GRIB2介绍及解码初探

由于气象数据种类不断增多,对数量和质量的要求越来越高,而字符编码的局限性使得字符编码不能很好地满足这样的需求。WMO建议逐渐由字符编码向表格驱动码过渡。该文介绍了表格驱动码中的一种,即二进制格点加工数据(GRIB码)。首先介绍GRIB码的第1个版本(GRIB1)的编码格式,使用的模板技术及GRIB1目前在使用过程中的一些缺陷。然后着重分析了GRIB码的第2个版本(GRIB2)新的编码格式和特点,以及GRIB2在表示丰富的数据方面的优越性,最后对GRIB2解码过程中需要注意的一些问题进行了阐述。     

省级气象预报业务系统软件工程开发原则与技术

针对新时期技术装备不断更新、探测手段日益丰富、信息量急剧增长的技术形势,根据气象预报业务对软件系统工程的具体需求,及目前省级气象预报业务软件系统开发人员的具体状况,从可靠性、开放性、可移植性及工作效率等多方面入手,讨论了气象预报业务软件系统工程开发的原则,并对具体技术措施进行了分析。     

多模式温度集成预报

基于中国国家气象中心T213模式、德国气象局业务模式和日本气象厅业务模式2 m高温度预报, 利用神经网络方法中的BP网络建立了我国600多个站的温度集成预报系统, 该预报系统的预报时效为72 h, 间隔为3 h。通过对2004年1—5月的预报结果检验, 表明:集成的温度预报结果明显优于3个模式单独的预报结果, 72 h内预报的平均绝对误差在3 ℃以内, 并且不存在明显的系统误差, 预报达到了一定的精度, 可以为预报员提供定时、定点精细的客观温度预报参考。分区的检验结果表明:不同区域预报误差存在差别, 新疆和西藏误差比较大, 而长江流域和华南地区误差很小, 并且不同区域系统误差的情况也不相同。从总体情况看, 预报误差还存在日变化, 一般来讲, 夜间的预报误差小于白天。     

一个简单的雪晶辐射参数化方案及雪晶辐射对中尺度降水的影响

文章提出一个简单的雪晶辐射性质参数化方案, 并利用1998年6月8日华南暴雨资料研究了雪晶的辐射性质对于中尺度降水的影响。结果表明:雪晶的辐射性质对中尺度降水的影响是不可忽略的, 白天尤为显著; 它能够明显地改变中尺度降水的局部特征, 特别是降水中心的强度和位置, 而对降水的分布影响不大。因此, 建立独立的雪晶辐射参数化对提高中尺度模式对中尺度降水的预报能力是必要的。     

一种安全可靠的分布式气象数据库系统设计

该文论述了在分布式数据库基础上建立安全、可靠气象资料数据库系统的一般方法。在数据库安全设计中首次提出了安全组件概念及模型, 并将其应用到具体的数据库管理模块中, 较好地解决了数据库系统存在的安全性问题。在数据库应用软件设计中, 采用COM技术和B/S结构, 开发了一套气象数据Web综合查询显示系统, 解决了气象数据Web动态实时发布和查询显示问题。     

气候和气候变化领域的研究进展

该文回顾了过去几十年来中国气象科学研究院在气候和气候变化研究方面的成果, 主要包括对我国历史气候资料的恢复、重建和整理, 气候区划, 对我国气温和降水的研究, 对青藏高原温度和降水、近地层与边界层地-气过程, 大气热源特征和臭氧变化的研究, 古气候模拟, 对气候变化的预测理论和方法以及气候和气候变化对我国社会、经济的影响等方面的研究。近50年中国气象科学研究院收集大量气候资料并整理出版了《中国近五百年旱涝分布图集》; 对风能等资源进行了气候区划; 明确了近几十年中国地区在20世纪40年代和90年代出现了两个暖期, 20世纪50—60年代出现了相对冷期; 在全球变暖的背景下, 以四川为中心的西南地区自20世纪50年代到80年代一直在变冷; 20世纪80年代以后, 多雨带由华北南移到长江中下游地区; 提出青藏高原近地层与边界层地-气过程的综合物理图像; 发现青藏高原夏季臭氧低值中心; 模拟出青藏高原隆起过程中中国气候变化特征; 揭示出东亚季风环流系统及其成员; 设计了多种预报方法; 还将气候和气候变化研究成果向国家经济转化。     

多模式集合预报技术及其分析与检验

基于国家气象中心天气预报业务平台,对德国、日本、欧洲中心数值预报模式和我国T213模式的夏季预报产品进行检验,在此基础上,通过不同模式对目标区域预报能力的分析,分别应用神经元网络预报技术和基于Ts评分的客观多模式权重系数法(ME),建立了4个模式的集合预报方法,并应用于2005年汛期业务运行。结果表明:ME对短期降水预报技巧高于简单集合平均,因此具有一定的业务应用前景。     

黄河兰州以上气候要素长期变化趋势和突变特征分析

采用1960—2001年黄河流域兰州以上地区23个气象台站的气温、降水、日照时数和蒸发量4个气候要素的资料,分析了42年来兰州以上地区的气候变化和发展趋势。用非参数统计检验方法(Mann-Kendall法)分析了气候变化的长期变化趋势。结果表明,42年来全区平均变暖0.76℃,降水量、日照时数和蒸发量平均减少了17.89 mm,125.6 h和161.3 mm;用距平曲线法分析了气候变化的阶段性特征;用滑动T检验法(MTT法)、Ya-mamoto法和Mann-Kendall法对5年滑动平均的区域季节和年时间序列进行突变检测,讨论了黄河流域兰州以上地区的气候变化问题。MTT法的检测结果表明,气温、降水量和日照时数分别在20世纪80年代的末期、中期和初期发生了突变,蒸发量除了发生在80年代的突变外,90年代也有一次超过0.01显著性水平的突变;Yamamoto法检测结果表明,20世纪80年代的气候突变最为明显,1981年春季蒸发量和1985年的年气温均出现了强突变,年蒸发量突变的S/N值的位相明显提前于其他3个气候要素突变S/N值的位相;Mann-Kendall法检测结果表明,各气候要素年和季的突变年份中,气温主要发生在20世纪90年代,蒸发量主要发生在20世纪60年代,日照时数主要发生在20世纪80年代。这一事实也说明检测方法不同,评价结果会存在一定差异。     

地-气耦合动力系统的研究

研究了一类地-气耦合系统的非线性模型,目的是创建一个地-气振子模型的非线性方程的渐近求解方法,利用变分迭代方法,构造了对应问题解的近似展开式。即首先引入一组泛函和计算出它们的变分,并算出Lagrange乘子,其次,决定变分迭代,最后得到原地-气振子模型非线性问题解的一致收敛的近似展开式。     

四维EOF分析检验数值模式模拟气候及其变化能力研究

文章提出了一个四维经验正交函数(4D-EOF)方法,原理是三维经验正交函数(3D-EOF)与扩展经验正交函数(EEOF)简单的组合,此方法不仅提供空间水平分布特征场及其对应的月际变化特征和年际变化特征,而且还提供空间垂直结构特征。利用这个新方法分析东亚季风国际区域模式比较计划(RMIP)MM5V3模拟的1989—1998年10a积分结果———包括中国大部分区域(4941个格点,格距60km)月平均100,500,700,1000hPa4个位势高度场(模拟场)及其距平场;同时分析对应的NCAR/NCEP再分析资料(观测场),进而对比两者检验模式模拟东亚季风气候及其变化能力。对比分析结果表明:对于月平均高度场的第一特征向量场,模式能比较准确地模拟出平均气候场的分布及其垂直相当正压性的结构特征;对于月平均高度距平场第一、二特征向量场,模式对于距平场的模拟也较成功,垂直方向有明显的相当正压性特征;月平均高度场及其距平场相应的月际变化和年际变化特征也在模拟中得到较好的反映。本研究表明:4D-EOF具有综合检验数值模式模拟气候及其变化的能力,而MM5V3模拟20世纪90年代东亚气候及其变化能力是令人满意的。