大型工程气候可行性论证中的空间分析方法与应用

当前大型工程项目的气候可行性论证需要更加精细的评估结论,以满足工程规划、设计和运营等气象防灾减灾的需要。利用1∶25万基础地理信息资料和气象部门在沿湖、沿江、沿海和内陆地区多个大型桥梁工程、核电工程、风电工程等大型工程项目气候可行性论证工作中积累的工程短期气象观测资料和邻近气象站同期同步观测资料、历史气候资料,探讨大型工程气候可行性论证的工程区气候要素极值计算方法和有效的空间插值计算方案,初步建立了基于空间信息分析方法的工程气候可行性论证和系统流程。实际应用表明：采用空间趋势面分析和空间相关分析、空间回归等分析手段的工程气候论证,考虑了项目周边地区气象要素的空间相关性和地形下垫面状况等地理信息,并且具有比常规论证手段更高的计算分辨率,在结合广义极值分析方法后,可以满足大型工程对气象评价的精细化需求。     

ECMWF集合预报和确定性预报对淮河流域暴雨预报的对比分析

本文运用2012年5—9月欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的集合预报系统(Ensemble Prediction System,EPS)和确定性模式(High-resolution Deterministic forecast,HDet)资料对比分析了淮河流域暴雨的预报效果。对于集合预报,主要对比了基于EPS的日降水量极端天气预报指数(Extreme Forecast Index,EFI),和改进的贝叶斯模型平均(Modified Bayesian Model Averaging,MBMA)法对降水的订正后概率。由于ROC(Relative Operating Characteristic)检验是与模式的系统性偏差无关的,所以选用ROC检验,对比了不同空报率下的TS评分,以及不同方法的相对经济价值。对比检验的结果显示,各时效预报MBMA预报效果最好,其次是HDet,EFI的预报效果最差,其中2 d内的预报HDet接近MBMA,随着预报时效的延长,MBMA相对于HDet和EFI的优势不断增强。在不同标准下确定三种方法对淮河流域暴雨预报的阈值,结果显示MBMA同样优于HDet,EFI预报效果最差。但MBMA的优势是通过增加预报偏差得到,如果将预报偏差限定为主观预报的1.37,此时MBMA的效果和HDet的效果接近。     

徕卡ADS 80数字航空相机空三精度分析

徕卡ADS 80数字航空相机采用POS/GPS精确导航定位技术进行航空摄影,通过对GPS差分数据进行常规布设控制点、少量布设控制点甚至无控制点的内业空三解算结果的对比分析,探讨外业像片控制点的布设方案对IMU/DGPS辅助航空摄影测量加密精度的影响,利用不同地形类别的加密数据,分析在保证成图精度的情况下如何减少外业工作量,降低生产成本,缩短生产周期。     

2008年：气候持续变暖，极端事件频发

 2008年可能是自1850年开始有器测记录以来全球第10个最暖的年份,全球海面和陆面综合气温比1961-1990年的年平均高0.31℃,150 a来最热的10个年份都集中在最近12 a里,全球气候变暖的趋势仍在持续。北极的海冰面积在融化期降至自1979年卫星测量以来的第2个最低点;同时,2008年极端天气气候事件频发,世界许多地方出现了洪灾、持续性严重干旱、冰雪风暴、热浪和寒潮等;拉尼娜现象在2月份呈峰值状态,以后逐渐减弱至近中性状态;南极臭氧洞进一步增大。     

The 2020 Summer Floods and 2020/21 Winter Extreme Cold Surges in China and the 2020 Typhoon Season in the Western North Pacific

China experienced significant flooding in the summer of 2020 and multiple extreme cold surges during the winter of 2020/21. Additionally, the 2020 typhoon season had below average activity with especially quiet activity during the first half of the season in the western North Pacific(WNP). Sea surface temperature changes in the Pacific, Indian, and Atlantic Oceans all contributed to the heavy rainfall in China, but the Atlantic and Indian Oceans seem to have played dominant roles. Enhancement and movement of the Siberian High caused a wavier pattern in the jet stream that allowed cold polar air to reach southward, inducing cold surges in China. Large vertical wind shear and low humidity in the WNP were responsible for fewer typhoons in the first half of the typhoon season. Although it is known that global warming can increase the frequency of extreme weather and climate events, its influences on individual events still need to be quantified.Additionally, the extreme cold surge during 16–18 February 2021 in the United States shares similar mechanisms with the winter 2020/21 extreme cold surges in China.     

２种统计方法对气象要素均一性的影响

在天气现象观测中,轻雾、霾、浮尘是较易混淆的天气现象,准确的判断和记录这些现象,需要从形成条件、天气背景、垂直能见度、相对湿度等方面进行分析,综合判断,本文对此作了一些分析和探讨。     

北京气候变暖与主要极端气温指数的归因分析

在对资料进行均一化处理的基础上,分析了北京1960—2008 年气候变暖及主要极端气温指数的统计特征,并应用格兰杰检验法对其进行归因分析。结果表明:(1) 近49 a 来北京年平均气温增速约为0.39 ℃/(10 a),气候增暖具有明显的非对称性。(2) 霜冻指数和气温年较差呈下降趋势,降幅为3.9 d/(10 a)和0.8 ℃/(10 a)。生长季指数、暖夜指数及热浪指数则呈上升趋势,增幅平均达3.0 d/(10 a)、0.75%/(10 a)和1.5 d/(10 a)。(3) 北京年平均气温是霜冻指数、生长季指数及暖夜指数发生变化的格兰杰原因。虽然年平均气温与热浪指数在不同滞后期均具强相关性,但是检验表明它们之间并无显著的因果关系,很可能是由于某种原因导致的一种统计上的伪相关现象。      

中国东部夏季极端降水时空分布及环流背景

基于中国测站的降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,取第95百分位数作为极端降水阈值,通过经验正交函数分解(EOF)方法将中国东部分为华南、长江中下游、华北和东北三个地区,定义极端降水事件,并对中国东部夏季极端降水时空分布及环流背景进行研究。结果表明,极端降水事件随日期的变化与中国东部夏季雨带的南北移动相吻合。近54年来,华南极端降水事件频数在1991年左右突增,长江中下游地区有两次突变,1991年左右突增,2000年左右突减。华北和东北地区在1999年左右突减。发生极端降水事件时,低层850 hPa出现局地异常气旋环流,位势高度异常降低,对应低空异常辐合;中层500 hPa,西太副高位置异常偏南有利于华南极端降水的发生,副高西伸有利于长江中下游的极端降水,位置偏北易造成华北和东北极端降水;高层200 hPa,发生极端事件时降水关键区位于西风急流轴右侧,对应异常反气旋环流,这种高层辐散低层辐合的环流配置为极端降水提供动力条件。极端降水的气候平均态水汽主要来源于南半球和西北太平洋。副高的位置异常影响我国东部水汽输送异常,造成不同地区的极端降水。      

The Long-term Variation of Extreme Heavy Precipitation and Its Link to Urbanization Effects in Shanghai during 1916–2014

Using the hourly precipitation records of meteorological stations in Shanghai, covering a period of almost a century(1916–2014), the long-term variation of extreme heavy precipitation in Shanghai on multiple spatial and temporal scales is analyzed, and the effects of urbanization on hourly rainstorms studied. Results show that:(1) Over the last century, extreme hourly precipitation events enhanced significantly. During the recent urbanization period from 1981 to 2014, the frequency of heavy precipitation increased significantly, with a distinct localized and abrupt characteristic.(2) The spatial distribution of long-term trends for the occurrence frequency and total precipitation intensity of hourly heavy precipitation in Shanghai shows a distinct urban rain-island feature; namely, heavy precipitation was increasingly focused in urban and suburban areas.Attribution analysis shows that urbanization in Shanghai contributed greatly to the increase in both frequency and intensity of heavy rainfall events in the city, thus leading to an increasing total precipitation amount of heavy rainfall events. In addition,the diurnal variation of rainfall intensity also shows distinctive urban–rural differences, especially during late afternoon and early nighttime in the city area.(3) Regional warming, with subsequent enhancement of water vapor content, convergence of moisture flux and atmospheric instability, provided favorable physical backgrounds for the formation of extreme precipitation.This accounts for the consistent increase in hourly heavy precipitation over the whole Shanghai area during recent times.     

强台风“菲特”(1323)极端降水研究进展

台风暴雨灾害是台风三类灾害(暴雨、大风、风暴潮)之首,而台风极端降水是暴雨灾害的直接原因,对台风极端降水的研究有利于增强对台风极端降水机理的认识和提高极端降水的预报水平.强台风“菲特”(1323)具有登陆强度历史罕见、降雨强度大、影响范围广、引发灾害重等特点,本文对“菲特”极端降水特征及其形成机理研究进行了回顾和总结....