A New Strategy for Solving a Class of Constrained Nonlinear Optimization Problems Related to Weather and Climate Predictability

There are three common types of predictability problems in weather and climate, which each involve different constrained nonlinear optimization problems: the lower bound of maximum predictable time, the upper bound of maximum prediction error, and the lower bound of maximum allowable initial error and parameter error. Highly efficient algorithms have been developed to solve the second optimization problem. And this optimization problem can be used in realistic models for weather and climate to study the upper bound of the maximum prediction error. Although a filtering strategy has been adopted to solve the other two problems, direct solutions are very time-consuming even for a very simple model, which therefore limits the applicability of these two predictability problems in realistic models. In this paper, a new strategy is designed to solve these problems, involving the use of the existing highly efficient algorithms for the second predictability problem in particular. Furthermore, a series of comparisons between the older filtering strategy and the new method are performed. It is demonstrated that the new strategy not only outputs the same results as the old one, but is also more computationally efficient. This would suggest that it is possible to study the predictability problems associated with these two nonlinear optimization problems in realistic forecast models of weather or climate.     

相控阵天气雷达监测预警龙卷风的过程剖析

天气雷达作为龙卷风监测预警的重要手段之一,应用具有超高时空分辨率的X波段双极化相控阵天气雷达系统,较好地捕获并提前预警龙卷风。以2022年6月19日07时发生在广东佛山南海的一次龙卷风为例,详细剖析龙卷生消及雷达监测预警过程。借助雷达智能预警软件,利用X波段双极化相控阵天气雷达的双偏振量和超高时空分辨率数据,实时反演三维风场和分析龙卷碎片(TVS)特征,能够显著提高龙卷风监测预警水平。实例表明,本次成功地提前18分钟预警龙卷,进一步说明了X波段双极化相控阵天气雷达在强对流天气探测方面具有较强的生命力。     

新一代天气雷达技术保障区域分中心建设的若干思考

针对新一代天气雷达技术支持保障工作存在的难点，阐述了国家、区域、雷达站三级新一代天气雷达技术支持保障体系的必要性和可行性；探索了按照与区域中心业务技术体制相一致的区域分中心建设原则；思考了区域分中心应该承担较大故障检修和定期维护、检测、标定等10项主要技术支持保障任务；提出了区域分中心建设要达到的技术支持队伍专业化、维修检测手段现代化、下站检修反应实时化、远程指导会商可视化、网络运行监控自动化、装备器材管理和技术保障工作规范化等六化建设目标。     

驻马店极端气温分析

利用驻马店10个站气象资料,分析了极端温度的时间变化特征、高温天气与6-8月降水量之间的关系和极端晴热高温、极端湿热高温天气形成的天气背景及影响因子,确定了高温出现的前期预报指标。     

松花江、嫩江流域1998年夏季暴雨过程天气分析

利用松花江、嫩江流域内９４个气象台站的观测资料和ＮＣＡＲ／ＮＣＥＰ再分析资料,分析了１９９８年夏季降水集中期和主要暴雨过程发生时的天气形势特点。之所以会连续出现暴雨、大暴雨,归纳起来有以下天气特点：（１）亚洲中高纬度阻塞形势稳定;（２）长时间受东北冷涡控制;（３）西太平洋副热带高压短时间北进,位置适中;（４）盛夏北方季风较强盛。     

南京地区7—8午后雷阵雨天气

本文主要分析南京地区７－８月发生午后雷阵雨天气,气候与其相关的革些参数的特征,以及大尺度的天气形势条件,用南京单站资料分析位热不稳定度和不稳定能量,从物理场判定南京是否处于产生雷阵雨的潜在不稳定区内,从相关资料中建立南京地区７￣８月午后雷阵雨天气的概率预报方程。e     

1960-2008年淮河流域极端降水演变特征

采用地理空间统计、时间序列分析和趋势诊断等方法,研究1960-2008年淮河流域极端降水时空演变特征:流域大部分地区全年及四季的极端强降水量、降水强度、强降雨日数无明显变化趋势;≥15 d的持续无降水事件发生次数由南向北递增,平均每年2～5次,冬季最多、夏季最少;≥5 d的持续降水事件由东北向西南递增,平均每年1～8次...     

广西盛夏高温天气特点与环流特征

对广西1959－2000年盛夏极端最高气温≥35℃及≥37℃总日数与平均气温≥30℃总日数进行气候分析，发现：各级别最高气温总日数7月份90年代比60－80各年代均明显偏少，而8月份90年代比60－80各年均明显偏多；7月份极端最高气温总日数具有减少趋势，而8月份各级别最高气温总日数具有增多趋势。7月与8月极端最高气温≥35℃与日平均气温≥30℃总日数，分别由1990年以前的多日数期向少日数期转变和由1989年以前的少日数期转多日数期。广西盛夏高温总日数偏多年龄与偏少年份500hPa环流场存在明显的差异，500hPa高度场有较明显的10a尺度变化，而这种10a尺度的环流异常变化是造成90年代广西盛夏8月份高温总日数偏多的重要原因。     

1995年4月19日龙卷风天气分析

1995年4月19日下午，入春以来的突发性强对流天气第三次影响珠江三角洲地区，该雷雨云从雷达回波反映为一块宽15公里，长50公里，厚18～19公里的大厚云块，在雷雨及大风袭击之下，肇庆、江门、南海、佛山、广州、顺德、中山、斗门、惠阳和深圳等地均受波及。据省三防的灾情报告，这次灾害造成29人死亡，500人受伤，6．9万公顷农作物受灾，其中粮食作物43万公顷，经济作物2．6万公顷，有2100多间房屋倒塌，42万间房屋遭受不同程度的损坏。因风、雷、雨、雹袭击，部分电器设备受损，有925条高压电杆、3200条低压电杆被吹倒，在海上作业的一批…