地面高空气象观测业务一体化实践工作探析

积极推行气象观测的地面高空一体化改革,有利于对观测流程进行有效的优化,使气象观测的效率得到提高,具有非常重要的意义。2015年1月,中国气象局在全国各高空站实施了地面高空气象观测一体化工作。通过一年来的实践,本文对地面高空一体化改革的意义以及存在的问题进行了简要的分析,并提出了相应的解决措施,总结了一体化改革过程中的一些有益经验,供相关人员参考。     

榆神府矿区地面塌陷特征及环境问题

在遥感解译的基础上,实地调查了神木县煤矿开采区地面塌陷现状,阐述了地面塌陷分布、发育特征及发育规模。共发现大面积地面塌陷30处。地面塌陷规模以中型为主,稳定性以较差为主,险情等级以小型为主,均为高强度采煤造成。单个塌陷区最大面积27.67 km2,煤炭开采强度与塌陷发育程度关系密切。论述了石圪台村、榆神路煤矿、蛇疙瘩村、榆家梁煤矿、后柳塔村、沙沟茆村等典型村镇地面塌陷特征。地面塌陷导致的地质环境问题日益突出,截至2015年4月30日,已经导致了48次1.5~3.3级的塌陷地震,诱发区域性地下水水位下降、井泉干涸与河流断流、水域面积萎缩,并进而产生一系列生态环境问题。      

煤矿区地面煤层气抽采效果评价方法探讨——以寺河煤矿某区块为例

评价煤矿区地面煤层气抽采的效果,可为煤层气后续开发和矿井开采设计提供技术依据。通过分析目前地面煤层气抽采效果评价现状,结合煤层气资源开发和煤矿安全生产对煤层气抽采效果评价的需要,提出了以煤层气含量降低率和煤层剩余气含量作为评价指标、以煤储层地质条件相近为评价单元划分原则,并在评价单元内实施一定数量检测井实测煤层剩余气含量的煤矿区地面煤层气抽采效果检测与评价方法。在煤储层地质条件划分的前提下,还提出了以煤层气含量降低率和煤层剩余气含量结果为划分依据的煤矿区地面煤层气抽采效果分级方法供探讨。该方法在晋城寺河矿某区块的应用,一定程度上证明了该套煤矿区地面煤层气抽采效果评价方法的合理性和可操作性。      

地面报中高山站资料的应用分析

无线电探空仪观测和地面观测资料作为天气分析和数值预报最常用、最重要的两种资料数据源,两者时空分辨率有着明显的差异。如何利用地面观测资料的高时空分辨率特点来补充探空观测资料在一些地区的欠缺和不足,特别是地面高山站资料的使用对对流层底层环流场的影响及对精细化数值天气预报风场分析指示意义等都需要进一步的探究。文章通过对地面高山站资料在资料同化中不同的使用方式的分析,探索其作为探空资料的补充在资料同化中的贡献。个例试验选取2013年6月29日00时地面资料和探空观测资料进行资料同化,试验方法:分别将地面高山站资料作为探空资料和地面资料应用于同化分析中,结果表明:地面高山站资料当探空资料使用时对850和925 hPa风场同化分析有正效果。在地面高山站资料当探空资料使用和当地面资料使用的对比中,其24 h 850和700 hPa高度和风场预报试验差异不显著;但24 h降水预报结果显示:地面高山站资料当探空资料使用对降水强度和位置的预报都有弱的正贡献。连续试验的降水预报检验证明:在地面高山站较多的西南区,高山站资料当探空资料使用在小雨、中雨、暴雨等量级的预报评分要优于高山站资料当地面报使用,且其预报偏差也较小;在中国区降水预报检验高山站资料当探空资料和地面报使用差异不大。     

2013—2015年二连浩特市近地面层风变化浅析

文章利用二连浩特市2013—2015年高空探测数据,分析近地面层月、四季风向、风速变化,结果表明:2013年和2015年主导风向随着高度的增加由西逐渐向西北方向偏转;2014年主导风向为西北,随着高度的增加风向没有改变。2013—2015年5月距离地面300m高度风速最大,4月和10月次之;从季节来看,风速变化为春季﹥秋季﹥冬季﹥夏季。     

淮北煤田地面塌陷成因机制、预测及治理措施——以五沟煤矿为例

以五沟煤矿地面塌陷为案例,将现场调查法与资料归纳法相结合,对煤矿区现状地面塌陷分布特征进行了分析。在重点开展地面塌陷的形态特征研究基础上,查明地面塌陷主要类型和分布规律,全面掌握淮北市煤矿区地面塌陷的影响因素及地面塌陷特点,运用概率积分法预测分析了煤炭矿区地面塌陷的发展趋势,为重点治理煤矿区地面塌陷提供依据。     

地面电法在巴林左旗扶贫凿井工程中的应用

巴林左旗是我国水资源严重缺乏的地区之一。本文介绍了利用地面电法,在巴林左旗扶贫凿井工作中确定井位。扶贫工作组首先在测区进行水文地质踏勘,并向当地群众了解一些凿井情况,运用水文地质方法分析初步适宜凿井的地点,再布置地面电法工作,进而依据测深曲线的解释资料确定井位,最后通过实际凿井工作来对物探工作加以验证。工作过程中,灵活运用水文、地质理论知识,通过实践,丰富了找水经验,强化了理论知识的掌握。     

东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系

利用1971~2005年探空和地面观测资料,详细分析了东北地区高空比湿和相对湿度的时空变化特征,并探讨了比湿和相对湿度与地面气温、降水量的关系。结果表明：东北地区比湿空间分布主要受到水汽来源的影响,地面由东南向西北递减,高空由南向北递减;相对湿度受水汽、海拔高度和纬度的共同影响,地面和对流层下层由南向北先减后增,对流层中层由南向北递增,赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌地面最明显,随高度增加逐渐减弱。1971~2005年,东北地区比湿从地面到高空均为增加趋势,对流层中下层的增加趋势更加显著;相对湿度在地面呈显著减小趋势,对流层中层呈显著增加趋势。大气比湿与地面气温在年、季尺度上存在一致的显著正相关关系,大气相对湿度与地面气温在季节尺度上存在显著负相关关系;对流层中下层相对湿度与降水量相关最显著;地面气温升高对东北气候趋于干旱化起了重要作用,高空相对湿度增加有利于降水增加,气温与比湿的相互消长,影响了气候的干、湿变化。     

2014年夏季青藏高原狮泉河与林芝降水低频振荡及陆—气过程日变化特征

根据“第三次青藏高原大气科学试验” 2014年7、8月青藏高原西南部狮泉河站、东南部林芝站的3 m涡动相关系统原始数据和10 Hz湍流资料以及中国气象局台站观测资料、JRA-55（Japanese 55-year Reanalysis）逐日再分析资料、GPCP（Global Precipitation Climatology Project）全球降水逐日观测资料,分别讨论了这两个站在10~20天低频振荡的天气背景下其干、湿位相近地层气象要素的日变化特征以及湍流变化特征。结果表明:两站高低空环流场、水汽通量场、热源的10~20天低频分量在其干、湿位相期间的配置相反。低频地表感热和潜热的不同变化对降水的影响分别在高原西部和东部有不同表现。狮泉河站的低频振荡在纬向上自西向东传播,而林芝站的低频振荡在纬向上自东向西传播,结果表明这两个站分别存在两种不同起源的低频振荡。两站干、湿位相的近地面气象要素以及湍流通量具有明显的日变化特征,通常温度极大值出现在午后14时（北京时,下同）,但狮泉河站干、湿位相的温度极大值均出现在夜间20时;由波文比可知,狮泉河站湿位相全天以潜热为主导,干位相期间,06时之前以潜热为主,06时之后以感热为主;林芝站干、湿位相均为08时之前以感热为主,08时之后以潜热为主。两站湍流平均动能与平均风速正相关,垂直动量表现为向下传输,热量和水汽表现为向上传输。     

利用风云3号气象卫星接收系统实现NPP卫星数据的接收

广州气象卫星地面站拥有风云3号气象卫星接收系统,可利用该系统实现接收NPP卫星的HDR数据。以广州站为例,具体地解析NPP的HDR的接收方法:主要是利用气象卫星接收系统中的天线子系统、变频解调子系统、网络存储子系统、站管理子系统,并新建进机分包子系统,从而构成NPP数据接收系统;分别从获取NPP卫星的HDR信号频谱、测试取得解调模式参数、开发数据采集软件、建立存储与分发网络、系统自动化接收处理、制定数据接口协议等方面进行叙述。按照该方法,可推广至各卫星地面站,以构建全国的NPP的HDR数据接收网络。