业务调整后国家一般气象站如何提高业务质量的思考

主要以地面气象观测业务调整工作为主线,对比分析了调整前后国家一般气象站的地面观测业务工作在观测项目、重要报调整、A、Y文件数据记录处理等几个方面的不同点,以探讨在业务调整的新形势下如何高质量完成地面气象测报工作。     

2011年江苏南部两场大暴雨对比分析

利用高分辨率的加密气象自动站资料、FY2D卫星资料、多普勒雷达资料、常规观测资料以及6 h 1次的NCEP再分析资料等,对2011年6月18日和2011年7月18日江苏地区分别发生在梅雨期开始阶段和结束阶段的两场暴雨进行中尺度天气系统演变和雷达回波参数等特征的对比分析。结果表明:(1)6月18日的天气形势是典型的梅雨期降水形势,在梅雨锋附近产生了区域性暴雨。水汽输送主要是对流层中低层的西南暖湿气流。7月18日的局地暴雨则是出现在低压倒槽顶端右侧的偏东气流中。(2)两次暴雨过程强降水发生前都存在对流层低层辐合快速增强的过程。7月18日暴雨强降水发生前散度值下降则更为迅速。(3)两次暴雨过程中强降水区都出现在地面辐合系统附近的东北气流中,且随着地面辐合系统移动。(4)两次暴雨过程都出现了T_BB低于-62℃的强对流云团。(5)6月18日,与多个线性排列的"逆风区"对应的强回波中心形成了"列车效应";7月18日,对流回波带上单体不断流入,在低空急流左前端合并成团状强对流区,分别是形成两次暴雨的重要原因。     

气象无线传感网观测节点的设计与实现

针对传统自动气象站对电力和通讯基础设施依赖性强,应用环境受到限制的问题,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气象观测节点。气象观测节点的硬件系统以CC2530芯片为核心,使用锂电池供电,通过模拟和数字接口连接气象传感器,射频部分工作在2.4 GHz。软件系统以TinyOS操作系统为基础,开发了基于LEPS协议的多跳路由协议和气象传感器驱动程序。在野外环境中对气象观测节点的功耗、通信距离、传感器及组网性能进行了测试。测试结果表明,气象观测节点在没有电力和通信基础设施的环境中能够形成一个稳定的多跳自组织数据采集与传输网络,适合在高山、海岛、沙漠等艰苦地区进行部署和应用。     

1319号台风“天兔”造成广西特大暴雨成因分析

利用常规气象资料和物理量等资料,对1319号台风“天兔”登陆减弱成低压环流后造成广西特大暴雨过程进行分析,结果表明,“天兔”东部的偏南汽流将南海大量的水汽源源不断的输送到广西上空为持续的暴雨产生提供充足的水汽条件,200hPa南亚高压为“天兔”残涡维持提供了有利的环流背景,低层辐合高层辐散、强烈上升运动为此次暴雨产生和维持提供了有利的动力条件,地面冷空气、低压环流与地面中尺度辐合线共同作用造成暴雨增幅.     

基于贝叶斯融合方法的高分辨率地面-卫星-雷达三源降水融合试验

为了探讨一种适用于区域性的地面、雷达、卫星等多源降水资料融合的方法,一种曾用于高分辨雷达、卫星土壤湿度产品反演的贝叶斯融合(Bayesian Merging)方法被尝试应用于江淮地区1 h-0.05°×0.05°经纬度高分辨率的雷达估测降水、卫星反演降水与地面站点观测降水3种资料的融合。在应用该方法时,通过2009年8月样本统计分别估计卫星和雷达反演降水的误差关系,通过曲线拟合建立误差方程,并以卫星资料作为背景场,但在融合时将雷达估测降水作为新的观测信息与地面观测降水同时引入。融合试验检验结果表明:贝叶斯融合方法能够有效实现雷达、地面、卫星3种不同来源资料的融合,该方法生成的多源融合产品的精度均优于任何单一来源的降水产品。     

近30年中国地面风速分区及气候特征

通过中国近地面风速区划可以深入了解风速分布规律,有助于研究风速的变化机制。利用1980-2009年中国608个测站的日平均风速资料,经过旋转经验正交函数分解法(REOF)得到10个分区,各分区范围和地形有一定的关系。风速频率曲线变化表明,中国北部地区(第3、4区)风速偏大,中部地区(第2、10区)风速普遍较小;对比分析了区域有效风速日数频率和风能分布。根据谐波方法得到各分区风速的年变化特征,大部分区域呈单峰单谷型或双峰双谷型,高值区主要出现在春季,并分析了形成上述特点的可能天气学成因。风速线性倾向估计结果表明,中国大部分地区风速呈减小趋势,第1、4、5区平均风速递减率在-0.028~-0.023 m·s-1·a-1之间,但是,中部地区(第2区、第6区西部、第10区)年平均风速出现递增。通过Mann-Kendan法和小波分析方法检测表明,第2、3、5区突变点出现在2000年附近,第1、4、6区突变点出现在20世纪90年代初。环流特征量指数和风速同期相关性分析,揭示了北极涡和副热带高压对风速的影响。     

2011年盛夏石家庄一次短时暴雨分析

2011年7月26日石家庄市出现一次暴雨冰雹天气,其特点是500 h Pa及以上高空强冷空气导致高空形势在12 h内发生剧变,短波槽快速南下,致使探空观测和数值预报失灵。本文对其他监测资料进行分析,发现这种剧烈变化的天气有明显特征:卫星云图上河套北部逗点云系尾长而粗壮,有向南发展趋势,云系后部的暗区表明干冷空气侵入,与低层暖湿空气形成对流云,尾部断裂表明冷空气加速南下。单站要素变化显示,石家庄地面假相当位温比正常值高了8℃,出现异常不稳定能量。强对流天气发生在假相当位温密集带内,能量中心假相当位温最高达到90℃以上,100 km内假相当位温温差超过25℃,最大降雨出现在假相当位温密集带内。雷达回波呈西南—东北带状排列,前部最大强度为65 d BZ,强回波前形成阵风锋,正负最大速度均超过20 m/s,飑线自西向东移动,它的移向和发展程度决定降雨和冰雹的路径和强度。石家庄市区风向转变和形成地面辐合线分别较降水起始时间提前21 min和30 min。     

西北地区年平均地面最低温度特征分析

利用西北地区222个测站1951—2005年共55年的地面最低温度观测资料,采用主值函数法、小波分析和Mann-Kendall突变检验等方法,分析西北地区年平均地面最低温度的时间演变趋势、空间分布特征及周期变化。结果表明:西北地区年平均地面最低温度在青海高原、帕米尔高原、天山山脉和准格尔盆地东侧存在多个与海拔高度和纬度有关的闭合低中心。1951—2005年西北地区地面温度总体呈上升趋势,线性趋势率为0.27℃/10a。西北地区在高原地区年平均地面最低温度增长最慢,河西走廊区域年平均地面最低温度增长最快。20世纪50年代到80年代年平均地面最低温度较低,1992—1993年期间有明显的突变,之后变暖趋势明显;小波分析表明西北地区年平均地面最低温度存在准28a的周期变化。     

卡尔曼滤波器在卫星遥感影像大地校正中的应用

在卫星遥感图像的预处理中,通过系统校正可以基本上消除影像内部的变形误差。然而,整幅影像的大地定位误差仍然是很大的,甚至几百米至1公里的数量级。本文介绍利用少量的地面控制点,采用递归算法而不是批处理算法,大大地提高大地定位精度。在单幅影像处理中,可以重新对卫星的轨道参数与姿态参数进行估值,从而提高影像的大地定位精度。在一条轨道上连续的多幅影像中,可以预报下一幅影像的大地位置,从而对那些不具有地面控制点的影像的大地校正中,实现外推计算。文中介绍并推导了卡尔曼滤波器方程中的转移矩阵和测量矩阵的系数,并推荐用数值回归的办法求得其数值解。文中最后介绍模拟试验及算法计算结果,并讨论其优缺点。     

夏至日日影测量活动

2011年6月22日（夏至日）由中国动手天文教学组织（China Hands—On Universe,简称中国HOU）联合“夸父追日”活动组委会主办的“2011夏至目日影测量活动”得到广大学生、老师和家长的积极支持和热情响应（活动通知详见《天文爱好者》2011年第7期）。