声波对气溶胶和云雾粒子聚并影响研究进展

声波对气溶胶和云雾粒子聚并的作用和影响是当今云雾物理和人工影响天气领域研究的前沿科学问题.已有研究表明:声聚并机制主要包括同向团聚机制、流体力学机制(包括共辐射压效应、共散射效应和声波尾流效应)和声致湍流机制等;气溶胶粒子在声场中的聚并现象是在多种声聚并机制共同作用下出现的;低频强声波在声聚并机制作用下会增加云雾滴粒子...     

近36年遵义市暴雨洪涝灾害变化特征及成因分析

暴雨、大暴雨等自然因素和防洪、除涝工程等社会因数是影响暴雨洪涝灾害发生、发展的重要因素。基于1984-2019年遵义市13个国家气象观测站逐日降水量资料、遵义市第一次自然灾害风险普查暴雨洪涝灾害数据,采用常规统计、突变检验、线性倾向估计、相关分析、对比分析等方法,得出遵义市暴雨、大暴雨以及受灾面积的年际、年代际以及长期变化变化特征,同时揭示农作物受灾面积的变化成因。结果表明：近36年遵义市暴雨日数及其累计降水量呈波动式微弱增加趋势,大暴雨日数及其累计降水量呈显著减少趋势,暴雨、大暴雨均具有不同的阶段性变化特征。1984-1999年农作物受灾面积呈显著上升趋势,2000-2019年农作物受灾面积呈显著下降趋势。大暴雨日数及其累计降水量与受灾面积呈显著正相关,并且具有明显的阶段性差异。暴雨洪涝灾害发生、发展既受暴雨、大暴雨等气象自然因子影响,也受气象灾害防御工程和灾害性天气预报预警水平等社会因素影响。     

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。     

自然控制论

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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。     

适应极地快速变化海冰模式的研发与挑战

极地海冰是地球气候系统的重要组成部分,也是气候环境变化的指示器和放大器.极地海冰复杂的多尺度物理过程和极地观测资料的匮乏,给海冰模式的研发带来了巨大的挑战.在过去的半个多世纪中,大气-海冰-海洋的复杂相互作用和冰内物理过程在海冰模式中的数学描述取得了重大的进展,但海冰模式对一些重要物理过程的描述仍很不完善,尤其是近年来...     

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。     

地面气象观测无人值守系统的设计与应用

气象观测数据的传输率和可用率是气象预报服务及时准确的基础,是衡量通信系统运行可靠程度及运维保障能力的关键指标。长期以来,各级业务人员通过不间断值守班来保障气象观测数据的传输质量。随着现代化气象业务体系的不断发展,气象业务对资料传输的时效性、完整性要求也越来越高,对气象资料的综合监控能力也提出了更高的要求。在全国地面气象业务体制改革的要求下,广西率先在全国实行了基层台站无人值守业务调整,设计并实现广西地面气象观测无人值守系统。该系统集数据传输监控、数据传输时效统计于一体,通过自动监控告警、主备站资料(要素)智能识别替代、双条传输链路热备等设计,建立一套无人值守传输业务流程,从技术上支撑业务改革调整,大大降低基层业务人员工作强度。业务应用分析表明,无人值守系统运行可靠,业务质量保持高水平稳定,业务效益凸显。     

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。     

天津市静海区暴雨灾害风险精细化评估

根据天津市静海区18个乡镇2009—2018年逐时降水量,以及社会经济、地理地形、水利设施等数据,结合历史受灾信息,分别对静海区的暴雨致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性及防灾减灾能力进行分析,采用GIS技术和统计方法多因子叠加,综合得出静海地区暴雨灾害风险精细化评估和区划。研究发现,静海区北部区域以及南部中旺镇及其周边风险较高,而静海地区中部的风险较低;暴雨灾害高风险区主要分布在致灾因子敏感性、承灾体易损性较高而防灾减灾能力较低的静海镇和梁头镇及其周边,应加强防灾减灾设施建设。     

1644—1911年广东省旱涝多时间尺度变化特征及影响因子分析

建立清代1644—1911年广东的旱涝指数序列,采用滑动t检验、完备总体经验模态函数分析了清代广东旱涝的突变特征和多时间尺度周期性特征。结果表明,清代广东旱涝指数整体较平稳,呈现先明显增加后减少、后略微增加的趋势。旱涝指数序列具有多个跃变点,且有年际尺度4.2 a和7.8 a,年代际尺度11.6 a、15.2 a、36.5 a和70.1 a,世纪尺度130.3 a左右的周期。发现广东旱涝有多个周期与太阳黑子相对数序列及东亚季风指数序列周期接近,故用交叉小波分析发现广东旱涝指数序列与太阳黑子相对数序列在0~6 a、7~8 a和11~16 a等多个时间尺度具有强凝聚性共振周期,与东亚夏季风指数序列在4~8 a和25~45 a等多个时间尺度具有强凝聚性共振周期。      

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.     

全国综合气象信息共享系统的设计与实现

为满足对海量气象数据管理和服务的需求,国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程,阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成,承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术,包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。     

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。     

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.     

Complex studies of hydrometeorological and ice conditions on the northwestern shelf of the Caspian Sea based on satellite and expedition observational data and model calculations

In accordance with the contract of the LUKOIL Oil Company, a cooperation of the Roshydromet organizations (Planeta Research Center for Space Hydrometeorology, a main contractor, Hydrometeorological Research Center of the Russian Federation, Arctic and Antarctic Research Institute, and State Oceanographic Institute) carried out in 2008 complex studies of the hydrometeorological and ice conditions for the Filanovskii oil- and gas-field facility construction on the northwestern shelf of the Caspian Sea. Three expeditions were organized and conducted within that project: a helicopter ice research expedition (specialists from the Arctic and Antarctic Research Institute carried out a huge volume of measurements of physicomechanic properties of level, rafted and hummocked ice, and morphometric characteristics of ice piling, hummocks, and stamukhas); specialists from the State Oceanographic Institute organized a ship expedition on studying sea ground exaration formed due to impacts of ice formations (hummocks and stamukhas) using hydro-radar and echo-sounder surveys as well as a complex hydrometeorological and hydrochemical expedition with five autonomous buoy stations mounted in two months. From the moment of ice formation to the end of the expedition activity, an operational space monitoring of the northwestern Caspian Sea was carried out at the Planeta Research Center for Space Hydrometeorology. Based on the NOAA, TERRA, and AQUA satellite data, corrected and geographically fixed satellite images of the area of activity were issued with a periodicity of 6 times per day; index maps on the ice situation (twice a week) and ice situation forecasts (lead-time of 1–7 days). Besides, long-term series of satellite data on the northwestern Caspian Sea are collected and processed: their results are used for estimating seasonal and interannual variability of the drift ice and fast ice. Specialists of the Hydrometeorological Research Center of the Russian Federation completed the work on processing and analysis of library materials, research/technical reports, handbooks, expedition observational data, and on hydrodynamic and probability modeling of long-term series of hydrological, meteorological, and partly ice data. In particular, basic characteristics of the hydrological regime (sea level, currents, and waving) are calculated for the place of the oil platform location and along the pipeline routing. Tentative local specifications on the hydrometeorological regime in the Filanovskii field are worked out based on the results of the work performed.     

层状云播云线源非均匀、非定常输送扩散数值模拟

大多数层状云播云线源输送扩散模式常采用一些不合理的假设，使得输送扩散过程中起重要作用的一些物理过程被忽略。烟团轨迹模式能够处理源参数和气象要素的时空变化，适用于各种尺度和各类源的输送扩散模拟。因此，本文建立了一个模拟层状云播云线源输送扩散的三维时变烟团轨迹模式，并考虑了地形，垂直风切变作用，播云参数的时空变化和线源的湿清除效应。增雨作业实例我的数值模拟研究结果表明：模拟的播云线源输送扩散特征与输送扩散的基本理论和一般规律相吻合，并且再现了非垂直（与风向上）多条播云线源非均匀非定常的输送扩散特点。浓度等值线水平，垂直分布均不规则，比均匀定常点源更为复杂，整体不满足高斯浓度分布，表明在这种情况下均匀定常模式已不适用。另外，模式能够精确地模拟出播云线间的精细结构。     

对流层低层两类偏东风气流上物理量分布特征

山西是水资源缺乏省份之一。为了较准确掌握旱涝成因,本文对气候旱涝与农业旱涝的不同意义作了分析,并对几种旱涝指标及气候与农业旱涝的差别进行了简述,以进一步发展节水农业,促进水资源的合理利用。     

Conditions of the formation and runoff of shelf waters in different water areas of the Arctic and Antarctic

The comparative analysis of hydrometeorological and topographic conditions of the formation and runoff of dense shelf waters on the shelves and continental slopes in different water areas of the Arctic and Antarctic demonstrates that they are similar in many aspects but there are some differences as well. In the Antarctic, these conditions are more favorable. The thermohaline conditions of the formation and runoff of shelf waters in the Arctic and Antarctic are also similar. The similarity of different conditions enables to construct the adaptive physical model of the shelf and slope cascading of shelf waters generalized for different polar water areas. It is based on the analysis of historical and present-day in situ data in the areas of margins of shelves and slopes in the Arctic and Antarctic, observations in the areas of flaw polynyas, and passing ice and meteorological observations, as well as on taking account of some general results of laboratory and theoretical investigations of the dense liquid runoff along the inclined bottom.