我国无缝隙精细化网格天气预报技术进展与挑战

本文总结了2014年以来我国无缝隙精细化网格天气预报业务的技术进展,讨论了未来发展所面临的关键技术难点。无缝隙精细化网格预报技术的发展,得益于综合气象观测数据和多源资料融合分析网格实况产品的支撑,更依赖于多尺度数值预报模式和实时快速更新同化预报系统的快速发展。经过近5年的探索和努力,我国已经初步建立了针对不同预报时效的无缝隙精细化网格预报技术体系。对于0～4 h预报时效,主要基于全国雷达拼图和GRAPES-Meso模式预报,发展临近分钟级滚动外推预报技术;对于4 h到30 d预报时效,主要通过对区域或全球不同时空分辨率模式预报进行偏差订正、客观解释应用以及降尺度分析,提高预报的准确度和精细度。与此同时,研发了自动化、智能化的交互式预报制作平台,以满足客观高效制作与预报员对极端或高影响天气主观预报优势相结合的需求。发展了以格点实况分析场为参照的空间分析检验方法,初步实现了对高分辨率网格预报的质量跟踪和性能评估。未来的网格预报技术体系,需要吸纳前沿的技术研究成果,包括人工智能应用技术、高级多模式统计后处理技术和协调一致性关键技术等,并且建立统一完整的技术架构和开发标准等。     

近40a来西安市区与郊县气温变化特征对比

利用西安市区及郊县国家级一般气象站1971年12月至2011年11月的年、季、年代平均气温作为研究对象,采用一元回归线性拟合、距平分析、变异系数、冷（暖）冬期、突变检验等分析方法,分析总结近40a来市区及郊县的气温变化特征：（1）市区及郊县的逐年平均气温均呈上升趋势,且市区增温速率高于郊县0．27℃／10a;（2）市区逐年极端最高气温基本持平,逐年极端最低气温明显升高;（3）市区及郊县1990年代前升温缓慢,1990年代后升温迅速;（4）市区和郊县的年平均气温升高主要来自春季和冬季升温的贡献;（5）市区及郊县冷冬基本都出现在1980年代中期之前,暖冬均出现在1990年代末以后,且市区冬季气温距平上升率高于郊县;（6）郊县的突变时间早于市区。     

基于遗传算法的神经网络短期气候预测模型

用遗传算法优化神经网络的连接权和网络结构,并在遗传进化过程中采取保留最佳个体的方法,进行短期气候预测建模研究。该方法克服了由于神经网络初始权值的随机性和网络结构确定过程中所带来的网络振荡,以及网络极易陷入局部解问题。作为应用实例,以广西全区4月份平均降水作为预报量及前期500hPa月平均高度场,海温场高相关区作为预报因子,建立基于遗传算法的神经网络短期气候预测模型。将这种方法与传统的逐步回归方法作对比分析,结果表明,该方法具有预报精度高,稳定性好的特点。     

低空急流与阿勒泰暖区大--暴雪

分析了冬季产生新疆低空急流的大型环流特征及低空急流与阿勒泰暖区大-暴雪的关系。结果表明，在中高纬度欧亚范围内呈现“双阻型”，中亚中纬度高空维持纬向强急流锋区的情况下，若有巴尔喀什湖以南的暖湿气流向北输送，则有利于造成阿勒泰暖区大-暴雪的新疆低空急流产生。高低空急流的位置及强度可作为降雪量和大-暴雪落区的短期预报指标。     

大连地区雷暴时空变化特征及其严重年大气环流背景分析

利用1961—2013年大连地区3测站逐日地面雷暴观测资料及1948—2016年NCEP/NCAR再分析月平均资料,采用线性趋势估计和合成分析方法分析了大连地区雷暴日数的时间和空间分布规律,并进一步探讨雷暴严重年5—9月平均大气环流背景特征。结果表明:大连地区雷暴具有明显的地域特征,空间分布主要呈现北部内陆地区多,南部沿海地区少的特点;除2月外,各地其余月份均可发生雷暴,7月和8月达到高峰值,雷暴集中发生在5—9月,雷暴具有较强的季节性,夏季6—8月最多,冬季很少出现雷暴;年平均雷暴日数总体呈减少趋势,其中北部的减少趋势尤为显著;雷暴初日多出现在4月,终日多出现在10月,初日较终日稳定,无论初日和终日均以北部地区较南部地区稳定,各地雷暴初日显著提前,终日推迟不显著,但仅有大连终日推迟趋势显著;雷暴初日和终日北部地区对应的候平均气温阈值分别为-1℃和10℃,南部(东部)地区对应的候平均气温阈值分别为6℃(-1℃)和3℃(8℃);多雷暴年,高层500 hPa蒙古低涡异常偏强,副热带高压偏西偏北,低层850 hPa偏南风水汽输送和大连上空整层垂直上升运动均异常偏强,这些有利于雷暴日数的增多,而少雷暴年与多雷暴年特征基本相反。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶可溶性离子昼夜变化研究

在2007年4月16-23日,8月5-12日,10月20-23日3个采样时段内,分昼夜采集了16个气溶胶样品,对样品中的可溶性离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl+、NO3,、SO2-4)进行了分析,以研究气溶胶可溶性离子的昼夜变化特征和可能的影响因素.结果表明:天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶夜间平均离子浓度高于白天浓度,7种离子中,除NO3在全年中的平均离子浓度表现为白天高于晚上外,其余离子的平均浓度均是夜间高于白天.区域风向的日变化是控制气溶胶浓度昼夜变化的主要影响因素,相比之下大气环流的影响则相对较弱.在所研究的8组昼夜变化事件中,Ca2+的昼夜变化最为明显,离子浓度的高值事件多出现在晚上,而其余离子在采样时段内的昼夜变化事件表现则不尽一致,无明显规律.     

吉林省长白山天池新生代火山喷发作用及火山灾害的环境效应

通过对吉林省长白山天池火山的研究及１：５万区域地质调查资料,将区内新生代上新世以来的火山活动划分为４个火山喷发旋回及１３个火山喷发期,对爆发性火山作用划分了岩浆型、蒸气－岩浆型（岩浆－蒸气型）和蒸气型三种类型。火山喷发动力学机制的研究,对长白山天池火山的稳定性作出补步评价,在此基础上,对该区生代上新世以来的火山喷发作用及其引发的火山灾害的环境效应进行了论述。并对火山喷发作用所产生的积极环境效应,提出了合理开发和利用的建议。     

新元古时期中国古大陆与罗迪尼亚超大陆的关系

在概略介绍罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆最新研究成果的基础上 ,重点介绍了中国华北、塔里木和扬子等三个克拉通前新元古代大陆地壳演化的主要特征 ,以及塔里木和扬子克拉通新元古代重大热构造事件序列和年代格架。提出塔里木和扬子克拉通新元古代地质历史具有较大的相似性 ,而与华北克拉通有明显差异。华北克拉通未出现与罗迪尼亚超大陆汇聚和裂解作用有关的、强烈的新元古代热构造事件群。根据现有的古地磁和地质资料 ,探讨了中国大陆块体与罗迪尼亚超大陆的关系和空间位置     

准噶尔盆地西北缘八二区三叠系克下组沉积相研究

依据沉积学基本理论和方法,综合运用露头、钻／测井及地震资料,对准噶尔盆地西北缘克百地区八二区三叠系克下组进行了沉积相研究．统计了西北缘八二区84口井克下组砂体厚度和砂砾岩含量,在此基础上编制了克下组S7和S6砂组的砂砾岩等厚图和砂砾岩含量等值线图,结合取心井岩心观察,编制了相应的沉积相平面展布图．通过本次研究认为,S7砂组是克下组砂体最发育的层位,也是最主要的勘探目的层．工区主要有2个物源方向,即西北方向和正北方向,均受南白碱滩断裂控制．研究区克下组主要发育的沉积相类型为辫状河、辫状河三角洲和湖泊．     

罕见的蓝色饵-纳透闪石研究

尽管角闪石在地壳中大量存在 ,但是蓝色钾 钠透闪石却是角闪石中的稀有品种。本文采用X射粉晶线衍射和晶胞参数计算 ,确定该矿物为蓝色的钾 钠透闪石 ,用电子探针 (EMPA)精确分析了它的化学成分 ,确定为钾 钠透闪石 ,而不是蓝色软玉 (即不是透闪石或阳起石 )。