强对流天气综合监测业务系统建设

强对流天气监测是其预报的基础.国家气象中心强天气预报中心利用多源观测资料(常规和非常规资料)建设了强对流天气综合监测业务系统.强对流天气的监测对象包括积云、地面高温、雷暴、地闪、冰雹、龙卷、大风、雷暴大风、短时强降水、雷暴反射率因子、对流风暴(基于雷达资料)、深对流云及中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems,MCS,基于静止卫星红外1通道资料)等不同时段的分布.发展的监测技术主要包括自动站资料质量控制技术、强对流信息提取和统计技术、直角坐标交叉相关雷达回波追踪(Cartesian Tracking Radar Echoes by Correlation,CTREC)技术、雷暴识别追踪分析和临近预报(Thunderstorm Identification Tracking Analysis and Nowcasting,TITAN)技术、深对流云识别技术、中尺度对流系统识别和追踪技术,以及闪电密度监测技术等.强对流天气监测系统自动定时运行,其输出数据与MICAPS业务平台完全兼容.该监测系统在国家气象中心的强对流天气预报业务中发挥了重要作用.     

2019年7月3日辽宁开原EF4级强龙卷形成条件、演变特征和机理

综合应用高时空分辨率多源观测资料,分析了2019年7月3日下午辽宁开原EF4级强龙卷的天气形势、环境条件、对流触发、对流风暴演变特征和龙卷的形成与消亡机制。开原龙卷发生在东北冷涡西南侧500 hPa西北气流、850 hPa切变线、地面强西南暖湿气流中;除了对流层中下层相对湿度低、抬升凝结高度较高是开原龙卷的不利环境条件外,其他有利于强中气旋龙卷的环境条件都具备。但风廓线雷达观测和天气雷达观测的径向速度场显示0～1 km垂直风切变的增强具有中尺度特征,表明边界层强风与中层急流相耦合形成了非常有利于龙卷的垂直风切变条件。形成开原龙卷的直接系统是一孤立超级单体,具有典型的超级单体雷达回波特征、强中气旋和龙卷涡旋特征等;其由地面干线辐合线与东侧的阵风锋辐合线共同作用触发。该对流风暴前部产生的降水先使得开原及周边地区大气快速饱和、显著改善了大气低层湿度条件,当对流风暴后部钩状回波部分移动到该区域时,有利于其不太强的下沉气流产生强度适宜的冷池,加之边界层强暖湿气流入流、强低层和中层垂直风切变与强烈上升气流的共同作用,从而产生了该次开原龙卷。地面自动站观测温度分布表明,开原龙卷超级单体的冷池与环境大气温度差异在2~4℃时有利于龙卷形成,而当对流风暴的强下沉气流使冷池温差加大到7℃时,不利于近地面垂直涡度维持,导致龙卷消亡。     

黄淮西部地貌过渡区深对流云的时空特征及其天气意义

中国黄淮西部地貌过渡带(30°-38°N,109°-118°E,山区和平原过渡带)地形复杂,每年夏季强对流天气频繁发生.为了深入了解该地区的对流发展和分布特征,用1996-2010年5-8月静止卫星多通道资料及河南省地面观测的对流天气(雷暴、冰雹、短时强降水)资料,对该地区深对流活动的时空分布及天气意义进行了统计和对比研究.结果显示:黄淮西部地貌过渡带及其附近深对流活动的时空分布不仅与气候带关系密切,而且,明显受地形和天气系统影响.淮河流域是深对流活动高发区,豫北和豫西山区是深对流活动次高发区.豫北和豫西山区的深对流主要产生雷暴和冰雹,而淮河流域、南阳盆地等地势较低地区的深对流活动则较多地与雷暴和短时强降水有关.深对流活动随夏季风北进和副热带高压的北抬而具有显着的月际、日际变化及明显的阶段性特征.不同月份的深对流活动日变化特征显着不同,表现出两种性质的对流活动,一种为持续时间较短的热对流,一种为大尺度天气系统控制的持续性对流.豫北深对流活动日变化主要为单峰型,且具有自西北向东南方向传播的特征;豫南深对流活动日变化表现为双峰结构.     

基于FSS的高分辨率模式华北对流预报能力评估

目前高分辨率数值预报模式已具有一定的对流系统结构和演变特征预报能力,但对其预报能力的客观评估仍存在较多不足。选取2017年7—9月华北地区在不同天气系统背景下、具有不同组织模态的7次对流天气个例,使用模糊检验方法中的分数技巧评分（fraction skill score,简称FSS）指标评估不同高分辨率模式（包括快速更新同化GRAPES_Meso,GRAPES_3 km及华东区域中尺度模式）对中小尺度对流过程的预报能力。结果表明:分数技巧评分能够实现当模式预报存在位移和强度偏差时仍然给出有价值的评分结果,其优势还在于可以给出表征模式空间位移偏差尺度的预报技巧尺度信息;所用3个模式的雷达回波强度预报均偏弱,当回波强度小于44 dBZ时,华东区域中尺度模式预报最接近实况,而对于44 dBZ以上的较强回波,GRAPES_3 km模式预报偏差最小;采用百分位阈值（通过升序排列求出预报和实况数列的相同百分位数作为其相应的阈值）进行检验发现,对于预报难度更大的高阈值、小尺度的对流事件,GRAPES_3 km模式预报能力更强。     

气象因子影响紫稻早稻穗颈瘟发生的预测分析

根据2010-2017年新兴天堂紫稻病虫害发生情况记录、气象要素观测资料,利用江西省稻瘟病促病指数模型计算新兴紫稻促病气象指数Z,并将Z值大小参照新兴紫稻病虫害发生等级划分新兴紫稻穗颈瘟为5个气象等级.经过历史资料检验,Z指数能较好地反映气象条件对病害发生的适宜程度,Z值大说明穗颈瘟发生程度重,反之则程度轻;建立新兴紫...     

融合枝切法和最小费用流的多级相位解缠方法

针对植被茂盛的山区相位解缠困难、单一方法通用性差等问题,该文提出一种融合枝切法和最小费用流方法的多级相位解缠方法。该方法遵循测量学中“先控制后碎部”原则分区域进行,首先以最小费用流方法解缠的高相干区域作为“控制”,为后续的相位解缠提供初值,其次在低相干区域使用枝切法进行相干阈值递减的多次相位解缠,根据预设的步幅逐步降低相干性阈值,直至终止阈值,其中每一级相位解缠“控制”为高相干区域初值和之前所有级的解缠结果。实验采用两对TanDEM-X Bistatic模式的数据,解缠相位连续,未出现明显的漏洞和相位突变等错误;将解缠相位转换至高程,使用该文方法得到的中误差远小于分别使用枝切法和最小费用流法得到的中误差。该文方法可以充分结合两种解缠算法的优势,在保障解缠区域连通性的同时,避开了叠掩区的影响,也没有向水域等低相干区域过度扩展,有效提高解缠结果的准确性和可靠性。     

云浮-罗定地区推覆构造特征

最新区调成果表明,云浮-罗定地区震旦-石炭纪地层是被多条断层分割的块体,在剖面上它们层层叠置,在平面上沿一定方向延伸,构成了海西-印支期的自NW往SE方向逆冲的推覆构造体系,其间有构造窗、飞来峰.原地系统由石炭纪地层组成,外来系统为震旦纪、泥盆-石炭纪变质地层.初步论证了其形成时间、推覆方向、推覆体厚度、推覆平距.它的形成可能与钦州海槽关闭有关,属后展型叠瓦式逆冲推覆构造.     

直接计算压力场的Lattice Boltzmann模型

简要介绍了Lattice Boltzmann(LB)方法的基本原理和常用的二维LB模型,指出其压力场直接计算的优点,并给出一种改进的使压力计算更方便的LB模型,对恒定和非恒定圆柱绕流的压力场进行模拟,与文献中已有结果作了比较和分析,表明计算压力的LB方法具有正确、简单等优越性.     

便捷式SPT-1500型拖车钻机的研制与应用

拖车钻机具有搬迁转场方便快捷、钻机调平起塔操作简单、可大幅缩短辅助时间等优点,在水井、盐井等施工中得到较广泛的应用。针对原有的拖车钻机存在的问题,研制了便捷式SPT-1500型拖车钻机。该钻机采用可伸缩钻塔解决了原有钻机两节式钻塔现场安装不方便、花费时间长的问题;可移动的天轮组解决了双卷扬提吊时的滑车对中问题,提高了工作效率,使拖车钻机真正实现搬迁转场方便快捷,省时省力,可大幅缩短辅助时间。介绍了该钻机的结构特点及工作原理,重点阐述了其创新点。     

利用深度学习融合NWP和多源观测数据的闪电落区短时预报方法

强对流短时预报(2—6 h)具有较大难度.一方面,基于观测数据的外推已基本不可用;另一方面,高分辨率数值模式(High-resolution Numerical Weather Prediction,HNWP)的预报性能有待提升.利用深度学习方法,将卫星、雷达、云-地闪电(简称闪电)等观测数据和高分辨率数值模式预测数据...