碳监测目标的广东省综合气象因子代表站论证

为广东省气象要素、大气成分观测站网优化提供依据，利用广东省86个国家气象观测站的风速、相对湿度、气温以及降水等30年气候资料，结合气候相似性理论论证了全省不同区域的综合气象因子代表站。结果表明：(1)连平站、惠来站、高州站和番禺气象局站的欧氏距离较小，气象要素理论值与观测值的相对误差平均值为3.55%,可分别作为广东省粤北、粤东、粤西和珠三角区域综合气象代表站；(2)21个地市拟选站的气象要素理论值与观测值的相对误差平均值为3.474%,可作为地市级综合气象因子代表站；(3)除了高州站之外，其它3个区域代表站与地市级拟选代表站未出现重叠，因此可以合理布局、优化区域和地市级代表站的规划设计方案。     

北京山区和平原地区夏季雨滴谱特征分析

山区和平原地区降水的雨滴谱特征由于下垫面等因素的影响有时存在较大的差别,分析两者的差异有助于深入理解降雨的微物理特征以及对提高不同下垫面雷达定量估测降水的准确性起到重要作用。利用2017—2018年北京地区夏季雨滴谱站和自动站资料,选取延庆站和大兴站分别代表北京山区和平原地区,通过降水分类方法研究了两站不同降水类型雨滴谱分布的特征。研究结果表明,北京地区夏季雨强(R≤5 mm·h~(-1)的降水频次较多(山区和平原站均为86.0%),但对整体雨量贡献较小(山区站为33.0%,平原站为29.0%);而R5 mm·h~(-1)的降水频次较少,却对整体雨量贡献较大。较为深入的研究表明,对流云降水比层状云降水具有更大的质量平均直径(D_m)、标准化参数lgNw和分布谱宽。两站相比,延庆站(山区站)不同降水类型的D_m (lgN_w)均大于(小于)大兴站(平原站),表明北京山区滴谱粒径偏大、数浓度偏低。与国外经典对流滴谱相比,山区(平原)更倾向于大陆性(海洋性)对流滴谱。对D_m-R关系、lgN_w-R关系、μ(谱型)-Λ(斜率)关系和Z-R关系的分析表明,这些关系都符合经典研究结论,但是拟合的参数与其他地区具有一定的差别,体现出北京地区不同下垫面与其他研究结果的差别。延庆站和大兴站的Z-R拟合关系分别为Z=764R~(1.20)和Z=386R~(1.32),其中大兴站的Z-R关系与代表夏季对流云降水的Z=300R~(1.40)较为一致,而延庆站的则与其存在一定差别,体现出北京山区和平原降水的差异。     

近60年中国区域干湿转换早期预警信号

近年来,中国各地干湿转换越来越频繁。干湿转换事关区域性洪涝、干旱等灾害事件的形成。如何有效识别干湿转换过程,寻找其早期预警信号是目前非线性动力学研究的热点科学问题,但目前对此类转换过程的识别及其早期预警信号尚缺乏有效且深入的研究。幸运的是,临界慢化理论在研究复杂非线性动力系统的早期预警信号方面展示了重要潜力。鉴于此,本文基于临界慢化原理,对我国13个干旱分区的代表站的K干旱指数资料进行处理,研究其干湿转换的早期预警信号。首先通过滑动t检验确定K干旱指数序列干湿转换的时间,进而借助于表征临界慢化现象的方差和自相关系数,研究了K干旱指数干湿转换的早期预警信号。结果表明,不同干旱分区代表站的K干旱指数序列均出现了不同程度的干湿转换;各代表站在其干湿转换发生前10年内均出现了方差和自相关系数增大的临界慢化现象,表征了临界慢化现象可能是干湿转换发生前的一个早期预警信号;论证了临界慢化理论作为突变早期预警信号的可靠性,为该方法的广泛应用提供了理论和实验基础。     

甘肃庆阳极端气温气候特征及预报

通过分析庆阳极端气温气候特征,选出了代表站,统计分析了代表站和其他站点的相关性.首先根据ECMWF数值预报产品,利用支持向量机方法(CMSVM)制作了代表站的极端最高和最低气温预报模型,在此基础上,建立了代表站和其他站点之间的一元回归线性统计关系.2009年预报检验评估表明:利用这种方法制作的极端最高和最低气温准确率,...     

2008年奥运期间3号岗各场馆实况天气分析

通过对2008年8月奥运期间3号岗各场馆实况天气(降水、气温、相对湿度、风等)以及8月份北京地区逐日高空、地面天气形势的分析,运用最常用的资料(尤其是自动站资料)找出不同站点精细预报要素的规律及差异。通过分析提出针对不同要素预报的评价标准应该有所侧重,同时在自动站站点布设方面应该注意自动站的代表意义等。此外在分析中更加仔细领会精细预报的内涵,指出精细预报中配合具体服务重点的跟进预报及跟踪服务的重要性。     

北京"城市热岛"效应现状及特征

利用2002年北京自动气象站资料,对北京“城市热岛”效应现状进行了分析。为了与20世纪70年代的结果相比较,选择城区代表站为天安门广场站,城郊代表站为朝阳气象站站。与20世纪70年代相比,目前北京的“城市热岛”表现出一些新特点:1)利用城区与城郊日均温差表示的“城市热岛”强度的统计结果表明,现在北京的“城市热岛”效应在夏季最强,秋、冬季次之,春季最弱,2)除夏季“城市热岛”整天存在(午后的平均强度在2℃左右)以外,其他季节的午后,天安门广场地区经常出现“城市冷岛”现象。3)北京“城市热岛”消失的极限风速没有发生系统性变化,当风速>3级时,北京“城市热岛”基本上消失。作者还研究了北京“城市热岛”形成和消失的日变化特征,以及“城市热岛”强度对风速等气象要素变化的响应特征。值得指出的是,对强“城市热岛”的个案分析显示,冬季夜晚“城市热岛”强度经常表现出较大的波动性,与此相伴随,城郊地面风出现风向突变和风速的阵性现象。     

均生函数模型在广西1998年春播低温阴雨结束期预报中的应用

均生函数模型是由时间序列按不同的时间间隔计算均值,生成一组周期函数,然后用原序列与这组函数建立预报方程.本文应用均生函数对广西春播期低温阴雨结束期建立了预报模型,并进行试报与预报检验.根据广西低温阴雨结束期气候分布特点,以桂林站代表桂北地区,柳州、河池、梧州站代表桂中地区,南宁、玉林、钦州站代表桂南地区,百色站代表右江河谷及沿海地区.结果表明,以各代表站低温阴雨结束期为原序列,建立均生函数模型,其趋势预报效果较好.(1)均生函数模型对广西低温阴雨结束期有较强的预报能力,尤其对低温阴雨结束期极值年有较好的拟合和预报能力.(2)预报误差小,结果稳定、客观定量.     

自动气象站报表预审经验点滴

1风向风速的检查校对(1)平行观测期间,遇人工站记录缺测时,特别是在编发报时次,因自动站2 m in风记录采集时间较人工站晚,故用自动站记录代替时尤须注意应等正点资料卸载完成后再取值,而不应与人工站采集时间同步取值,否则会使报表中两站数据不一致,影响报表记录。(2)平行观测期间,当风向风速某站记录缺测时,应首选两站记录互相代替,保证二者记录保持一致,但应注意若风速正常风向缺测时,关于静风C的选取应具有代表意义。(3)因软件智能化不完善等问题,有时会出现自记风向格式错误或最大及极大风速与定时自记风速矛盾的现象,这时则需要预审员…     

基于海拔高度的质控方法本地化策略

中国气象局研制的三级质量控制业务系统中,质控方法本地化策略是按照陕北、关中、陕南的行政区域制定的,在此基础上,根据陕西省境内国家级自动气象站台站海拔高度的不同,修正其质量控制方法,对气象观测数据增加了省级质量控制标识,形成了基于海拔高度的自动气象站观测数据质量控制策略和流程。以临渭站和华山站(分别代表平原站和高山站)为例,针对2013年汛期中连续三个月(6—8月)的气温、气压、相对湿度、风速四种气象要素进行质量控制。结果表明,经过质量控制后的气象观测数据更加能够反映出每个台站真实的气象要素变化情况。     

云状观测的简单化模式化倾向

近年来,在地面测报管理工作中和验收百班无错情时发现,自80年代以来,许多台站在云状观测中存在简单化、模式化的倾向。这对测报质量和观测资料的使用有较大的影响,应该引起高度重视。为了说明问题,我随机选取了1个国家基准站(原为国家基本站)和1个现在的国家基本站,用1987—1988年代表80年代,1963—1964年代表60年代,以逐日4次定时观测进行了统计比较(见附表)。     

珠峰地区大气边界层结构及近地层能量交换分析

利用2005年中国科学院珠穆朗玛峰地区科学考察期间的无线电高空探测资料和超声风温仪观测资料,分析了珠穆朗玛峰地区边界层高度、风速、风向和比湿的日变化以及两个海拔高度不同的观测站(珠峰站和曲宗站)的近地层能量交换特征,得到珠穆朗玛峰地区5月份边界层高度日变化比较明显,因冰川风的存在影响了大气边界层,边界层高度最高为3888 m;白天珠穆朗玛峰地区低层都存在逆湿现象。因珠峰站和曲宗站海拔高度、下垫面状况不同,能量交换特征也不同:4~5月份白天珠峰站感热大于潜热,而曲宗站潜热大于感热;珠峰站土壤热通量转为正、负值的时间早于曲宗站。     

天气发生器对陕西降水的模拟

以两状态一阶马尔科夫链和两参数GAMMA分布为天气发生器,利用陕西省6个代表站1961—2000年的逐日降水资料,计算了降水转移概率P(WD)、P(WW)及GAMMA分布参数ALPHA和BETA。根据各地不同月份计算的4个降水模拟参数对各地的逐日降水进行模拟,最后利用1971—2000年的实测数据对30a模拟结果进行了检验,结果较好。     

基于MOS的广西北部湾沿海秋冬极大风速精细化预报

采用北部湾北部沿海6个自动站实况资料和欧洲中心细网格数值预报产品,根据模式输出统计法(MOS),对广西北部湾地区2012年—2016冬半年(9月到次年2月)日极大风速建立站点秋冬季不同预报时效的多元线性回归方程,并用2017冬半年的数据进行TS检验评分.结果表明,秋冬季日极大风速和代表引导气流的500hPa蒙古槽、代表...     

近49a中国30°N带不同地形下大城市与其郊区的降水特征

基于1969—2017年全国站点逐日降水资料、地形高度资料以及2017年全国常住人口数据,采用概率密度函数PDF法、最小二乘法、Mann-Kendall法和累积距平法等多种统计分析方法,结合中国地形多样性,从降水量的PDF特征、变化趋势和极端降水特征三个方面,分析了近49 a中国30°N带不同地形下大城市与其郊区的降水特征,结果表明:(1)中国30°N带降水的区域性和极端性明显,其中长江入海口代表站的年降水量PDF曲线最接近正态分布;极端降水阈值和极端降水强度基本为自西向东增加,且与地形高度呈反比关系;对于暴雨及以上等级的降水,代表站降水概率小但降水占比大。(2)降水的城市化效应明显,表现为代表站的日、月、季、年降水量PDF曲线普遍存在城郊差异,且日和年尺度的差异较月和季的尺度差异更明显;大城市代表站相对于其郊区代表站,前者年降水量普遍增加得快,且最小值大于后者;前者极端降水阈值、极端降水强度和年最大日降水量最大值普遍大于后者,且发生中雨及以上等级强降水的概率和占比较后者大。(3)代表站降水存在明显的年际变化和季节变化,存在一定的周变化;年降水量的突变时间集中发生在1980s中、后期以及1990s至2000s初;降水量的季节变化特征为夏季最多、冬季最少,其中江汉平原、长江中下游、长江入海口地形下夏季降水的城市化效应明显;大部分地形下工作日降水的城市化效应较休息日明显。     

基于县域单元的陕西苹果越冬冻害风险分布

为了有效利用气候资源、趋利避害、合理规划和发展陕西苹果产业,促进县域苹果种植布局优化,实现健康、可持续生产,依据3个苹果种植代表县县站与其境内区域站越冬期气温的关系,进行概率移植,借助各代表县县站1971—2011年越冬期气温数据,计算获得各代表县县站及其境内区域站苹果不同等级越冬期冻害的发生概率。根据对30多个苹果越冬冻害历史个例的分析结果,分别赋予苹果越冬期轻度、中度、重度等级冻害0.3、0.5和0.7的灾损系数。依据气候致灾风险的基本原理和模型,计算获得各代表县县站及其境内区域站的越冬期冻害风险指数,并基于GIS系统制作了各代表县的降尺度苹果越冬期冻害风险分布图。     

干旱气候观测系统

建立一体化观测系统是中国气象事业发展战略确定的重要目标之一。本文站在西北区域气象事业发展的高度上,在充分分析西北地区天气气候和环境特征以及气候观测系统现状的前提下,对干旱气候观测系统(ACOS)进行了初步设计。系统由地基观测、空基探测、天基监测和信息传输与共享系统4部分构成,其中地基观测站网分为气象站(代表站)、生态气候试验站(重点站)和陆面过程综合试验基地(关键站)3个层次。干旱气候观测系统(ACOS)的建成将实现对西北地区内大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈等5大圈层以及各圈层之间相互作用三维综合的观测。     

巴基斯坦近40 a气温时空变化特征

基于巴基斯坦不同气候区4个代表站(卡拉奇、雅各布阿巴德、奎达、德罗什)1979—2018年地面观测资料和ERA-Interim气温资料,利用一元线性回归、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析,分析其气温时空变化特征.结果表明:(1)巴基斯坦过去40 a经历了先降温后增温的过程,除北部山区年平均气温增温...     

渤海近海风场的一种近似推算模式

本文给出了一种利用陆地站测风推算近海风场的模式,并与实测资料进行了比较。使用塘沽站代表沿岸陆地站,渤海7号观测平台代表近海站。 对于所给出的近似模式,我们采用分两步逼近的作法。首先,以Hsu(1981)的动力推算模式为基值;其次,用最小二乘法模拟出不同季节、风向下由于海陆下垫面热力性质差异风速订正值。最后,基值与热力订正值的叠加而得到总推算值。结果表明,推算总值与实测值的比较有相当好的吻合,较单一的动力推算值有较大的改进。在海上经常缺乏资料的情况下,本文给出的推算模式具有一定的实际意义。     

浅谈高空探测中突失现象的预防

1资料统计西安探空站1997—2000年4 a中4 000多次观测,观测异常终止的突失现象有37次,不同季节出现突失现象的次数有所不同(表1)。2突失现象故障分析及预防方法2.1探空仪本身部件引发的故障探空仪故障引起的突失比例较大为24%(表1)。预防方法:给各转动齿轮间滴加润滑油和防冻油     

西北干旱区常规气象站与野外试验站观测的气象要素的对比分析

利用1982—2006年NOAA系列卫星观测的中国西北地区各气象站所在区域归一化植被指数(NDVI)多年平均最大值(IMAX),给出了判定气象站所代表区域下垫面类型的一个标准:0.45≤IMAX1为绿洲;0.20≤IMAX0.45为戈壁;0IMAX0.20为沙漠。根据这一标准选择张掖、阿拉善右旗和山丹常规气象站分别为绿洲、沙漠和戈壁代表站与HEIFE试验相同的3种下垫面观测的气象要素进行了对比分析,结果显示:(1)常规气象站与野外站观测的地—气温差的比较显示,两者在绿洲下垫面秋、冬、春三季的变化趋势一致,而夏季前者明显高于后者,且变化位相相反;沙漠下垫面的变化趋势基本一致,前者比后者略偏大;戈壁下垫面最为接近。夏季绿洲下垫面两者地—气温差不同,受下垫面状况和太阳直接辐射作用的共同影响,每日14时的地温有很大不同;两者气温的日变化形式相同,但前者全年都略高于后者。(2)气象站与野外站地面风速的比较发现,绿洲和沙漠下垫面上两者观测的10 m风速值全年均相近,戈壁下垫面前者的值要比后者小很多,气象站年平均风速只有2.3 m.s-1,而野外站达到4.9 m.s-1。本文主要对影响地面感热定量计算的几个气象要素进行讨论,以期能对气象站和野外站观测资料之间的异同以及气象站观测的气象要素对其所在区域的代表性等问题有一个基本了解,从而为气象站与野外站资料相结合的研究提供一个基本认识。