气象元数据标准与信息发布技术研究

元数据在数据交换、网络信息资源发现和共享系统建设中具有很重要的作用。文章简论了元数据和元数据标准的最新研究和应用概况, 并重点介绍了WMO核心元数据标准, 以及我国气象数据集元数据格式标准制定的原则、依据和内容。还论述了元数据系统的构建和发布流程; 最后结合气象科学数据共享项目建设规划和分布式共享平台的建设实践, 详细阐述了中国气象科学数据共享服务网元数据发布系统的设计方案和实现方式。     

WMO信息系统中气象元数据的设计与实现

随着越来越多基于网络、自动化的信息共享系统的广泛使用,元数据已成为不同学科间共享信息的关键。近年来气象数据的应用领域不断扩展,气象数据面临着海量信息流通共享的迫切需要,由此气象元数据应运而生。该文介绍的气象元数据是在满足WMO (世界气象组织) 信息系统提出的包括提供在线元数据、数据目录服务和提高元数据定义、收集、归档和交换的标准化水平在内的总体需求的背景下,依据WMO核心元数据标准设计并由自开发程序自动生成的。北京GISC系统是WMO信息系统中承担区域间及全球资料交换的主干通信中心之一,至2012年1月,北京GISC系统制作并提供系统内全部数据对应的气象元数据,共计约12万条。     

气象元数据应用研究进展

对元数据及元数据标准在国内及气象部门内的研究进展情况进行分析,然后讨论了目前气象业务发展中气象数据管理和共享中存在的问题,并对元数据的需求提出一些展望。     

后台管理模式在数据共享平台中的应用

为了使气象科学数据共享平台的运行逐步向自动化和业务化管理方向发展,基于元数据技术,建立了有针对性的后台管理模式,设计和开发了气象科学数据共享服务平台后台管理系统。该文介绍了当前信息系统发展的特点,分析了后台管理系统建设的业务需求,重点描述了系统的结构设计和元数据设计。共享平台的后台管理系统划分为数据层、管理层、服务层和保障层等4个结构层次,由元数据管理、业务管理、平台管理和系统监视等4个部件构成。系统采用J2EE的架构,保障了系统的可扩展性和灵活操作,实现了元数据管理、数据 (集) 管理、信息统计、内容管理、安全管理、系统配置管理和运行监视等功能。后台管理系统的部署和实施使新数据产品的发布更加便捷,也更具有时效性,保障了气象科学数据共享平台的平稳和安全运行。     

气象信息共享平台及其关键技术研究

气象信息共享平台作为新一代气象信息管理系统, 将极大提升现有的气象信息管理水平和对业务科研的支撑能力。该文首先介绍了气象信息共享平台的概念、内涵及其系统框架, 然后从数据资源管理和共享发布两个方面分别介绍了元数据技术、数据网格技术、海量数据存储管理技术、数据挖掘技术等构建气象信息共享平台的关键技术, 最后以两个关联的系统开发实例对我国气象信息共享平台发展思路和技术路线进行了探讨。     

分布式气象元数据同步系统的探索研究

WMO对未来信息系统提出了包括提供在线元数据、数据目录服务和提高元数据定义、收集、归档和交换的标准化水平在内的总体需求,正在建设的“新一代天气雷达信息共享平台”也对解决气象元数据在气象宽带网环境下的全网同步问题提出了现实要求。该文首先从现有气象元数据标准着手阐述同步系统所承载主体——气象元数据在数据发现、数据应用及服务、数据展示和信息冗余度方面的不足,提出相应的改进措施,并对同步系统的数据一致性模型以及OAI PMH元数据同步协议等同步机制进行研究,分析FIFO、单调读和单调写等几种典型一致性模型的特点和适用范围以及OAI PMH协议的可行性,给出同步系统的总体设计思路,针对由总体设计思路形成的原型系统进行试验。分析试验结果数据表明：气象元数据全网同步系统原型基本满足符合WMO核心元数据标准的气象元数据在广域网分布环境下的多节点同步交换需求。     

中国气象科学数据共享服务网总体设计与建设

中国气象科学数据共享服务网是由国家级和区域省级共享系统有机组成的覆盖全国、分布式、网络化业务系统.该系统实现了元数据统一发布、数据分级管理、全局用户的集中认证和授权管理.用户通过该系统可以获取分布在不同节点的、基于Web的数据访问服务.该文综述了该网的总体设计和技术实现.     

基本气象资料共享系统建设

基本气象资料共享系统是中国气象科学数据共享服务网的一个重要组成部分.该文简要介绍了系统架构和基本功能,着重阐述了元数据、数据表结构和数据文件存储结构的设计思想,并概述了基本气象资料共享系统在数据管理及安全管理方面的技术特点.     

元数据技术在MDSS实时气象数据库系统建设中的应用

元数据是关于数据的数据,目前被越来越多的应用于系统建设过程中。利用元数据,可以记录整个系统中数据的来龙去脉,这样可以把整个业务的工作流、信息流有效地管理起来,提高系统的可扩展性;此外元数据还具有数据发现和数据搜索的功能,能够提高系统的灵活性。介绍了国家级气象资料存储检索系统(MDSS)中实时气象数据库设计的元数据种类及其存储管理方式,以及元数据技术在实时气象数据库系统建设中的应用,详细描述了如何通过元数据提高软件的灵活性、可维护性。     

气象信息共享系统

该课题是“九五”国家科技攻关项目“中国可持续发展信息共享示范”的一部分,经过3年的研究和开发,于2002年1月通过项目验收。本课题在中国气象局主管部门的大力支持下,顺利完成了预定的研究计划、建设并开通了气象资料共享网站（分中心网站）。该网站提供基于Internet网络的元数据和数据查询导航服务、气象相关知识和数据共享政策宣传普及等。     

Estimation of the error of lidar determination of the transparency of low-turbidity atmosphere

Considered is the method of determination of atmospheric turbidity using weak lidar signals when the problem is mathematically incorrect due to the presence of the background noise. An accuracy of the method can be increased by means of using the procedure of effective averaging and linear approximation of the transmission in the case of the low attenuation coefficient.     

Elements of theory of avalanche-like motion of a mudflow with hyperconcentration of debris

A criterion ratio is proposed which allows to estimate the possibility of origination of avalanche-like motion of a mudflow with hyperconcentration of debris in a certain mudflow-bearing watercourse.     

2005年夏季中国东部气候异常分析--中国科学院大气物理研究所短期气候预测检验

简要比较了中国科学院大气物理研究所对2005年夏季中国降水跨季度预测与实况的异同,并对2005年夏季我国主要雨带及降水偏少区的形成与东亚热带、副热带以及中高纬度大气环流系统的配置进行了分析。对2005年夏季西太平洋副高的异常活动预测不好,这是造成跨季度降水预测有失误之处的主要原因之一。2005年夏季在亚洲对流层中高层,沿着副热带急流轴准静止Rossby波有几次能量传播过程,西太平洋副高的北抬与西伸与副热带急流中Rossby波的活动强度有一定的对应关系,因而产生了亚洲不同地区高影响性的灾害性天气。     

陕西冬季一次大雾天气生消机制的数值模拟

利用非静力平衡中尺度模式WRF、NCEP 1°×1°再分析资料及常规观测资料,对2005年12月30～31日发生在陕西的大雾天气过程进行了数值模拟,分析了大雾天气过程形成的主要原因及雾的生消机制。结果表明,WRF模式能较好地模拟出雾的水平分布特征、强度和生消过程,反映出实际雾的生消变化规律。适当提高模式水平分辨率能较明显地改进模拟效果。这次大雾为平流辐射雾,长波辐射冷却是大雾形成和发展的主要原因。逆温层的发展、维持和近地面层较高的相对湿度对雾的产生和发展起着重要作用。近地面层有弱的水汽辐合是大雾发展和维持的主要原因之一。大雾形成和发展阶段,900 hPa以下的辐合上升运动和900 hPa以上的辐散下沉运动有利于在上升和下沉运动区的界面层中形成逆温层,逆温层的形成有利于低层水汽的积累。随着高空转为辐合上升运动,900 hPa以下为辐散下沉运动,接着日出后,太阳短波辐射增温等的共同作用,使逆温减弱直至被破坏。中高云的存在影响了近地面层逆温的形成和加强,推迟了雾的形成和消散。暖平流的输入有利于逆温层的形成发展。     

测量NO气体吸收截面的方法

差分吸收光谱技术(DOAS)已经被广泛用于各种污染气体浓度的测量,其中影响其测量精度的主要因素就是气体吸收截面的测量.利用Lambert Beer 吸收定律以及自主设计的测量装置对大气的主要污染气体NO的吸收截面进行了测量,并采用多项式拟合的方法提高了测量的精度,根据所测得的吸收截面反演了NO气体的浓度值,取得了良好的效果.     

An analysis of the causes of meandering tracks of typhoons

Criteria of the free meandering tracks of typhoons are derived from the general solutions of typhoon motion equations. It is suggested that the meandering motion of a typhoon is caused by the combination of the internal force, the initial speed of the typhoon and the average pressure gradient force of the typhoon volume affected by the environmental pressure field. It is also revealed that under specified circumstances, the meandering may be caused only by the typhoon’s internal force. Finally two examples of fitting calculation are given for illustration.     

Dynamic model of accumulation of total biomass of agricultural crops

Issues concerning the growth and biological time of agricultural crops are under consideration. A closed system of equations is derived for calculating total dry biomass and biological time of plants. The model parameters are given, and the model is verified based on the experimental data of observations of the sunflower in the southern conditions of the Ukraine.     

T106数值预报产品在赣南温度预报中的释用

利用1995年7～9月、1996年7～8月24～144h、1000～500hPa的T106格点资料与赣南17个县（市）的最高、最低、平均温度作相关分析;用逐步回归方法建立了分县逐日滚动预报方程。并用1996年9月份T106格点资料对方法进行检验,同时对预报方法及T106产品在温度预报中的释用能力作了初步分析。     

疏勒河上游流域多年冻土区辐射变化分析

利用2008年7月-2010年10月祁连山区西段疏勒河上游流域多年冻土区苏里梯度观测系统的辐射数据,分析了该区域的辐射变化特征.结果表明,向下短波辐射、向下和向上长波辐射、净辐射月总量季节性变化明显,冬、春季较小,夏、秋季较大;向上短波辐射月总量的季节变化不明显.日平均向下短波辐射、向下和向上长波辐射有明显的季节变化,1月或12月达到最小值,6月或7月达到峰值;1-3月和12月日平均向上短波辐射振幅变化较小,而4月和10月则变化较大.净辐射日变化冬、春季较小,且振幅也较小,夏、秋季较大,且振幅也较大;辐射四分量的日变化都呈单峰型.生长季节的地表反照率较小,非生长季较大;每年10月地表反照率的日平均变化起伏较大,日变化基本呈“U”形,早晚高、中午低.     

Evaluation of different versions of NCUM global model for simulation of track and intensity of tropical cyclones over Bay of Bengal

The global UK Met office Unified Model (UM) is currently operational at National Centre for Medium Range Weather Forecasting (NCMRWF), the global model named as NCUM. An inter-comparison of two different versions of NCUM has been carried out for simulating the track and intensity of Tropical Cyclones (TCs), which formed over the Bay of Bengal (BoB). For this purpose, two series of numerical experiments named as NCUM25 (New Dynamical core with NCUM N512 resolution) and NCUM17 (ENDGame core with NCUM N768 resolution and upgraded physics and data assimilation scheme) are carried out with seven different initial conditions (ICs) for two TCs. The results suggested that the location, intensity, and vertical structure of the TCs are reasonably well predicted by the NCUM17 over the NCUM25. The Direct Position Error (DPE) and landfall error of TCs are reduced in the NCUM17 in comparison to the NCUM25 for all initial conditions. The mean DPEs and intensity error are reduced by 21–41% and 18–21% in NCUM17 over NCUM25 in both the cases respectively. Improvements in mean landfall position errors are shown to range from 43 to 65% in the NCUM17 as compared to the NCUM25. The mean statistical skill scores for rainfall are considerably improved in NCUM17.