人工神经网络技术发展及在大气科学领域的应用

20世纪80年代以来，人工神经网络技术在理论和应用研究方面有了快速的发展，并在众多学科领域取得了大量的应用研究成果。文章首先概述了国外有关人工神经网络理论研究发展的主要过程及我国开展神经网络理论和应用研究的状况。重点介绍了国内外大气学科中，关于神经网络方法在中、短期天气预报，短期气候预测，农业气象，空气污染预报，卫星云图识别以及气象观测资料处理等许多方面的应用研究工作。并且也进一步介绍了有关神经网络气象预报建模研究的关键技术一过拟合，网络结构问题的研究工作以及模糊系统理论与神经网络相结合的模糊神经网络，遗传算法与神经网络相结合的气象预报建模的最近研究工作。     

大气科学不断变化的背景

自国家科学院在1958年第一次回顾了大学科学领域的研究和教育（NAS／NRC，1958）以来，大气科学领域取得了重要的进展并发展壮大。随着大学、私企、和国家大气科学研究中心（NCAR）研究领域的拓宽，新的通讯和计算设备的发展，以及其他机构、其他国家在业务、研究方面投入的不断增加，我们对大气认识的提高，业务、观测和模拟能力的加强，大气科研已发生了改变。领域的拓宽，带来了重要的学术和科学发现，取得了直接的社会效益，比如由于天气预报的改善，受其指导的很多公司的经济损失减少。     

风云三号气象卫星的特点和作用

风云三号（FY-3）是中国第二代极轨气象卫星，在功能和技术上比第一代极轨气象卫星风云一号向前跨进了一大步。它将进行三维大气探测，大幅度提高全球资料获取能力，进一步提高云区、地表和海表的遥感能力。风云三号第一颗星的技术状态目前已大致确定，卫星正在研制中。文章介绍并分析了该卫星及其所载遥感仪器的性能、特点和水平，对于风云三号在我国天气预报、气候预测以及自然灾害和环境监测等方面将发挥的作用也进行了简要的论述。     

我区近四十年短期气候预测的回顾和未来发展展望

我区近四十年短期气候预测的回顾和未来发展展望李敏志，毛江玉（内蒙古气象局）（内蒙古气象台）简单的回顾短期气候预测，通常也称做长期天气预报，是当今世界上的热门课题之一。它既有很大难度，又是服务上最迫切需要、最有社会经济效益的课题。近十几年来，无论是理论...     

极地大气科学考察研究与展望

本文包括四部分。第一部分是对中国科学院大气物理研究所1984年以来的极地大气科学考察研究工作概要地作了回顾;第二部分是中国科学院大气物理研究所近5年来在极地大气科学方面研究的主要进展;第三部分是对未来极地大气科学考察研究的重点问题的展望与建议;第四部分是结论与讨论。作者认为,未来极地大气科学考察研究的重点问题应该包括:(1)南极北极冰雪变化差异成因,(2)北极冰雪变化异常与我国气候变化关系,(3)南极冰雪变化与人类未来。     

气象万千探本索源——南京信息工程大学“大气探测学科”发展历程回顾与展望

大气探测学科是大气科学学科重要的核心学科分支之一。我校大气探测学科从1973年创建至今,经47年的风雨征程,几代人的努力与执着,历经重组和调整,始终围绕学校发展目标,将专业建设与国家需求紧密接合,不断探索和加强人才培养、师资建设和提升科研水平,建立了特色鲜明的学科体系,为学校和中国气象事业的发展做出了重要贡献。本文概略介绍了大气探测学科内涵和我校大气探测学科概况,从初始建立、改革发展、发展提升等三个阶段描述学科沿革拓展、师资队伍壮大、实习实验设备、课程教材建设、基础理论技术研究、气象系统开发、学科建设成果及未来发展规划等。     

近30年中国天气预报业务进展

介绍了我国天气预报技术的发展现状，指出在大气探测技术、数值预报及可视化技术发展的推动下我国传统的天气预报向定量、定时方向发展，并系统阐述了天气预报业务发展过程和存在的问题，最后提出了对我国天气预报业务发展的思路。     

路由器访问列表与网络安全

高空气象是实验、研究自由大气中所发生的各种物理现象和过程的一门科学,是探测近地面到30km甚至更高的自由大气的风、气压、温度、湿度随高度的分布规律,它所测得的资料和情报与国防和国民经济建设有密切关系,是做好天气预报和进行气候分析的重要依据。为了获取充足的高空气象探测资料,在进行探测时要求月平均高度应达到或超过中国气象局高空气象探测质量考核的指标(探空≥25km、测风≥23km、单测风≥18km),且每一规定时次的探测高度必须达到或超过500hPa(单测风≥5.5km),否则要重放球。探测高度的计算必须准确,从而进一步确保探测资料和…     

近20年来中国极地大气科学研究进展

南极、北极和青藏高原是地球上的 3大气候敏感地区 ,是多个国际计划研究全球变化的关键地区。中国的南极和北极实地考察研究 ,分别始于 2 0世纪 80和 90年代 ,起步较晚 ,但近 2 0余年来有较大的进展。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。讫今为止 ,中国已组织了 2 0次南极考察和 3次北极考察 ,建立了中国南极长城站、中山站和北极黄河站等 3个常年科学考察站 ;进行了常规地面气象、Brewer大气臭氧、近地面物理、高层大气物理、冰雪和大气化学等观测 ,获得了较为系统的极地大气科学第一手资料 ;开展了有关极地与全球变化的研究 ,取得了新的进展。南极地区大气温度、臭氧和海冰的气候变化在时间和空间上都是多样的。南极地区的增暖主要发生在南极半岛地区 ,在南极大陆主体并不明显 ,近 10余年来还有降温趋势。中国南极长城站和中山站的观测资料也证实了这一点。此外 ,还揭示了南极半岛西侧和罗斯海外围的海冰变化具有“翘翘板”特征 ,由此定义的南极涛动指数可用来讨论南极海冰状况和海冰关键区的活动 ;用实地考察资料研究了极地不同下垫面的近地面物理和海 -冰 -气相互作用特征 ,给出了边界层特征参数 ;讨论了极地天气气候和大气环境特征及其对东亚大气环流和中国天气气候的影响 ;利用     

近几年中国大气动力学的主要进展

１０年来，尤其是最近几年来，中国科学家在动力气象学以及新兴发展起来的气候动力学的研究方面取得了明显的进展，许多成果得到国内外专家的重视和好评。本文就主要的几个方面作一概括性的介绍，以促进中国动力气象学和气候动力学研究的进一步发展。     

中国大气气溶胶研究综述

文中综合论述了近 2 0年来中国大气气溶胶研究状况 ,包括对大气气溶胶的直接采样分析 ,地面和卫星的遥感 ,大气气溶胶辐射特性及其气候效应的研究以及沙尘暴的形成、输送及气候效应的研究等。直接采样分析不仅研究了气溶胶的浓度和粒子谱分布等特性 ,而且也对其化学组分做了分析 ,高空气球采样得到了对流层和低平流层的气溶胶样品 ,并用X能谱电子显微镜进行了分析。地面遥感和多种卫星资料 ,包括AVHRR ,SVISSR ,TOMS ,POLDER等 ,被用来研究大气气溶胶的辐射特性 ,并提出了用消光和前向散射相结合和利用天空散射光分布反演粒子谱分布相函数等方法。开展了有关气溶胶气候效应的数值模拟研究 ,并对非球形粒子以及吸湿性粒子的作用做了专门的计算。对沙尘粒子的直接观测为研究其生成条件和输送特性提供了基础数据。文中对不同的研究方法进行了初步评述 ,并对气溶胶的研究提出几点建议。     

城市边界层大气环境领域问题的研究方法和模式系统

城市边界层大气环境领域的问题逐渐成为近些年的研究热点，本文概略介绍城市大气环境问题的研究方法和给出了一些应用广泛的模式系统的要点。     

陆面过程模式的研究进展简介

陆面过程是影响大气环流和气候变化的基本物理、生化过程之一。根据陆面过程研究的发展进程,介绍了三代陆面过程模式的不同特点和发展历程,指出在未来陆面方案中,引入光合作用和碳循环,可以更加真实地反映土壤、地表、大气、生物圈相互作用。陆面过程模式发展应该着眼于综合并且动态考虑植被类型变化、光合作用、碳循环和水循环的真实水文生化模型建立,将有效增强对气候变化的研究,提高天气预报模式的准确率。     

大气的可预报性与大气模式的设计

本文首先提出了设计数值天气预报模式的基本原则——模式大气的可预报性和实际大气的可预报性相一致。然后依据此原则讨论了目前在设计各种数值预报模式时存在的问题。     

大气环流对中国稻飞虱危害的影响及其预测

稻飞虱是中国和许多亚洲国家水稻生产上最重要的害虫。文中通过对上一年1月至当年8月74项大气环流特征量构建所有不同时段的组合,全面分析了大气环流特征量与中国稻飞虱发生面积率的相关关系。筛选出了影响中国稻飞虱发生面积率的关键环流特征因子52项,其对中国稻飞虱发生影响的重要次序为副热带高压类→极涡类→槽类→其他类;影响的时段主要为当年7—8月,其次为上年6月至当年6月。其中,副热带高压类、极涡类关键环流因子分别有35项和12项,占全部关键环流特征因子的67%和23%,在很大程度上决定着中国稻飞虱发生的面积。确定的直接影响中国稻飞虱发生的关键环流特征因子有11项,其中6项较好地表征了中国稻飞虱发生面积率轻、偏轻、偏重、重4个级别的气候特征。用直接影响中国气候的关键环流特征因子建立了当年3—9月的中国稻飞虱发生面积率月预测模式,每月初可以制作预报。该模式历史拟合效果较好,对2003年中国稻飞虱发生面积率的外延预报准确率分别达85.6%、90.5%、90.5%、90.4%、90.9%、93.2%、96.3%。同时,本研究还利用1—11月稻区月降水量、平均气温、日照时数所构建的所有不同时段的组合,分析了关键环流特征因子与稻区生态气象条件、中国稻飞虱发生面积率之间的关系。结果表明:三者之间相关密切,这种关系表现为大气环流通过影响稻区日照、气温和降水的变化导致稻飞虱发生条件的灾变,进而影响稻飞虱发生面积率。     

全球海温异常作用下的低层大气环流和降水异常的数值模拟

通过在ＩＡＰＡＧＣＭ中加进太平洋和印度洋海温异常的数值模拟，证实了实况月平均８５０ｈＰａ上的异常环流特征：ＥｌＮｉｎｏ海温位相时低纬太平洋低层大气出现异常的西风气流以及在东南亚沿海出现向赤道的异常气流；而在ＬａＮｉｎａ位相时，低纬太平洋低层大气出现异常的东风气流和在东南亚沿海出现离赤道的异常气流。若在模式中仅引入太平洋的海温异常或在模式中去掉地形以后，模拟的低纬低层异常气流与上述结果有所不同。用该模式还模拟出了与观测相符的低纬地区降水的异常     

大气边界层湍流标量场的概率分布及其特征分析

利用2004年11月在白洋淀地区和2005年1月在中国科学院大气物理研究所北京325 m气象塔的47 m高度由超声风温仪和水汽二氧化碳分析仪观测的湍流脉动资料,分析了大气边界层不同下垫面湍流标量场(温度、水汽和二氧化碳)的概率分布及其特征.标量场的概率分布通常不同于高斯分布,而且还会产生偏斜,可以用指数分布描述.因此,标量的偏斜度通常不为0,陡峭度也往往比3大.非0偏斜度的出现可能是由湍流时间序列中的相干结构和间歇性部分造成的.其中,相干结构的存在使概率分布偏斜,但是,它们对偏斜度的贡献相对较小,而与概率分布的长尾现象有关的间歇性则会使偏斜度大大增加.温度、水汽和二氧化碳的平均偏斜度和陡峭度反应了标量场与稳定度、下垫面、天气条件、源汇等因素之间的关系.在不同下垫面,温度和感热通量的偏斜度随稳定度变化比较一致;水汽通量的偏斜度在稳定和不稳定条件下都为正,而水汽本身在不稳定条件下可能出现负的偏斜度;二氧化碳和二氧化碳通量的偏斜度受下垫面影响很大,在不同下垫面,偏斜度与稳定度之间的关系并不一致;而3个标量的陡峭度随稳定度的变化不显著,它们与相应的偏斜度之间存在平方关系.     

兰州市冬季大气边界层结构特征的观测和数值模拟研究

本文利用甘肃省政府和中国科学院的科技合作项目"兰州市大气污染及对策研究"所获得的系留气球探空资料,并且结合数值模拟方法,对兰州市冬季大气边界层温度场特征进行了对比分析,结果表明:在没有特殊天气过程的典型冬季代表性时段,山谷城市兰州逆温边界层结构无论白天或夜间都存在,而且经常出现多层逆温和白天的脱地逆温情况,只有当冷空气过境时,逆温现象才减弱或消失;与观测结果相比较可以看出,数值模拟结果基本上反应了温度场的主要特征。