气象地理信息系统的设计与实现

微软.NET平台上采用C#语言编程, 从低层开发成功面向气象应用的专题型地理信息系统———气象地理信息系统 (MeteoGIS)。该系统以满足气象防灾减灾工作对GIS功能的迫切需求为目标, 实现了一个拥有自主版权的独立GIS内核, 不依赖于任何商业GIS系统及其二次开发接口。介绍了该系统开发的背景、目的、意义与若干关键技术, 简述了该系统的结构、功能与推广应用前景。     

东亚夏季风次季节变化研究进展

东亚夏季风次季节（10~90 d）变化是中国夏季持续性强降水、高温热浪等高影响天气事件的重要环流载体,处于天气预报上限和气候季节预测下限之间的预报过渡区。研究表明:东亚夏季风次季节变化是东亚夏季风的固有物理特征,它和季节进程之间的时间锁相关系是东亚夏季风次季节变化潜在可预报性的重要来源。东亚夏季风次季节变化与Madden-Julian振荡（MJO）存在显著差异,试图通过MJO来预测东亚夏季风次季节变化的不确定性较大。东亚夏季风次季节预测的另一重要来源是下垫面外强迫,包括欧亚大陆春季积雪、中国东部春季土壤湿度和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）事件。此外,去趋势偏-交叉相关分析统计方法能够分析东亚夏季风多因子和多时间尺度问题。目前,亟需解决的科学问题包括:东亚夏季风次季节模态的客观定量描述、造成东亚夏季风次季节模态年际变化的关键物理过程、不同外强迫因子对东亚夏季风次季节模态的共同影响。     

工作任务提醒系统的设计与实现

气象实时业务每天需要进行大量的程序化工作,为了减轻工作人员的压力,使用VB语言编写了工作任务提醒系统.该软件每日能够自动生成任务列表,并对每项工作任务进行提醒,解决了工作人员遗漏某项工作的问题,并对没有完成的工作任务及时报警,避免事故的发生.报警装置连接在计算机的COM 1端口上,将信号电位放大后作为报警器电源,连接方便可靠.该系统已经在业务中使用了近两年,取得了较好的应用效果.     

热带和副热带环流对东亚低纬度冬季风强度影响

东亚冬季风具有南北一致变化和南北反相变化两种主要模态。与第一模态反映的南北贯穿的冬季风整体强弱变化不同,第二模态体现了低纬度（中国南方地区）冬季风强弱变化不依赖于中高纬度（中国北方地区）冬季风强弱、甚至与之相反的变化状态。本文利用经验正交函数分析、相关分析、偏相关分析等方法重点研究了在第二模态背景下,低纬度（中国南方地区）冬季风强弱变化对应的热带和副热带环流异常特征。研究发现:热带辐合带是影响低纬度冬季风的一个重要系统。当热带辐合带加强并向北推进时,热带西太平洋及南海地区对流上升运动相应加强。这一上升支可能强迫出低层偏北风异常,从而引起低纬度冬季风加强。此外,副热带高空急流是影响低纬度冬季风的另一个重要系统。急流轴上风速加强会造成入口区准地转偏北风的异常,它强迫出的正次级环流也会相应加强,对应急流北侧的异常下沉和南侧的异常上升,并促使低层产生偏北风异常,也即促进了低纬度冬季风加强。进一步考察热带辐合带对流活动和副热带急流风速异常对低纬度冬季风的独立和协同影响发现,前者的影响相对更为重要。而在二者同时增强的综合作用下,可引起中国南部35°N以南地区的偏北风异常显著增强,反之亦然。上述结果揭示,冬季低纬度风场的变化不仅受到北方冷空气爆发的影响,它还受制于热带、副热带环流系统异常的共同调控作用。     

基于线支持区域的闪电通道识别算法

提出了一种基于线支持区域的闪电通道识别算法 (LLSR),该算法首先应用对比度拉伸和高斯匹配滤波方法对闪电通道图像进行预处理,以增强闪电通道的对比度;然后自动检测出包含闪电通道的线支持区域,并用最小外接矩形包含这些区域;最后在各个矩形区域内分别使用最大类间方差Otsu阈值法进行分割,得到闪电通道识别结果。试验结果表明:LLSR具有良好的局部特性和自适应性,它不仅能自动提取低对比度闪电图像的通道,还能自动提取具有复杂背景闪电图像的通道,自动提取结果在视觉上与人眼观测结果一致。且定量评估结果表明:LLSR相比传统算法具有更好的分割精度。     

C-FMCW雷达对江淮降水云零度层亮带探测研究

不同于体扫雷达探测降水系统,垂直指向雷达可探测降水云中粒子垂直演变的微物理过程。C波段调频连续波垂直指向雷达 (C-FMCW) 采用收发分置天线,数据垂直分辨率达15~30 m,时间分辨率达2~3 s,利用其2013年6—8月在安徽定远探测数据对降水云垂直结构特征及亮带中融化微物理过程进行研究。6次降水过程共计46 h中的39.1%数据具有清晰的亮带结构特征,期间降水占地面总降水量的15%;江淮雨季层状云、对流云和混合性降水系统中均出现零度层亮带,层状云中亮带长时间维持,对流降水系统移出后减弱阶段的亮带结构稳定,混合降水系统中的对流扰动加强冲破了亮带结构。以融化层中最大回波强度Z_p所在高度进行融化层的粒子碰并增长和破碎减弱分层分析,上半层融化过程主要表现为碰并增长,下半层则是粒子破碎减弱。剔除了介电常数、下降速度引起的粒子浓度改变影响后,层状云和对流降水后期的回波强度加强表明融化增长程度接近,后者略强,混合降水云的融化增长最强。     

基于城市功能分区的碳收支平衡时空分异研究

研究城市主导功能影响下区域碳平衡时空分异,有助于理解城市功能格局与碳循环过程之间的作用机制。本研究以厦门市6个区为例,采用各区历史统计数据以及卫星影像处理的土地利用数据,通过构建简化的区域碳收支计算模型,核算各行政区不同历史时期的碳平衡,结果表明：厦门市整体上呈现碳收支失衡逐渐加剧的趋势,2003年CO₂排放量是吸收量的1.91倍,2013年增长至7.44倍;各区碳代谢以及碳平衡表现出不同的时空分异特征。结合厦门市城市建设总体规划中制订的主导功能分类,阐明主导功能影响下时空分异的社会经济、自然景观等驱动因素对城市碳平衡时空变化的影响机制与过程。在此基础上针对各区不同的碳平衡状况,制订适应各自主导功能的减排以及碳补偿政策。研究有助于直接服务城市的规划和建设实践,从城市生态服务角度指导建设规划,合理城市功能分区。     

Impacts of the diurnal cycle of solar radiation on spiral rainbands

Based on idealized numerical simulations, the impacts of the diurnal cycle of solar radiation on the diurnal variation of outer rainbands in a tropical cyclone are examined. It is found that cold pools associated with precipitation-driven downdrafts are essential for the growth and propagation of spiral rainbands. The downdrafts result in surface outflows, which act as a lifting mechanism to trigger the convection cell along the leading edge of the cold pools. The diurnal cycle of solar radiation may modulate the diurnal behavior of the spiral rainbands. In the daytime, shortwave radiation will suppress the outer convection and thus weaken the cold pools. Meanwhile, the limited cold pool activity leads to a strong modification of the moisture field, which in turn inhibits further convection development.     

2022年夏季中国气候特征及主要天气气候事件

2022年夏季,中国气候总体呈现暖干特征。全国平均气温22.3℃,较常年同期偏高1.1℃,为1961年以来历史同期最高;全国平均降水量290.6 mm,较常年同期偏少12.3％,为1961年以来历史同期第2少。季内主要天气气候事件有：中国中东部地区出现1961年以来综合强度最强的高温过程,此次高温事件持续79 d,江南大部、江淮西部、江汉、四川盆地东部等地高温日数较常年同期偏多20 d以上,对电力供应和人体健康等产生不利影响;长江中下游及川渝地区出现严重夏伏旱,范围广、强度大,高温干旱叠加给农业生产、水资源、能源供保、长江通航能力等多方面带来不利影响;全国共发生19次区域性暴雨过程,珠江流域、松辽流域出现阶段性汛情;台风生成、登陆个数均较常年同期偏少,初台“暹芭”登陆强度强,对华南及江西等地造成一定经济损失,但对缓解华南高温和干旱有利。