适应气候变化工作,实行减缓与适应并重的应对气候变化原则,已出台适应气候变化相关的战略、规划等一系列政策文件。但总体来看,中国适应气候变化政策与行动尚处于起步阶段,面临着法规制度缺位、监测评估不足、组织协调机制不完善等挑战,适应气候变化政策的类型、数量和力度都明显弱于减缓。为完善中国适应气候变化政策与机制的框架设计,文中梳理了相关研究、《联合国气候变化框架公约》下的适应气候变化国际机制及主要国家经验,提出了一套完整闭环的适应气候变化核心决策流程及关键支撑机制,并重点从开展法制建设、制定适应战略（计划）、建立监测评估机制、构建协调机制和完善资金机制等五方面,归纳了主要国家的经验与启示,最终研究提出完善我国适应气候变化政策与机制框架设计的建议,包括加快建立和完善适应气候变化法制建设、加快构建国家适应气候变化的政策体系、加快完善国家适应气候变化的机制设计、加强适应气候变化支撑能力建设、推动适应气候变化的国际合作等。     

中国龙卷时空分布及其环境物理量特征

利用2004—2012年《中国气象灾害年鉴》和CFSR再分析资料,研究中国龙卷的时空分布以及三个龙卷频发区的环流背景场和环境物理量特征,并比较他们之间的区域差异。结果表明:中国龙卷多发生于春夏季,午后傍晚较多,江苏和广东等平原地区出现龙卷概率最高。龙卷临近时,“江苏及其邻近地区”位于500 hPa槽前,850 hPa上有西南急流,造成了较强的低层垂直风切变;“广东及其邻近地区”在龙卷发生前地面对流有效位能均值达997.3 J/kg,0~1 km螺旋度均值达91 m2/s2,层结不稳定,动力抬升强;“东北地区”受深厚东北冷涡控制,整层水汽含量低,中低层比湿均值小于10 g/kg。通过比较环境物理量平均场的分布特征发现:螺旋度、垂直风切变、能量螺旋度指数和强龙卷参数对分析龙卷发生有很好的指示意义。“东北地区”对流有效位能和比湿均值远低于“江苏及其邻近地区”和“广东及其邻近地区”,但高低空的温度直减率大、中低层的垂直风切变强,该地区也会产生龙卷。      

关于加强基层防雷监管能力建设的探索与思考

该文基于贵州省防雷安全监管模式创新的理论和实践,参照防雷相关法规、监管体系建设相关论文研究,就贵州省基层防雷监管存在的困难和突出问题开展调查研究,收集整理和分析各市(州)县局的防雷监管基础数据,结果表明:一是统筹市(州)局技术优势弥补县局短板,促进市(州)和县局资源互补;二是要强化学习培训的组织管理和成效考核,解决学用结合率不高、重视不够的问题;三是优化监管岗位、人员和权责分配,在权责法定的基础上用制度进一步予以规范;四是探索基层法律顾问制度建设,加强基层法规预算管理,解决专业人才不足、法规预算不足的困难;五是要全面加强管理和服务能力建设,在履行好法定监管职责的同时,提升专业气象服务能力,增强基层基础保障能力。     

作物病虫害遥感监测与预测研究进展

作物病虫害作为严重的生物灾害已危及到世界农业生产和粮食安全,病虫害对我国粮食生产造成的损失日益加剧,植保部门目前使用的测报和防控方式无法满足大范围的精准、高效、绿色科学防控需求.因此,建立基于遥感手段的高效、无损的大面积病虫害监测预测方法,将提升我国大面积作物病虫害的监测和测报精度与防控水平,有利于减少农药施用,对保障国家粮食和食品安全,实现农业可持续发展具有重要战略意义.近年来出现的多种形式的作物病虫害遥感监测方法和技术手段为病虫害的有效防治和管理提供了重要支撑,通过对相关技术方法进行综述,本文从多尺度下的作物病虫害遥感监测与预测机理、监测方法、预测预报方法、典型模型与应用等方面阐述了作物病虫害遥感监测和预测预报研究进展,并探讨了作物病虫害遥感监测当前面临的挑战以及未来发展趋势,建议通过建立全国尺度的作物病虫害遥感监测预测系统,构建作物病虫害绿色智能防控体系,实现病虫害大面积、快速的监测、预测预报和精准、高效、绿色科学防控.     

旱涝监测及其图形分析系统

旱涝监测及其图形分析系统在Windows平台上,应用Borland C和Foxpro等语言混合编写而成,采用下拉式和弹出式中文菜单提示,界面友好。系统软件结构合理,操作灵活方便。系统建立了逐旬降水量、气温、旱涝等级等历史资料数据库,实现了旱涝信息的统计、检索、列表显示和图形分析显示等功能,能实时、有效地监测旱涝气候灾害的发生、发展,为有关部门部署抗旱防洪决策提供科学依据。     

灾害风险的决定因素及其管理

灾害风险的影响不仅由灾害本身决定,更取决于风险的决定因素——暴露度和脆弱性。暴露度和脆弱性是动态的、多维度的。高暴露度和脆弱性是不平衡发展的结果。在气候变化的背景下,只有正确认识暴露度和脆弱性的维度,重视风险沟通和风险累积,选择适当的方法进行风险评估,才能设计和实施有效的灾害风险管理战略以适应长期气候变化。在致力于降低、转移和分担风险的同时,还要对灾害风险进行防御和响应,提高对不断变化的风险的恢复力。通过使用这些整合的灾害风险管理方法,灾害风险管理决策与应对措施会限制暴露度和脆弱性,使气候变化适应成为可能。     

中国春末夏初降水量异常的气候类型

选取中国大陆均匀分布的８０个测站１９５１—１９９４年历年５—６月月总降水量标准化距平资料，利用ＥＯＦ和ＲＥＯＦ方法对春末夏初降水量异常的空间结构及时间演变规律作了研究。结果表明，中国春末夏初降水异常在空间上主要表现为南北相反变化的差异（ＬＶ）。旋转载荷向量场（ＲＬＶ）反映出１１个主要降水异常类型区。旋转主分量（ＲＰＣ）揭示了４４年来春末夏初降水的时间演变特征：江淮和江南地区降水量减少，东北和南疆地区降水量增多；河套东部、华南、北疆、华北地区呈多雨—少雨—多雨的抛物线型，而河套西部、西南地区呈少雨—多雨—少雨的反抛物线型。     

Typhoon Track,Intensity, and Structure: From Theory to Prediction

To improve understanding of essential aspects that influence forecasting of tropical cyclones (TCs), the National Key Research and Development Program, Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China conducted a five-year project titled “Key Dynamic and Thermodynamic Processes and Prediction for the Evolution of Typhoon Intensity and Structure” (KPPT). Through this project, new understandings of TC intensification, including outer rainband-driven secondary eyewall formation and the roles of boundary layer dynamics and vertical wind shear, and improvements to TC data assimilation with integrated algorithms and adaptive localizations are achieved. To promote a breakthrough in TC intensity and structure forecasting, a new paradigm for TC evolution dynamics (i.e., the correlations, interactions, and error propagation among the triangle of TC track, intensity, and structure) is proposed; and an era of dynamic-constrained, big-data driven, and strongly coupled data assimilation at the subkilometer scale and seamless prediction is expected.