融合降水实况分析产品在四川地区的适用性评估

利用四川省地面自动站2018年6月—2019年5月的逐小时降水观测资料,在邻近插值和双线性插值对比分析的基础上,从晴雨准确率、降水时空特征、降水分量级检验等多个方面,对国家气象信息中心研制的融合降水实况分析产品在四川地区的适用性进行评估分析.评估结果表明:(1)邻近插值和双线性插值对评估结果影响小.(2)融合降水实况分...     

ERA5-Land降水再分析资料在中国西南地区的适用性评估

为了探究欧洲中期天气预报中心第五代陆面再分析ERA5-Land(ERA5L)降水资料在中国西南的四川、重庆、贵州、云南及西藏5省(区、市)的适用性。以2018-2020年中国气象局441个国家级地面站雨量器自动观测数据为参考基准,使用Pearson相关系数、平均相对误差、均方根误差、命中率、空报率以及临界成功指数评分,对ERA5L降水资料在评估时段内各区域和站点的整体精度、不同海拔、不同时间尺度(月、季),以及不同量级降水的特征和偏差进行分析。结果表明：(1)ERA5L降水资料能较好反映西南区域的降水变化特征,但相对站点观测存在不同程度的偏高,以西藏地区最为明显。(2)在四川盆地,ERA5L降水与站点观测相关性高、误差较小,在西藏、云南、贵州及四川西部的地形复杂山区,误差相对较大。(3)ERA5L降水的误差存在明显的月变化特征,从7月开始到次年的2月,平均相对误差随降水总量的降低而增加,命中率减小、空报率增大,随后从2-7月,平均相对误差又随着降水量的增大而减小,命中率增加、空报率减少;各省(区、市)在不同季节质量表现不一,春季和秋季重庆相对表现最优,夏季贵州最优,冬季四川最优。(4)...     

多源融合格点实况数据在四川高温过程的适用性分析

利用1km和5km多源融合格点实况数据和四川地面观测站点资料,采用预报准确率、平均绝对误差、均方根误差和Alpha Index(AI)等统计量,选取2020年夏季四川2次高温天气过程对多源融合格点实况数据的质量进行了检验评估。研究结果表明:多源融合格点实况数据利用邻近插值方法插值到站点优于双线性插值;误差大值区主要位于高海拔地区,如川西高原、攀西地区及盆地山周;AI指数接近于0,多源融合格点实况数据没有随机误差,较为接近理想值;1km分辨率融合格点实况数据在四川的适用性优于5km,误差≤2℃的准确率可达98%,且均方根误差< 1。      

四种降水融合产品在四川持续性强降水过程中的对比评估

利用四川省地面降水观测资料,针对2020年8月发生在四川的一次持续性强降水过程,采用多种评估指标对国家气象信息中心研发的四种降水融合产品（FAST_5KM、FRT_5KM、RT_1KM、NRT_1KM）进行对比评估。结果表明：对于过程累计降水量,四种融合产品均能很好地反映此次降水过程,1km产品对降水落区的刻画更为细致,和实况有较高一致性,NRT_1KM偏差最小,FAST_5KM差别最大。四种产品的降水中心与实况都略有偏差,1km产品降水中心更接近实况。四种产品小时降水量走势与实况一致,但峰值均低于实况小时降水峰值,1km产品小时雨量更接近实况。对于24h累计降水量,四种降水融合产品均能表征出逐日降水落区的移动,且落区、走向和雨带形态均与实况较为一致,1km产品的雨强和落区更接近实况。对于晴雨准确率,四种产品无雨站点较实况均偏少,1km产品最为接近实况,准确率基本维持在95%。降水融合产品的小时最大雨强与实况均有较好的对应关系,1km产品优于5km产品,FRT_5KM优于FAST_5KM,NRT_1KM最优。综合来看,1km产品优于5km产品,1km近实时产品优于实时产品,5km三源产品优于二源产品。     

基于DEM的四川省地面气象台站地形特征分析

利用DEM资料,获取四川省地面气象台站的海拔高度并进行精度验证,在此基础上,进一步提取台站所处的坡度、坡向、地形粗糙度特征进行分析。结果表明：DEM数据能较为精确地反映四川气象台站的地形高度,具有较高的适用性。通过分析国家站、区域考核站和非考核站的台站地形特征发现,3种站网类型均主要分布在低海拔地区,且在500 m左右地区最密集,国家站分布相对均匀。3种站网类型台站所处坡度主要分布在0°~15°,且在缓斜坡地形最为集中,国家站较区域站分布均匀。3种台站类型在阳坡、阴坡、东坡和西坡各坡向站点分布比较一致,超过81%的台站地形粗糙度在1.05°之内,国家站地势相对平缓。总之,国家站较区域考核和非考核站更具有区域代表性。     

基于L系统的水生植物根系动态生长模型构建

植物根系在地球生物圈物质循环中起到关键性作用.陆生植物中目前基于根系具有对称性和自相似性假设建立的L系统已经做了较好研究,但在水生植物中相关的研究较少,更缺乏根系动态生长模型的构建.本文拟通过发展L系统来模拟水生植物从初生结构到次生结构,从简单根系到复合根系的动态生长过程.根系动态生长模型主要包含根系伸长规则和根系分支规则,并包含由主根与侧根的夹角θ和径向角γ确定初始根系生长方向.特别地,系统建立了2种代表性水生植物——世界上入侵严重的水生植物凤眼莲(Eichhornia crassipes)和被研究较多的水生植物穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)根系动态生长模型.结果表明凤眼莲成熟根系总长度可达到2042.78 m,可能有利于其占据较多的空间和资源,使得凤眼莲在与本地植物的竞争中占有优势.穗状狐尾藻的总根系长度为73.08 m,由于穗状狐尾藻表现出最为典型的叉状分支构型,表明其对沉水生长环境有较好的适应性.     

一次高层东风波背景下风雹过程成因分析

2015年7月29日浙江出现大范围冰雹和雷雨大风,影响范围、强度远超各级台站预判。利用地面气象站、区域自动站、FY-2G红外云图、多普勒雷达产品、NCEP(1°×1°)分析资料,对该过程进行综合分析。结果表明:1)由多单体风暴组成、位于高层东风波槽前的中尺度对流复合体是本次大范围强对流天气过程的直接制造者。2)中等偏弱的垂直风切变、上干下湿的水汽垂直分布及东风波西进叠加于低层暖区之上形成强不稳定层结是多单体风暴发生发展的有利环境背景。3)热带东风急流和高层东风波形成的辐散抽吸、近地面非绝热加热升温、地形抬升和边界层辐合线为对流发生发展提供有利动力抬升和对流触发条件。4)逆风区的出现、发展和控制与雹暴单体强度的发展、维持和减弱阶段有很好的对应关系。脉冲风暴单体中层径向气流辐合与核心反射率因子的下降对地面大风预报存在2个体扫的时间提前量。5)东风波系统以动能转换的方式为本次对流天气过程中的中尺度系统发展提供动能补给。6)加强500 h Pa以上中高层东向系统的监测和雷达产品短临实时监测,可提高此类对流过程预报的时间提前量。     

南通近岸海域水质特征的因子及聚类分析研究

基于2012年5月、8月和10月3个航次水质环境调查资料,利用因子分析探讨南通近岸海域海水水质主要影响因素的空间分布特征;通过站位聚类分析进行了区域类别划分,并对各区的主要影响因素及其季节变化进行了分析。因子分析结果显示,南通近岸海域主要存在4种水质影响因素,总体表现为受近岸污染源的控制影响,其中F1(NO-2-N、石油类)高值区位于冷家沙西北侧,是北上长江径流与外海水在冷家沙浅滩处相遇作用的结果;F2(DO、NO-3-N)体现了外海水进入的影响,其值由近岸向离岸逐渐增大;F3(COD、PO3-4-P)显示了河流输入的影响,F4(NH+4-N)体现了人为源的作用,两者高值区均分布于栟茶运河河口和长江口北侧。站位聚类分析显示,南通近岸海域可划分为5个类型区,其中A区(小洋口港近岸区域)受陆源河口排污影响,且所处水道尾部水文动力条件弱,污染严重;B区(烂沙洋海域)受西侧相邻的河口排污区和近岸污染影响,在主要潮汐通道的强动力作用下,污染程度较轻;C区(冷家沙区域)为B、D两区之间的潮滩区,受到B、D两区域污染的综合影响;D区(冷家沙南侧近岸海域)主要受近岸污染影响,为小庙洪和网仓洪的强动力控制区;长江入海携带污染物及水流扰动对E区(东南部离岸海域)有一定干扰。不同空间类型分区体现了区域动力地貌在海洋污染物分布中的强烈影响。     

EL型电接风向风速自记纸数字化风向识别方法研究

该文以《地面气象观测规范》(2003版)为依据,结合人工整理风向自记纸方法和数字图像处理技术,提出了一种EL型电接风向风速自记纸数字化风向识别方法。文中对识别方法进行了介绍,包含风自记纸扫描图形的数字化精度和扫描分辨率、风向迹线自动跟踪提取、风向判断、人机交互等,并利用11个台站100张风自记纸对基于该识别方法研发的数字化软件进行了测试,风向识别正确率达97. 2%,表明该风向识别方法可以应用到EL型电接风自记纸数字化处理中。     

四川省多种土壤水分资料对比分析

从降水响应、指标评估两个方面对比分析了四川省西昌、宜宾和乐至3站2017~2018年CLDAS土壤湿度产品、人工观测和自动土壤水分站3种土壤水分资料。结果表明,3种资料的土壤相对湿度对降水都有较好的响应,其中自动站对土壤水分变化的响应最为明显,而CLDAS的响应则较为平缓,CLDAS体积含水量对降水的响应不如CLDAS相对湿度好,特别是在深层,基本没有响应降水影响。对比评估指标显示,各站土壤相对湿度人工观测与自动站的相关性最好,西昌站3种资料两两间相关性最好,乐至站各资料间的相关性较差,偏差和均方根误差也较大,体积含水量各站各资料间相关性没有相对湿度高。总体看,CLDAS土壤湿度产品,特别是相对湿度在浅层对降水的响应要好于深层,与人工观测和自动站的相关性也好于深层,CLDAS土壤湿度产品在浅层可以弥补四川部分地区自动站稀疏的缺陷。