DVB-S在气象数据广播中的应用研究

DVB-S卫星数据广播系统技术成熟、开放性好、硬件成本低、传输速率高,能很好地承担各种气象数据业务和视、音频广播业务。该文介绍DVB-S数据广播系统的基本组成,并结合新一代卫星通信气象数据广播系统的总体需求、总体技术设计、试验系统建设,对主站和小站的业务应用方式进行研究。基于DVB-S的新一代气象信息卫星广播系统建设,将大大提升国家气象信息中心气象信息广播分发和服务能力。大力开展围绕采用DVB-S技术的气象业务应用研究,拓展和衍生各种应用服务领域,是目前所面临的重要任务。     

一种安全可靠的分布式气象数据库系统设计

该文论述了在分布式数据库基础上建立安全、可靠气象资料数据库系统的一般方法。在数据库安全设计中首次提出了安全组件概念及模型, 并将其应用到具体的数据库管理模块中, 较好地解决了数据库系统存在的安全性问题。在数据库应用软件设计中, 采用COM技术和B/S结构, 开发了一套气象数据Web综合查询显示系统, 解决了气象数据Web动态实时发布和查询显示问题。     

剔除“系统误差”对月尺度区域气候动力预测影响的研究

通过大气环流模式提供侧边界条件,单向嵌套并入了水文模型VXM的区域气候模式RegCM3对我国华东地区进行月尺度气候预测。根据嵌套模式1991～2000年10年各月的积分结果与美国气候预测中心的降水综合分析资料(CMAP)、美国国家气象中心(NMC)的温度资料建立了一组针对各月的“系统误差”,对2001～2005年5年各月的回报结果进行订正,通过对原始回报结果和订正结果进行评估发现,经剔除“系统误差”后的预测结果较原始预测结果改进较为明显,表明该方法可有效提高月尺度区域气候动力预测的准确率。     

基于GIS技术的韶关市地质灾害预报预警系统

介绍韶关市地质灾害预报预警系统,该系统基于GIS技术,充分运用SQL2000数据库、VB6．0等编程语言、Surfer8．0后台绘图功能以及插值功能,根据韶关各地的地质结构特征、地质灾害易发区资料以及历史个例、实况降水历史资料、多家数值预报降水产品、广州中心气象台的“短时临近预报系统（雨燕）”产品、雷达资料、自动气象站和遥测站降水实况资料,制作出韶关市未来3、24和48h预报精细化地质灾害等级预报,并在GIS地理信息系统的平台上显示,预报结果通过电视天气预报栏目、12121气象电话、决策服务平台、手机短信以及互联网站发布。     

Actinometric System Aboard the Yak-42D “Roshydromet” Research Aircraft

The actinometric system installed aboard the Yak-42D "Roshydromet" research aircraft is presented. It is designed to study radiation processes in the troposphere. The system is based on standard Kipp&Zonen actinometric instruments for measuring solar, thermal, and ultraviolet radiation fluxes as well as on specially developed radiation models with high-precision methods for solving radiative transfer equations (Monte Carlo, k-distribution, and line-by-line calculations). The combination of actinometric measurements and detailed simulation of radiative transfer in the atmosphere allows examining the radiation balance components throughout the troposphere using in situ measurements at the aircraft location. Some results of studying radiation fluxes obtained during the flights over the Arctic region of the Russian Federation are presented. The data of measurements carried out using the presented system are useful for validating radiation codes utilized in general atmospheric circulation models and for processing satellite remote sensing data.     

基于Flex的气象信息网络发布平台设计与实现

通过分析气象数据的特点和RIA (Rich Internet Applications) 技术的优势,结合系统建设目标提出了基于Flex的网络GIS气象信息发布平台的总体框架, 并详细介绍了该平台的主要功能。对系统建设的关键技术问题进行详细分析,主要包括数据组织与管理、气象数据转换、地图服务缓存以及基于Flex的地图展现技术等。系统运行结果表明:与传统气象网络GIS相比该系统具有界面元素丰富、交互响应快、大数据量的显示效率大大提高等方面的优势。该系统为气象工作人员、应急气象服务及公众提供了一个实时、快速、基于网络的气象信息共享平台。     

2010年7月14～18日四川大暴雨过程区域模式预报性能分析

本文应用高空与地面常规观测资料,自动站资料以及2010年西南涡科学观测试验资料等,就西南区域气象中心运行的GRAPES模式、AREM模式、MM5模式以及基于WRF模式的RUC系统对发生在2010年7月14～18日四川大暴雨过程预报情况进行分析。结果表明,从降水预报,到影响系统,以及单点地面、高空要素预报,尽管各区域模式表现出对此大暴雨过程有一定的预报能力,但存在着不同程度差异,如降水落区、降水强度偏差,影响系统的偏离等。当分析模式定点预报时,预报偏差更为明显。相对而言,WRF模式预报结果略好于其它模式的预报。造成模式预报偏差的原因还有待作进一步分析研究。     

2010年7月14～18日四川大暴雨过程区域模式预报性能分析

本文应用高空与地面常规观测资料,自动站资料以及2010年西南涡科学观测试验资料等,就西南区域气象中心运行的GRAPES模式、AREM模式、MM5模式以及基于WRF模式的RUC系统对发生在2010年7月14~18日四川大暴雨过程预报情况进行分析。结果表明,从降水预报,到影响系统,以及单点地面、高空要素预报,尽管各区域模式表现出对此大暴雨过程有一定的预报能力,但存在着不同程度差异,如降水落区、降水强度偏差,影响系统的偏离等。当分析模式定点预报时,预报偏差更为明显。相对而言,WRF模式预报结果略好于其它模式的预报。造成模式预报偏差的原因还有待作进一步分析研究。      

支持向量机方法应用于理想时间序列的预测研究

简要介绍了基于统计学习理论的支持向量机方法的基本思想和原理,利用该方法对33模Lorenz系统的理想混沌时间序列建立预测模型,并对在此基础上产生的非平稳时间序列进行预测试验研究。结果表明,支持向量机方法不仅对平稳过程有较好的预报能力,也可以适用于非平稳过程,对实际序列的预测有一定的启发意义。     

模糊逻辑法在双线偏振雷达识别降水粒子相态中的研究

根据不同相态降水粒子的散射和空间取向等特征建立了基本形式为不对称的T型函数的模糊逻辑识别的隶属函数, 完善了该识别方法的流程, 并利用美国KOUN雷达的观测资料, 详细讨论了利用双线偏振雷达观测资料识别降水粒子相态的方法, 并对其在实际业务运用中的合理性和可行性进行分析探讨.通过分析, 作者认为: (1)利用模糊逻辑方法处理双线偏振雷达测量到的偏振参数, 可以识别降水区域的降水粒子相态, 反映降水区域的相态结构, 识别的结果基本合理, 但还需要资料作进一步的研究.(2)从实际资料的分析结果来看, 虽然利用模糊逻辑法识别降水粒子相态得到的结果比较粗, 没有明确的数据特征值, 但是它基本上能反映各种降水粒子的相态结构, 其识别的结果对目前日常的天气预报参考和人工影响天气的作业指挥和效果评估来说还是符合可用的.为中国国内未来的双线偏振雷达业务运行提供参考和帮助.(3)根据有限的观测资料分析表明, 降水区域中出现60 dBZ以上的回波强度, 并不一定就会出现冰雹, 还有可能是大粒子的液态降水.综合考虑双线偏振雷达的测量参数, 可以得到更合理的结果.     

基于C4.5算法的长江中下游地区夏季降水预测模型研究及应用

为了对长江中下游夏季降水进行短期气候预测,利用国家气候中心提供的74项环流指数和NOAA整编的西太平洋型WP指数、MEI指数、ENSO指数等多种全球环流指数资料,归纳整理了影响长江中下游夏季降水的34个前期春季因子,讨论了前期春季因子与夏季降水的关系,并利用这34个前期春季因子通过数据挖掘中的C4.5算法对1951—2013年(63 a)长江中下游夏季降水,建立判别降水偏多以及偏少的两类决策树预测模型,并分别得到5条和7条综合判别规则。随机选取80%左右历史年份数据作为模型的训练集,两模型的训练集准确率分别为94.12%和93.88%,剩余20%年份数据作为模型测试集,模型的测试预测准确率分别达91.67%和85.71%。模型预测应用也显示结果正确。模型研究和应用显示,基于C4.5算法的长江中下游夏季降水预测模型具有较高的预测准确率,模型构建合理有效,判别规则依据大数据理论,广泛考虑相关因子以及因子的排列组合,智能化选择关键因子,易于客观化、自动化实施,为长江流域汛期降水的短期气候预测提供了新的思路与方法。     

EC-Earth V2.2: description and validation of a new seamless earth system prediction model

EC-Earth, a new Earth system model based on the operational seasonal forecast system of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), is presented. The performance of version 2.2 (V2.2) of the model is compared to observations, reanalysis data and other coupled atmosphere–ocean-sea ice models. The large-scale physical characteristics of the atmosphere, ocean and sea ice are well simulated. When compared to other coupled models with similar complexity, the model performs well in simulating tropospheric fields and dynamic variables, and performs less in simulating surface temperature and fluxes. The surface temperatures are too cold, with the exception of the Southern Ocean region and parts of the Northern Hemisphere extratropics. The main patterns of interannual climate variability are well represented. Experiments with enhanced CO₂ concentrations show well-known responses of Arctic amplification, land-sea contrasts, tropospheric warming and stratospheric cooling. The global climate sensitivity of the current version of EC-Earth is slightly less than 1?K/(W?m^?2). An intensification of the hydrological cycle is found and strong regional changes in precipitation, affecting monsoon characteristics. The results show that a coupled model based on an operational seasonal prediction system can be used for climate studies, supporting emerging seamless prediction strategies.     

Probabilistic temperature forecasting with statistical calibration in Hungary

Weather forecasting is based on the outputs of deterministic numerical weather forecasting models. Multiple runs of these models with different initial conditions result in forecast ensembles which are used for estimating the distribution of future atmospheric variables. However, these ensembles are usually under-dispersive and uncalibrated, so post-processing is required. In the present work, Bayesian model averaging (BMA) is applied for calibrating ensembles of temperature forecasts produced by the operational limited area model ensemble prediction system of the Hungarian Meteorological Service (HMS). We describe two possible BMA models for temperature data of the HMS and show that BMA post-processing significantly improves calibration and probabilistic forecasts although the accuracy of point forecasts is rather unchanged.     

我国短期气候预测技术进展

经过近60年的发展,我国短期气候预测技术和方法也有了长足进步。近年来,一些新的预报技术和机理认识不断应用于短期气候预测业务。ARGO海洋观测资料的使用大大提高了业务模式的预测技巧,新一代气候预测模式系统已经投入准业务化运行,研发了多种模式降尺度释用技术,多模式气候预测产品解释应用集成系统(MODES)和动力-统计结合的季节预测系统(FODAS)逐渐应用于业务中,大气季节内振荡(MJO)逐步在延伸期预报中得到应用。近年来,对全球海洋、北极海冰、欧亚积雪、南半球环流系统对东亚季风影响的新认识也不断引入到短期气候预测业务中。这些新技术和新认识的应用极大提高了我国短期气候预测的业务能力。     

常州市气象预报业务工作平台

应用网页制作、办公自动化和图像处理软件,利用VB 6.O语言编程研制开发了常州气象预报业务工作平台.常州气象预报业务工作平台入库了1952～2003年常州气候整编资料,建立以资深预报员预报经验指标的天气系统模型,规范以"9210工程"和省市县网络互通互联为依托的预报业务工作流程.应用过程表明,该平台全面实现了人机交互作业方式进行检索、分析、制作和分发各种气象信息,有效地提高了工作效率和预报服务质量.     

表格驱动码业务试验系统设计与实现

表格驱动码是世界气象组织推荐并在全球范围内被广泛使用的数据编码格式,也是我国气象数据格式标准化实施中采用的主要国际互信通用格式之一。建立表格驱动码业务试验系统,依据观测系统和CIMISS数据环境核心业务构架,选择有代表性的观测数据和产品,针对其自描述和灵活扩展性特点,采用编码模板制定、码表动态加载、编码要素和序列向存储要素和模型映射转换、数据库存储模型设计等关键技术,建立其编码、传输、处理、存储和应用完整业务流程,试验和验证其业务适应性,为我国基于表格驱动码的气象数据格式标准化工作全面开展提供参考。     

降雨型地质灾害预报方法研究进展

开展降雨型地质灾害预报是减少灾害损失的有效方法。该文在讨论降雨型地质灾害预报相关概念的基础上,结合国内外已有的研究成果,系统总结了隐式统计模型、显式统计模型和动力模型等降雨型地质灾害预报模型的特点和适用条件。近几年区域降雨型地质灾害的预报技术研究有以下新特点:统计模型简单实用,目前已经由单一考虑降雨特征的第1代隐式统计模型,进一步发展为考虑地质、地貌等静态因子的显示统计模型;动力模型逐渐由基于垂直入渗理论的边坡稳定性模型开始向基于水土耦合机制的复杂预报模型发展;降雨型地质灾害业务预报预警的核心是地质灾害预报模型的本地化运行,我国已经基于统计模型搭建了服务于不同区域的业务预报预警系统。结合多源预报降雨资料,搭建基于水土耦合机制的降雨型地质灾害集合预报预警系统是未来可能的发展方向。     

东北区域空气质量数值预报模式应用研究进展

中国气象局沈阳大气环境研究在2014年基于CUACE和CMAQ建立了东北区域空气质量数值预报业务系统,本文介绍了空气质量数值模式的研究进展以及业务现状,为东北区域空气质量和雾霾预报提供了技术支撑。然而,随着预报精细化和更长预报时效的业务发展需求,存在预报准确率不高、计算资源短缺、科技创新能力不足等问题。本文基于存在的问题提出了东北区域空气质量数值预报未来发展建议与展望,包括加强大气污染源清单研究与技术规范制定、观测资料同化技术研究与业务应用、物理过程参数化方案的改进优化、发展数值预报产品订正技术、开发高分辨率7—10 d数值预报产品、加强人才引进和科技创新等。     

基于GIS技术的青神县秋绵雨风险区划

根据1966～2009年眉山市所有县（区）、与青神毗邻的乐山市3个县（区）的降水资料,综合青神县10个镇（乡）的人口、耕地、水系等要素,利用自然灾害风险指数方法及秋绵雨灾害风险评价模型,基于GIS技术,求算出秋绵雨风险指数,并绘制青神县秋绵雨风险区划图。结果表明青神县秋绵雨灾害高风险区主要位于罗波乡的西部、汉阳镇西部边界。次高风险区位于罗波乡中部、汉阳镇中西部、西龙镇西部边界,以及岷江流域、思蒙河和官厅水库。     

Some Aspects of Atmospheric Dispersion in the Stratified Atmospheric Boundary Layer over Homogeneous Terrain

The ability to simulate atmospheric dispersion with models developed for applied use under stable atmospheric stability conditions is discussed. The paper is based on model simulations of three experimental data sets reported in the literature. The Hanford data set covered weakly stable conditions, the Prairie Grass experiments covered both weakly stable and very stable atmospheric conditions, and the Lillestrøm experiment was carried out during very stable conditions. Simulations of these experiments reported in the literature for eight different models are discussed. Applied models based on the Gaussian plume model concept with the spread parameters described in terms of the Pasquill stability classification or Monin–Obukhov similarity relationships are used. Other model types are Lagrangian particle models which also are parameterized in terms of Monin–Obukhov similarity relationships. The applied models describe adequately the dispersion process in a weakly stable atmosphere, but fail during very stable atmospheric conditions. This suggests that Monin–Obukhov similarity theory is an adequate tool for the parameterization of the input parameters to atmospheric dispersion models during weakly stable conditions, but that more detailed parameterisations including other physical processes than those covered by the Monin–Obukhov theory should be developed for the very stable atmosphere.