中小区域短临泥石流滚动预报系统的研制

将GIS技术与中小区域泥石流短临预报相结合,建立了基于多普勒天气雷达探测技术的中小区域短临泥石流滚动预报业务系统,实现了凉山州泥石流无缝隙的滚动预报,预报间隔为1 h,预报时效为3 h。模拟预报结果表明:系统可应用于预报业务。     

柳州新一代天气雷达通风系统的改进及应用

在柳州新一代天气雷达建设过程中，发现其通风系统存在不足及缺陷，通过分析其通风系统的设计及安装原理，提出了改进的措施，并应用到实际当中，取得了很好的效果。     

鄂西南山区一次罕见的秋季暴雨转暴雪天气成因分析

利用常规的地面观测资料、micaps卫星资料以及NCEP再分析资料,对2016年11月7到9日发生在湖北西南山区一次大范围暴雨转暴雪灾害天气的成因进行了分析。结果表明：此次极端雨雪灾害天气,是东移南下强冷空气与西南强暖湿气流共同作用的结果。低空急流的形成与维持,南支槽前正涡度的加强,以及中层正好处于冷暖气流交汇区,这种高层辐散、低层辐合的有利配置,是7到8日产生大范围大雨,局部暴雨的主要天气背景。8日夜间到9日的暴雪产生,除中层西南暖湿气流加强对降雪增幅的贡献外,还主要受东、西两路冷空气汇合加强共同影响;动力锋生产生的正、反两支锋面次级环流是造成降雪最直接的中尺度系统;此次雨雪持续期间,水汽充沛,并伴有强的水汽辐合上升运动,在强降雪影响期间,影响区上空存在NE-SW带状动力结构,这种锋面斜压性特征,加强了暖湿气流沿冷空气垫的爬升;针对秋季雨雪转换的温度层结特点,重点关注中层逆温和近地层气温变化。综合相关文献及本次研究结果,针对湖北地区降雪,850 hPa在0℃或以下,地面气温在2℃或以下,可作为雨转雪或雨夹雪的温度指标。中层逆温不是降雪必备条件,但对于产生强降雪需要适宜的中层逆温,本次降雪逆温出现在-1℃附近,该指标也可作为秋季降雪的参考指标。     

气象区域站数据全流程监控系统的设计和实现

气象区域站数据是防灾减灾服务开展的重要核心数据,实时性非常强,但由于传输环节多、监控不连续,之前主要依靠接收资料数量来反推传输情况,在业务实际应用中存在故障无法准确定位、监控精密度不细致、追查环节复杂等问题。该文通过引入工作流的方法,梳理区域站数据采集和应用的全工作流程,搭建了Zabbix集群监控系统,开展工作流程和监控脚本设计,从而实现对复杂故障和关键环节的监控,为区域站数据全流程监控提供一种解决方案。系统在业务运行中取得非常好的应用效果,使数据监控精准,数据传输和服务更加高效。     

基于CMIP6模式优化集合平均预估21世纪全球陆地生态系统总初级生产力变化

利用国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)中18个地球系统模式总初级生产力(GPP)模拟数据,基于传统的多模式集合平均(MME)和可靠集合平均方法(REA),在4个未来情景(SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP3-7.0和SSP5-8.5)下预估了21世纪全球陆地生态系统GPP的变化量,并分析了GPP变化的驱动因子。研究结果表明：在4个未来情景下,基于REA方法预估的全球陆地生态系统年GPP在未来时期(2068—2100年)比历史时期(1982—2014年)分别增长了(14.85±3.32)、(28.43±4.97)、(37.66±7.61)和(45.89±9.21)Pg C,其增量大小和不确定性都明显低于MME方法。在4个情景下,大气CO₂浓度增长对GPP变化的贡献最大,基于REA方法计算的贡献占比分别为140%、137%、115%和75%;除SSP5-8.5(24%)外,其他情景下升温均导致全球陆地生态系统GPP降低(-42%、-37%、-16%),部分抵消了CO₂施肥效应的正面贡献。温度的影响存在纬度差异：升温在低纬度地区对GPP有负向贡献,在中高纬度地区为正向贡献。降水和辐射变化对GPP变化的贡献相对较小。     

Introduction to an Invariant Quantity Method

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏａｎＩｎｖａｒｉａｎｔＱｕａｎｔｉｔｙＭｅｔｈｏｄＬｉｕＧｕｉｆｕ（刘桂复）（ＮａｍｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，Ｎａｍｉｎｇ２１００４４ＲｅｃｅｉｖｅｄＭａｒｃｈ１１．１９９５，ｒｅｖｉｓｅｄＪｕｎ...     

Simulation of quasi-linear mesoscale convective systems in northern China: Lightning activities and storm structure

Two intense quasi-linear mesoscale convective systems(QLMCSs) in northern China were simulated using the WRF(Weather Research and Forecasting) model and the 3D-Var(three-dimensional variational) analysis system of the ARPS(Advanced Regional Prediction System) model.A new method in which the lightning density is calculated using both the precipitation and non-precipitation ice mass was developed to reveal the relationship between the lightning activities and QLMCS structures.Results indicate that,compared with calculating the results using two previous methods,the lightning density calculated using the new method presented in this study is in better accordance with observations.Based on the calculated lightning densities using the new method,it was found that most lightning activity was initiated on the right side and at the front of the QLMCSs,where the surface wind field converged intensely.The CAPE was much stronger ahead of the southeastward progressing QLMCS than to the back it,and their lightning events mainly occurred in regions with a large gradient of CAPE.Comparisons between lightning and non-lightning regions indicated that lightning regions featured more intense ascending motion than non-lightning regions;the vertical ranges of maximum reflectivity between lightning and non-lightning regions were very different;and the ice mixing ratio featured no significant differences between the lightning and non-lightning regions.     

LD-Ⅱ和ADTD型闪电定位资料的对比分析

为了更全面地了解LD-Ⅱ和ADTD型闪电定位资料的准确性,利用安徽省2010年3—9月两套闪电定位系统监测到的资料,对比分析安徽省雷电活动规律,结果表明:两套资料在地闪总数、地闪时间变化、地闪空间分布、雷电流极性和强度等方面都存在较大的差异,LD-Ⅱ型闪电定位系统积累的资料时间较长,但ADTD型闪电定位系统在地闪空间分布、雷电流极性和强度的探测方面准确度更高.与雷灾资料对比发现,ADTD型闪电定位仪监测到的闪电记录距离受灾点较近、误差较小.     

京津冀一次飑线过程的精细时空演变特征分析

利用常规探空资料、多普勒天气雷达资料和风廓线雷达资料对2013年3月19日夜里到20日凌晨发生在湖南中南部和广东北部的一次区域性雷暴大风天气进行了分析,发现本次强对流天气过程的天气尺度背景是北支高压脊的崩溃和南支槽的建立,槽前出现较强的低空急流和切变线并在湖南中南部和广东北部形成了上干冷下暖湿的温湿配置结构下发生并强烈发展的;地面自动站观测显示北风侵入到前期露点温度较高的贵州黄平地区并形成风向辐合触发了对流,之后对流单体东移进入前期地面辐合线和露点锋相配合,同时500 hPa极为干冷的湖南中部偏南地区不断发展加强成对流带;雷达观测显示19日夜里在湖南西部不断出现对流单体并在其东移南下过程中最终形成飑线结构,该飑线中存在多个超级单体;通过多普勒天气雷达的中气旋产品与雷暴大风出现时间对应比较发现：大多数由中气旋引发的雷暴大风,在雷暴大风出现前2~3个体扫,其中气旋底高不断下降至2 km左右或以下,且在雷暴大风出现前1~2个体扫,中气旋的最强切变高度显著下降至中气旋底高位置附近;通过风廓线雷达数据与雷暴大风出现时间对应比较发现：底层大气折射率结构常数(C2n)大幅度的跃升通常在雷暴大风出现前10~15 min左右出现,其对雷暴大风的出现可能具有一定的指示意义。基于雷达资料快速更新四维变分同化（RR4DVar）分析系统,利用京津冀6部新一代多普勒天气雷达资料和区域（约700个）自动站资料对2013年7月30—31日京津冀地区一次飑线系统在移动过程中系统不同部位的热动力结构及其环境场时空演变特征进行了分析。结果表明,这次飑线过程是在有利的天气尺度背景形势下发生发展的。飑线形成初期,其中段和南段前部有强的暖湿空气辐合上升运动,并受到强的中层垂直风切变的影响,且在飑线中南段两侧水平正负涡度近似平衡,这种环境下,十分有利于飑线中南段的组织发展。而北段前部受弱的中层垂直风切变及辐散下沉运动影响,不利于北段系统有组织的发展;随着飑线移动下山,中段和南段前部在较强的中层垂直风切变控制下,出现强的暖湿空气辐合上升运动,且存在偏南暖湿气流稳定输送到系统上升运动区中,这对飑线系统中段和南段自身对流单体新生及高度组织化极为有利。随着飑线演变为弓形回波,中段环境场仍维持强的中层垂直风切变且位于冷池出流边界的控制之下,由于地形强迫效应,有利于弓形回波前沿低空偏南暖湿气流的辐合上升,是飑线下山迅速增强并发展成弓形回波,且稳定维持的主要原因。     

基于GRAPES四维变分的静止轨道微波观测系统模拟试验研究

地球静止轨道微波观测同时具有高频次、大视场和穿透云雨的全天候观测能力,因此中国在规划第二代静止轨道气象卫星“风云四号”系列时已经明确提出对静止轨道微波观测的需求。基于中国候选的50、118、183、380和425 GHz五频段静止轨道微波辐射计载荷方案,开展了地球静止轨道微波观测系统模拟试验,理解其观测时间分辨率、频段选取和观测误差对台风预报的影响。试验基于GRAPES全球四维变分同化系统,同化静止轨道微波模拟观测资料,以2018年台风“玛利亚”和“山竹”为例分析了静止轨道微波资料同化对台风预报的影响。试验结果表明,对于静止轨道微波资料同化应用,提高观测资料的时间分辨率、增加通道数量和降低噪声水平能够有效提升台风数值预报性能。