高分五号大气痕量气体差分吸收光谱仪对流层NO2柱浓度遥感反演研究

搭载于“高分五号”（GF-5）卫星上的痕量气体差分吸收光谱仪（EMI）是一台星下观测的高光谱载荷,测量紫外和可见光光谱范围的地球后向散射辐射,设计用于大气痕量气体的探测。本研究基于EMI在VIS1通道的实测光谱,利用差分光学吸收光谱（DOAS）方法进行了对流层NO₂柱浓度反演,展示了基于EMI载荷的对流层NO₂柱浓度反演结果,与同类载荷产品进行交叉验证,并利用地基观测结果进行了地基验证。研究表明,EMI反演结果与OMI、TROPOMI具有较好的空间分布一致性和较低的相对偏差,与TROPOMI具有较好的时间变化一致性。地面验证结果表明EMI NO₂反演结果具有较高的精度。本研究证明了EMI在全球NO₂监测方面的能力,可以为中国后续污染气体探测载荷的设计和反演算法的开发提供参考。     

基于卷积门控循环单元神经网络的临近预报方法研究

基于天气雷达资料的外推预报是灾害天气0～2h临近预报基础,本文以业务应用为目标,应用广东省2015-2018年11部新一代多普勒雷达反射率拼图资料,研究了基于卷积门控循环单元神经网络ConvGRU的临近预报方法,采用多损失函数加权与分级加权的策略,基于ConvGRU框架建立三层自编码模型(Encoder-Decoder...     

深圳市重大天气过程的决策服务模式

为有效地识别灾害、及时应对,将灾害影响降到最低,筑牢气象防灾减灾的第一道防线,在总结1822号超强台风"山竹"和2020年深圳近10年最强季风暴雨过程成功服务经验的基础上,提炼重大天气过程决策服务节奏、产品形式、内容和发布方式,确定了深圳市重大天气过程动态递进式决策服务"31631"模式:灾害影响前(1)提前3 d,给...     

深圳LAP-3000型风廓线雷达系统及应用

介绍风廓线雷达的历史、LAP-3000型风廓线雷达的基本原理以及深圳市LAP-3000型风廓线雷达的数据存贮格式、风廓线雷达产品的显示等内容;并给出了几种典型风场在风廓线上的反映及对一次冷空气过程的分析。     

2018年8月深圳一次连续暴雨过程初步分析

利用NCEP FNL 1°×1°再分析资料、自动气象站数据和风廓线雷达等资料,对2018年8月28日至31日由季风低压造成的深圳连续暴雨过程进行了初步分析。结果表明:连续暴雨期间,南亚高压稳定少动,西北太平洋副热带高压呈双脊型并缓慢西伸,北脊阻挡西南季风北上,使得季风低压在双脊之间缓慢西移并发展加强,为持续暴雨发生提供了必要的大尺度环流条件。强盛时期的季风低压垂直伸展范围约8~9 km,直至对流层中层,与副高之间气压梯度加大,导致低空急流加强并向下传播,深厚的急流区为暴雨提供充足的水汽和能量。低空急流的向下传播时间早于短时强降水发生0.5~1 h。925 hPa及其以下的对流层底层风场呈气旋式辐合,是重要的抬升触发条件。而1 km以下风场由西南风转为偏南风,在地形抬升作用下加速上升运动,最大垂直上升速度达0.5 Pa/s,地形对降水具有显著的增幅作用。     

深圳市雷暴天气气候变化特征分析

利用深圳市1953~2005年逐日雷暴资料,通过数理统计、线性分析、突变分析、小波分析等方法,得出了深圳市雷暴天气的气候变化特征。结果表明:深圳市属于雷暴多发区,53a平均雷暴日数为68.2d;年雷暴日数年际变化辐度大,最多年为103d,而最少年仅为47d,最大值与最小值相差1倍多;初雷一般出现在3月上旬,终雷一般出现在10月中旬,而且初雷的发生,有越来越早的趋势,终雷结束时间有越来越晚的趋势;全年各月均有出现雷暴的可能,但雷暴的出现有着明显的季节性变化,主要集中出现在夏季,冬季雷暴出现的概率非常低,且53a来雷暴的发生有逐渐减少的趋势,气候倾向率为-1.8d/10a。另外深圳市雷暴的年际变化存在着准3a较短周期和11a、19a左右的长周期振荡。     

高分五号大气痕量气体差分吸收光谱仪甲醛反演可行性分析及初步结果

大气痕量气体差分吸收光谱仪EMI（ Environmental trace gases Monitoring Instrument）是搭载在“高分五号”（GF-5）卫星上的覆盖紫外—可见光波段的光谱仪,用于测量240—710 nm波长范围内的地球后向散射和太阳辐射,旨在量化全球对流层和平流层痕量气体的分布,如臭氧、二氧化氮等。本文关注EMI载荷对大气弱痕量气体甲醛（HCHO）的探测能力,并基于实测数据初步评估EMI HCHO产品的探测能力与精度。研究结果表明EMI的辐照度波长校准精度高,但在不同行之间存在较大的不均匀性,其波长校正的精度与仪器的狭缝函数高度依赖行位置的变化。基于EMI的HCHO反演的结果表明,EMI UV2频段的标称信噪比较低,使得利用差分吸收光谱技术（DOAS）得到的HCHO斜柱浓度SCD（Slant Column Density）存在较大的随机误差和拟合残差。现阶段,评估得到的EMI HCHO斜柱浓度的不确定性为1.2×10¹⁶ molec./cm²。与国际同类载荷TROPOMI（TROPospheric Ozone Monitoring Instrument）、OMI（Ozone Monitoring Instrument）的交叉对比验证结果表明,EMI可以捕捉到中国地区夏季HCHO的空间分布特征。EMI & TROPOMI与EMI & OMI的相关系数均大于0.8。但是在华东地区EMI HCHO普遍高于OMI和TROPOMI,其原因需要进一步研究。本文的研究证明了EMI对夏季HCHO的探测潜力及不足,可为后续类似载荷的指标设计和算法研发提供参考。     

观测环境对气温变化的影响

引言 地面观测环境的代表性和稳定性是获取代表性气象资料,做好业务服务工作的基础。随着经济振兴和城镇发展,使气象台站地面观测环境发生改变,对观测环境资料的代表性产生影响。观测环境的改变可对气温、降水量、空气湿度、蒸发量、日照时数,甚至风向风速等气象要素产生影响。本文以盐城市不同县站气温变化差异为例,分析观测环境变化对气象要素产生的影响,说明加强观测环境维护的重要性。     

太湖流域梅雨时空演变规律研究

了解和掌握太湖流域梅雨特性,对预测未来流域水文水资源情势变化,制订流域水资源利用和防洪决策等具有重要意义。本文根据1954~2009年共56年的梅雨特征量资料,采用经验正交函数分解(EOF)、非参数统计方法和Morlet连续小波等方法全面分析了太湖流域梅雨空间分布、长期变化趋势、丰枯变异和周期振荡等时空演变特征。研究结果表明:56年来,太湖流域梅雨主要有两种分布型态,梅雨特征量中,梅期长度与梅雨空间差异度具有显著增长的趋势,出梅日期、梅雨期长度、梅雨量、梅雨强度和梅雨集中度均在20世纪60年代末期具有明显的突变特征,太湖流域梅雨量在经历了5个阶段的丰枯变化之后,预计在2010年之后将进入偏丰期。     

基于形状匹配的雷达临近预报误差评价计算方法

目前对于降雨预报方法的研究比较多,而找到更好的方法来利用实测数据对预报产品进行有效的验证也很值得研究。在实际气象预报中,降雨往往是区域性的,呈面状分布,基于降雨区域的形状验证更为重要也更有检验价值,针对形状检验的难点和特点,本论文提出了一种0~3 h QPF雷达降雨预报综合检验方法和量化指标,包括形状验证和定量验证,并针对广东省2016年4月22日08:30—11:24一次典型持续降雨过程的雷达降水预测进行了分级检验评价与误差分析。该方法也一定程度上解决了时间和空间尺度的数据质量参差不齐和精度控制的问题,其中形状检验指标与常规定量检验结果基本相符,雷达0.5和1 h降雨预报的形状检验指标TS_(shape)、POD_(shape)、FAR_(shape)指标分别为40%以上、40%以上、30%以下,预报区域重叠比例Ratio_p、实况区域重叠比例Ratio_t和杰卡德系数分别为40%以上、80%以上、40%以上,该指标能够较好地反映雷达降雨预报的效果。