南海温盐流数值产品构建及评估

基于区域海洋模式ROMS构造了一套覆盖中国南海的40年（1980—2019年）温盐流数值产品OCEAN＿SCS。OCEAN＿SCS的变量包含了温度、盐度、流速、流向以及海表高度。OCEAN＿SCS的水平空间分辨率为0.1°×0.1°,垂向分层40层（0～5 000 m）,时间分辨率为1小时,包含潮汐信息。利用独立的观测资料对OCEAN＿SCS进行了初步评估,评估对象包括温度、盐度、海表高度、海流、潮位和增水。在不包含资料同化的前提下,OCEAN＿SCS的模拟精度达到了较高的水准。OCENA＿SCS的构建将为南海海洋环境的研究提供数据支撑,并服务于南海海洋环境保障。     

三维可视化技术在雷达三维组网产品显示中的运用

采用三维可视化技术,将三维面重建算法和体重建算法引入气象雷达回波图像的分析中,同时与中国气象科学研究院国家灾害天气重点实验室开发的新一代3D组网拼图产品相结合,对2007年9号台风"圣帕"进行了三维显示。结果表明:对于单部雷达体扫产品,三维组网拼图产品能全面地掌握更大范围内雷达回波的演变过程;相对于单一的二维平面的分析显示,三维可视化技术在构建回波的空间分布状况,尤其是回波的空间结构上有更大的优势,三维可视化技术结合雷达三维组网拼图产品为雷达回波的分析提供了一种更为全面的方式。     

基于台风年鉴资料的台风风-压公式重建

基于台风年鉴1981—2000年资料建立了西北太平洋分纬度、分强度的系列台风风-压拟合关系式。经2001—2005年的数据验证,显示了台风中心最低气压与近中心地面最大风速间关系的稳定性以及拟合公式的适用性,因而可作为早年台风估测风速偏大的订正依据。统计分析显示,台风越强其风-压关系越稳定;在纬度分布上,位于10～30 ?N时台风风-压关系较稳定。以此为基础提出了早年台风风速、频数的订正方法,并重建了1950—1979年西北太平洋台风年频数和我国近海台风破坏力指数等气候序列。     

一次强对流过程中的闪电特征分析

利用闪电定位系统和多普勒雷达资料,通过2007年4月24日广东省一次强对流过程,剖析了不同阶段的闪电特征和雷达回波的关系。结果表明,(1)对流云带放电整体上呈带状分布,闪电随云带的移动而移动,强对流单体发生的闪电频数大且密集。(2)强降水过程中闪电活动呈双峰型分布,负闪占绝对优势,正负闪同步增加或减少,正闪电流平均幅值大于负闪,基本上是负闪的2倍。(3)闪电频数、强度和雷达回波强度在时间序列上对应较好;发生发展阶段,闪电出现位置超前雷达回波约10~40 min;在成熟和消散阶段,闪电主要发生在雷达回波>40 dBz和VIL>20 kg/m2所对应的区域,并在其周围形成一个小范围的闪电密集区。     

一种基于分布式的雷达拼图处理系统框架

以TITAN(Thunderstorm Identification Tracking Analysis and Nowcasting)系统为基础框架,通过引入大数据处理技术,对系统中各个模块间的通信机制、数据处理和存储方式进行优化,结合中国气象科学研究院的雷达数据质量控制方法和高效的雷达数据解析和拼图方式,实现了辽宁省及周边地区10部雷达的同步观测和雷达组网拼图处理系统的实时运行和雷达产品的按需定制。该拼图处理系统能够实现雷达数据的流式传输;通过Kafka(分布式发布订阅消息系统)实现雷达数据的分布式处理;并通过采用Cassandra数据库存储,提高雷达数据存储的稳定性。     

雷暴云特征数据集及我国雷暴活动特征

基于FY-2E气象卫星相当黑体亮度温度（TBB）和云分类数据（CLC）及全球闪电探测网（WWLLN）闪电数据,通过对TBB不超过-32℃的云区进行椭圆拟合,定义1 h内上述云区或椭圆区域有WWLLN闪电发生的个例为雷暴云,获得雷暴云时间、位置、形态、结构、闪电活动等特征参量,构建雷暴云特征数据集,并基于该数据集初步分析了我国陆地和毗邻海域的雷暴活动特征。研究表明：我国华南、西南、青藏高原东、中部和南海雷暴最为活跃,华北和东北地区是北方雷暴活动较强的区域。雷暴活动时间变化海陆差异明显,陆地雷暴活动峰值出现在6—8月,南海雷暴活动一个峰值出现在5月左右,另一峰值出现在8月后,且纬度越低出现越晚。陆地大部分地区雷暴活动在14：00—20：00（北京时）达到峰值,毗邻海域雷暴活动峰值主要出现在早上。雷暴云TBB不超过-32℃面积符合对数正态分布,峰值区间位于1×103~1×104 km2,平均值为3.0×104 km2。南海雷暴云面积最大,陆地上大于雷暴云面积平均值1.2×105 km2的区域主要分布于我国地形的第一阶梯和柴达木盆地。     

多套格点降水资料在云南及周边地区的对比

利用1979—2006年云南及周边地区148个测站月降水资料 (简称为STN) 与APHRO (日本APHRODITE高分辨率逐日亚洲陆地降水数据集)、GPCC (全球降水气候中心的月降水合成数据)、CRU (英国East Anglia大学提供的月降水要素数据集)、CMAP (雨量资料与卫星估计及NCEP/NCAR再分析降水场合并分析月数据)、GPCP (全球降水气候中心研制的全球陆地雨量计观测分析月数据) 5套格点降水资料,分析了云南及周边地区气候特征。结果表明:5套格点降水资料空间分布与STN基本一致。EOF第1模态空间场分布也表明:这5套格点降水资料与STN空间分布特征较为一致,但5套格点降水资料在滇南、滇西北、滇川黔交界的3个区域的分布与STN有较大不同,各套资料的EOF第1模态时间序列、与STN的相关系数及均方根误差均随时间不同呈较为一致的波动性;在降水空间分布、相关系数及均方根误差3个方面,APHRO适用性最好,GPCC次之,CMAP与GPCP无明显差别,CRU最差,其中APHRO,GPCC在对降水估计偏低,CRU对降水估计总体略高,CMAP略低,GPCP对降水估计则明显偏高。     

基于Delphi和MapX组件的新一代天气雷达拼图系统

以辽宁省电子地图为基础数据,利用Borland Delphi为主要软件开发平台,基于COM技术的可编程OCX控件MapX开发了辽宁省新一代天气雷达拼图系统。该系统发挥了地图控件显示处理地理信息的优势和面向对象语言编程的灵活性,实现了新一代天气雷达拼图在电子地图上的"显示和缩放"、"漫游"和"图层控制"等功能。论述了雷达产品的坐标系转换原理、地图投影的选择、雷达重叠区域回波处理和栅格图像的配准以及MapX提供的数据绑定和临时图层生成方法,实现了雷达数据的地图加载。     

Soil and water conservation measures improve soil carbon sequestration and soil quality under cashews

Land degradation is becoming a serious problem in the west coast region of India where one of the world's eight biodiversity hotspots,the‘Western Ghats’,is present.Poor land management practices and high rainfall have led to increasing problems associated with land degradation.A long-term(13-year)experiment was done to evaluate the impact of soil and water conservation measures on soil carbon sequestration and soil quality at three different depths under cashew nut cultivation on a 19%slope.Five soil and water conservation measures-continuous contour trenches,staggered contour trenches,halfmoon terraces,semi-elliptical trenches,and graded trenches all with vegetative barriers of Stylosanthes scabra and Vetiveria zizanoides and control were evaluated for their influence on soil properties,carbon sequestration,and soil quality under cashews.The soil and water conservation measures improved significantly the soil organic carbon,soil organic carbon stock,carbon sequestration rate and microbial activity compared to the control condition(without any measures).Among the measures tested,continuous contour trenches with vegetative barriers outperformed the others with respect to soil organic carbon stock,sequestration rate,and microbial activity.The lower metabolic quotient with the measures compared to the control indicated alleviation of environmental stress on microbes.Using principal component analysis and a correlation matrix,a minimum dataset was identified as the soil available nitrogen,bulk density,basal soil respiration,soil pH,acid phosphatase activity,and soil available boron and these were the most important soil properties controlling the soil quality.Four soil quality indices using two summation methods(additive and weighted)and two scoring methods(linear and non-linear)were developed using the minimum dataset.A linear weighted soil quality index was able to statistically differentiate the effect of soil and water conservation measures from that of the control.The highest value of the soil quality index of 0.98 was achieved with continuous contour trenches with a vegetative barrier.The results of the study indicate that soil and water conservation measures for cashews are a potential strategy to improve the soil carbon sequestration and soil quality along with improving crop productivity and reducing the erosion losses.     

基于高分辨率格点数据的2008-2013年青藏高原面雨量特征

基于中国自动气象站与CMORPH降水产品融合的0.1°×0.1°高分辨率逐时降水量网格数据集以及气象站点日降水的实测资料,对青藏高原面雨量的空间分布做了研究,并运用线性分析法对青藏高原季节面雨量和逐时面雨量的年际变化做了分析。结果表明：（1）0.1°×0.1°高分辨率格点降水数据能够准确地反映青藏高原面雨量的空间分布特征,东南缘的降雨量远大于西北部。格点数据与站点数据之间偏差率小于20%的站点占到站点总数（84个）的65.48%,相关系数大于0.9的站点有48个。（2）2008-2013年青藏高原总面雨量的年均值为133.42×10¹⁰ m³,夏季面雨量最大,占到全年面雨量的51.48%。四季面雨量均呈增长趋势,春、夏、秋、冬的线性倾向率分别为0.40×10¹⁰ m³·a^-1、3.11×10¹⁰ m³·a^-1、1.30×10¹⁰ m³·a^-1和0.92×10¹⁰ m³·a^-1。（3）面雨量峰值出现在19：00-20：00（北京时间,下同）,面雨量增多的时间出现在17：00-02：00。