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《应用气象学报》投稿模版
中国气象局优先发表展示本刊近期将出版的论文，这些论文目前正处于校对环节，未经编辑部许可不得转载。
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摘要
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2022, 33(1): 1-15.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220101
摘要:
利用分钟降水资料、FY-4A气象卫星高分辨率资料、多普勒天气雷达资料和ERA5再分析资料对2021年“7·20”河南极端暴雨过程中尺度系统精细结构及热动力发展机制进行观测分析和诊断研究，结果表明：该过程发生在“两高对峙” 的鞍型场弱背景下，其主导系统为500 hPa弱低压系统和低层偏东风切变线；极端暴雨主要由水平尺度约300 km呈近乎圆形结构中尺度对流复合体产生，其长时间维持与内部多个中尺度对流系统的合并及外围东南侧暖湿区新生单体的持续并入有关；郑州站小时强降水（201.9 mm· h-1）由几乎静止的低质心β中尺度弓状回波产生，其分钟降水量持续在3~4.7 mm；边界层风场的动力辐合触发强烈对流，使得强降水区上空θse锋区长时间处于中性层结，其高层辐散气流在西北太平洋副热带高压附近构成次级环流下沉支；中层500 hPa低压区气旋式曲率附近正涡度平流和925 hPa偏东气流持续暖平流输送、低层变形场锋生作用，以及来自华东近海边界层急流异常强盛的水汽输送是此次极端过程发展维持的热动力学成因。
利用分钟降水资料、FY-4A气象卫星高分辨率资料、多普勒天气雷达资料和ERA5再分析资料对2021年“7·20”河南极端暴雨过程中尺度系统精细结构及热动力发展机制进行观测分析和诊断研究，结果表明：该过程发生在“两高对峙” 的鞍型场弱背景下，其主导系统为500 hPa弱低压系统和低层偏东风切变线；极端暴雨主要由水平尺度约300 km呈近乎圆形结构中尺度对流复合体产生，其长时间维持与内部多个中尺度对流系统的合并及外围东南侧暖湿区新生单体的持续并入有关；郑州站小时强降水（201.9 mm· h-1）由几乎静止的低质心β中尺度弓状回波产生，其分钟降水量持续在3~4.7 mm；边界层风场的动力辐合触发强烈对流，使得强降水区上空θse锋区长时间处于中性层结，其高层辐散气流在西北太平洋副热带高压附近构成次级环流下沉支；中层500 hPa低压区气旋式曲率附近正涡度平流和925 hPa偏东气流持续暖平流输送、低层变形场锋生作用，以及来自华东近海边界层急流异常强盛的水汽输送是此次极端过程发展维持的热动力学成因。
2022, 33(1): 16-28.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220102
摘要:
选取2020年3—9月深圳求雨坛的X波段双偏振相控阵雷达探测数据，与同位置的S波段双偏振雷达进行对比。通过一定限制条件定量分析引入误差的原因，发现反射率因子ZH和差分反射率ZDR的标定误差和随机误差较大，其中ZH误差变化范围为-0.5~4.5 dB， ZDR误差变化范围为-0.7~0.2 dB。在上述较大误差影响下，传统模糊逻辑相态识别方法的水凝物相态识别结果不可靠，因此根据不同相态的雷达参量特征范围以及融化层高度建立基本结构为二叉树的决策树相态识别方法。针对上述方法的实际应用效果，分别从水凝物相态识别结果对误差的敏感性和空间分布的合理性进行评估，结果表明：决策树相态识别方法的水凝物相态识别结果稳定性高于模糊逻辑相态识别方法，且在对流云中的水凝物相态分布更加合理，能够发挥X波段双偏振相控阵雷达在研究云内水凝物相态演变的优势。
选取2020年3—9月深圳求雨坛的X波段双偏振相控阵雷达探测数据，与同位置的S波段双偏振雷达进行对比。通过一定限制条件定量分析引入误差的原因，发现反射率因子ZH和差分反射率ZDR的标定误差和随机误差较大，其中ZH误差变化范围为-0.5~4.5 dB， ZDR误差变化范围为-0.7~0.2 dB。在上述较大误差影响下，传统模糊逻辑相态识别方法的水凝物相态识别结果不可靠，因此根据不同相态的雷达参量特征范围以及融化层高度建立基本结构为二叉树的决策树相态识别方法。针对上述方法的实际应用效果，分别从水凝物相态识别结果对误差的敏感性和空间分布的合理性进行评估，结果表明：决策树相态识别方法的水凝物相态识别结果稳定性高于模糊逻辑相态识别方法，且在对流云中的水凝物相态分布更加合理，能够发挥X波段双偏振相控阵雷达在研究云内水凝物相态演变的优势。
2022, 33(1): 29-42.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220103
摘要:
利用NCEP FNL分析资料、青岛降水现象仪和双偏振雷达观测资料，对北上台风利奇马（1909）和巴威（2008）引发的局地对流性强降水微物理特征进行分析，结果表明：在台风外围的东南暖湿气流内，受地形或边界层锋区触发形成的强对流单体后向传播或原地合并加强造成了局地强降水；雨滴的质量加权平均直径（Dm）和对数归一化浓度（lgNw）分别为1.89 mm和3.86，与典型台风降水相比平均直径更大、浓度更低，形状参数μ和斜率Λ的μ-Λ关系也有明显不同；随着雨强增强，小雨滴占比下降而中到大雨滴比例明显上升，直径1～4 mm雨滴对短时强降水的贡献超过90%；雨滴的碰并增长和对云水的聚集作用在对流性降水中占主导地位，同时深厚的凇附过程对极端强降水的出现也起到了重要作用。
利用NCEP FNL分析资料、青岛降水现象仪和双偏振雷达观测资料，对北上台风利奇马（1909）和巴威（2008）引发的局地对流性强降水微物理特征进行分析，结果表明：在台风外围的东南暖湿气流内，受地形或边界层锋区触发形成的强对流单体后向传播或原地合并加强造成了局地强降水；雨滴的质量加权平均直径（Dm）和对数归一化浓度（lgNw）分别为1.89 mm和3.86，与典型台风降水相比平均直径更大、浓度更低，形状参数μ和斜率Λ的μ-Λ关系也有明显不同；随着雨强增强，小雨滴占比下降而中到大雨滴比例明显上升，直径1～4 mm雨滴对短时强降水的贡献超过90%；雨滴的碰并增长和对云水的聚集作用在对流性降水中占主导地位，同时深厚的凇附过程对极端强降水的出现也起到了重要作用。
2022, 33(1): 43-55.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220104
摘要:
利用FY-2H，Aqua，CALIPSO（Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation）和GPM（Global Preciptation Measurement）卫星产品，对比同在浙江温岭沿海登陆且路径相似的台风利奇马（1909）和台风摩羯（1814），分析其发展过程中云系水平、垂直结构特征以及登陆前台风三维结构特征。结果表明：台风眼区是否可见、台风云系的螺旋明显程度、最强降水中心的形状变化、螺旋雨带区南北侧云顶高度的差异均是台风发展强弱的重要标志。台风发展成熟阶段云顶高度最大位于台风眼附近。台风登陆前，台风越强，单层云占比越高，多层云占比越少；台风越强，光学厚度越大；台风云系类别主要是深对流云和卷云，成分以非定向冰为主；螺旋雨带区云系的云底高度及厚度与台风发展强弱相关；同一通道下高低亮温区的面积、台风的降水类型、三维降水结构中的对流柱长度和数量、垂直方向上的降水率均可作为台风发展强弱的依据。
利用FY-2H，Aqua，CALIPSO（Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation）和GPM（Global Preciptation Measurement）卫星产品，对比同在浙江温岭沿海登陆且路径相似的台风利奇马（1909）和台风摩羯（1814），分析其发展过程中云系水平、垂直结构特征以及登陆前台风三维结构特征。结果表明：台风眼区是否可见、台风云系的螺旋明显程度、最强降水中心的形状变化、螺旋雨带区南北侧云顶高度的差异均是台风发展强弱的重要标志。台风发展成熟阶段云顶高度最大位于台风眼附近。台风登陆前，台风越强，单层云占比越高，多层云占比越少；台风越强，光学厚度越大；台风云系类别主要是深对流云和卷云，成分以非定向冰为主；螺旋雨带区云系的云底高度及厚度与台风发展强弱相关；同一通道下高低亮温区的面积、台风的降水类型、三维降水结构中的对流柱长度和数量、垂直方向上的降水率均可作为台风发展强弱的依据。
2022, 33(1): 56-68.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220105
摘要:
基于Yan Meng风场模型，使用中国近海浮标观测资料，对影响风场模拟的台风最大风速半径Rmax、压力分布常数B、粗糙度z0 3个参数进行估算试验，结果表明：台风中心最大风速Vmax和台风所处纬度的组合方案对估算Rmax更合理；海面（浮标站）在z0=0.005 m，B=1.0时风速模拟效果较好。选取登陆闽北浙江、北上东海、西进南海、穿台湾岛进入台湾海峡的共19个台风过程进行模拟效果检验发现：当中央气象台发布的Vmax<40 m·s-1时，B=1.0，z0=0.005 m模拟的Vmax接近发布的Vmax，非最强风速区的模拟风速与浮标站观测风速拟合较好，发布的Vmax≥40 m·s-1时，B=1.4，z0=0.005 m模拟的Vmax接近发布的Vmax，非最强风速区的模拟风速在B=1.0，z0=0.005 m时更合理。基于该风场模型和参数估算方案，可重建西北太平洋历史台风风场。
基于Yan Meng风场模型，使用中国近海浮标观测资料，对影响风场模拟的台风最大风速半径Rmax、压力分布常数B、粗糙度z0 3个参数进行估算试验，结果表明：台风中心最大风速Vmax和台风所处纬度的组合方案对估算Rmax更合理；海面（浮标站）在z0=0.005 m，B=1.0时风速模拟效果较好。选取登陆闽北浙江、北上东海、西进南海、穿台湾岛进入台湾海峡的共19个台风过程进行模拟效果检验发现：当中央气象台发布的Vmax<40 m·s-1时，B=1.0，z0=0.005 m模拟的Vmax接近发布的Vmax，非最强风速区的模拟风速与浮标站观测风速拟合较好，发布的Vmax≥40 m·s-1时，B=1.4，z0=0.005 m模拟的Vmax接近发布的Vmax，非最强风速区的模拟风速在B=1.0，z0=0.005 m时更合理。基于该风场模型和参数估算方案，可重建西北太平洋历史台风风场。
2022, 33(1): 69-79.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220106
摘要:
利用1998—2014年热带测雨（Tropical Rainfall Measuring Mission，TRMM）卫星上携带的闪电成像仪（lightning imaging sensor，LIS）数据，建立西北太平洋热带气旋闪电数据集，并研究该区域热带气旋闪电属性特征。结果表明：热带气旋闪电各属性值均呈对数正态分布特征，热带气旋极大值闪电更倾向于发生在海洋和热带低压强度等级。不同强度等级（热带低压、热带风暴、台风）的热带气旋闪电持续时间无明显差异，但热带风暴强度等级的闪电空间尺度和光辐射能平均值均低于热带低压和台风。对于热带气旋的不同区域（内核、内雨带、外雨带），内核闪电的持续时间最大、光辐射能最强，且持续时间和光辐射能随着闪电与热带气旋中心距离的增加而逐渐减小，外雨带达到最小值。在海陆差异方面，热带气旋闪电在海洋上的空间尺度和光辐射能比陆地大，而闪电持续时间无明显差异。与非热带气旋闪电相比，热带气旋闪电的延展距离、通道面积和光辐射能均更小，但闪电平均持续时间更长。
利用1998—2014年热带测雨（Tropical Rainfall Measuring Mission，TRMM）卫星上携带的闪电成像仪（lightning imaging sensor，LIS）数据，建立西北太平洋热带气旋闪电数据集，并研究该区域热带气旋闪电属性特征。结果表明：热带气旋闪电各属性值均呈对数正态分布特征，热带气旋极大值闪电更倾向于发生在海洋和热带低压强度等级。不同强度等级（热带低压、热带风暴、台风）的热带气旋闪电持续时间无明显差异，但热带风暴强度等级的闪电空间尺度和光辐射能平均值均低于热带低压和台风。对于热带气旋的不同区域（内核、内雨带、外雨带），内核闪电的持续时间最大、光辐射能最强，且持续时间和光辐射能随着闪电与热带气旋中心距离的增加而逐渐减小，外雨带达到最小值。在海陆差异方面，热带气旋闪电在海洋上的空间尺度和光辐射能比陆地大，而闪电持续时间无明显差异。与非热带气旋闪电相比，热带气旋闪电的延展距离、通道面积和光辐射能均更小，但闪电平均持续时间更长。
2022, 33(1): 80-91.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220107
摘要:
运用改进后的三维多先导模型，允许高矮建筑物上均可以始发上行先导，对多次地闪的连接过程进行模拟。结果表明：矮建筑物始发上行先导和被击中的概率较小，高建筑物对矮建筑物上行先导的始发具有较明确影响。建筑物间的高度差是影响上述连接过程的主要因子，当建筑物间高度差较小时，高建筑物对矮建筑物的屏蔽效应不明显，下行先导通道的相对位置对矮建筑物是否优先始发上行先导存在影响；随着建筑物间高度差的增加，矮建筑物难以优先始发上行先导，只在下行先导通道明显偏向矮建筑物时，矮建筑物才可能始发上行先导，并有一定概率与下行先导连接形成回击；当建筑物间高度差超过某阈值后，矮建筑物既不会始发上行先导，更不会被击中。
运用改进后的三维多先导模型，允许高矮建筑物上均可以始发上行先导，对多次地闪的连接过程进行模拟。结果表明：矮建筑物始发上行先导和被击中的概率较小，高建筑物对矮建筑物上行先导的始发具有较明确影响。建筑物间的高度差是影响上述连接过程的主要因子，当建筑物间高度差较小时，高建筑物对矮建筑物的屏蔽效应不明显，下行先导通道的相对位置对矮建筑物是否优先始发上行先导存在影响；随着建筑物间高度差的增加，矮建筑物难以优先始发上行先导，只在下行先导通道明显偏向矮建筑物时，矮建筑物才可能始发上行先导，并有一定概率与下行先导连接形成回击；当建筑物间高度差超过某阈值后，矮建筑物既不会始发上行先导，更不会被击中。
2022, 33(1): 92-103.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220108
摘要:
以中国环渤海地区葡萄主产区为研究对象，利用1980—2019年研究区域内303个气象站逐日气象资料、葡萄发育期资料和葡萄涝渍灾情资料，基于相对湿润度方法构建葡萄逐日涝渍指数M5i，以历史灾情反演和灾变过程解析为主线，采用正态分布的Lilliefors检验和t分布区间估计等方法，构建适用于中国环渤海地区葡萄主产区的葡萄涝渍灾害等级指标体系，利用信息扩散理论方法，计算区域内各站点的葡萄涝渍致灾风险指数。结果表明：构建的葡萄涝渍等级指标能够较好地反映实际受灾情况，指标验证结果与历史记录有较高一致性；葡萄同一发育阶段的涝渍灾害发生范围随灾害等级的加大而缩小，不同发育阶段重度涝渍灾害发生范围随着发育进程的推进逐渐增大；葡萄萌芽-新梢生长期和开花坐果期发生涝渍灾害的风险相对较低，果实膨大期和着色成熟期为葡萄涝渍灾害发生的高风险时期；葡萄涝渍灾害高风险区域主要位于山东东南部、辽宁东南部、河北东北部。
以中国环渤海地区葡萄主产区为研究对象，利用1980—2019年研究区域内303个气象站逐日气象资料、葡萄发育期资料和葡萄涝渍灾情资料，基于相对湿润度方法构建葡萄逐日涝渍指数M5i，以历史灾情反演和灾变过程解析为主线，采用正态分布的Lilliefors检验和t分布区间估计等方法，构建适用于中国环渤海地区葡萄主产区的葡萄涝渍灾害等级指标体系，利用信息扩散理论方法，计算区域内各站点的葡萄涝渍致灾风险指数。结果表明：构建的葡萄涝渍等级指标能够较好地反映实际受灾情况，指标验证结果与历史记录有较高一致性；葡萄同一发育阶段的涝渍灾害发生范围随灾害等级的加大而缩小，不同发育阶段重度涝渍灾害发生范围随着发育进程的推进逐渐增大；葡萄萌芽-新梢生长期和开花坐果期发生涝渍灾害的风险相对较低，果实膨大期和着色成熟期为葡萄涝渍灾害发生的高风险时期；葡萄涝渍灾害高风险区域主要位于山东东南部、辽宁东南部、河北东北部。
2022, 33(1): 104-114.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220109
摘要:
使用标准化降水蒸散指数作为农业干旱的监测指标，以站点气象要素和大尺度环流要素为驱动变量，建立干旱预测模型，分析评价传统的整合移动平均自回归（ARIMA）时间序列模型以及不同深度神经网络模型（DNN）的预测效果。结果表明：DNN模型的总体预测能力优于ARIMA模型；同基于长短期记忆网络（LSTM）提出的传统LSTM预测模型（TLSTM）相比，改进的LSTM模型（ILSTM）通过预处理全连接层对预测因子进行非线性映射，能够自动剔除无效信息，提取高层次综合特征，可使预测序列和观测序列的相关系数提升0.04～0.25，均方根误差降低0.07～0.32，误差绝对值的平均降低0.06～0.27；卷积神经网络（CNN）可提取影响干旱变化的大尺度环流信息，其与ILSTM的组合深度网络模型（CLSTM）可进一步使相关系数提升0.03～0.44，均方根误差降低0.09～0.33，误差绝对值的平均降低0.05～0.26。CLSTM模型可应用于短期区域性干旱变化气候预测。
使用标准化降水蒸散指数作为农业干旱的监测指标，以站点气象要素和大尺度环流要素为驱动变量，建立干旱预测模型，分析评价传统的整合移动平均自回归（ARIMA）时间序列模型以及不同深度神经网络模型（DNN）的预测效果。结果表明：DNN模型的总体预测能力优于ARIMA模型；同基于长短期记忆网络（LSTM）提出的传统LSTM预测模型（TLSTM）相比，改进的LSTM模型（ILSTM）通过预处理全连接层对预测因子进行非线性映射，能够自动剔除无效信息，提取高层次综合特征，可使预测序列和观测序列的相关系数提升0.04～0.25，均方根误差降低0.07～0.32，误差绝对值的平均降低0.06～0.27；卷积神经网络（CNN）可提取影响干旱变化的大尺度环流信息，其与ILSTM的组合深度网络模型（CLSTM）可进一步使相关系数提升0.03～0.44，均方根误差降低0.09～0.33，误差绝对值的平均降低0.05～0.26。CLSTM模型可应用于短期区域性干旱变化气候预测。
2022, 33(1): 115-128.
DOI: 10.11898/1001-7313.20220110
摘要:
基于1980—2020年长江上游夏季径流量、降水和气温等资料，采用小波分析、最优子集回归等方法，分析径流量、降水量和气温的变化关系，探讨引发径流量变化的前兆气候异常信号，并构建径流量年际增量预测模型。结果表明：径流量多寡直接取决于流域总降水量，两者表现出显著的准两年周期振荡特征，年际增量之间的相关系数（TCC）为0.88，达到0.001显著性水平。流域平均气温对径流量变化影响相对较小。影响径流量变化的关键前兆气候信号为孟加拉湾冬季风、春季高原季风等8个气候特征量。所建模型在建模时段内（1981—2015年）的拟合值与观测值的TCC为0.81，达到0.001显著性水平；符号一致率（SCR）为77.1%，在径流量变化异常年为100.0%；均方根误差为0.57。在2016—2020年的后报试验中，模型预测与观测值的SCR为80.0 %，均方根误差为0.99。经反演的预测径流量平均相对误差绝对值为19.3%。该模型对长江上游夏季径流量及其年际变化的预测准确率大于80%。
基于1980—2020年长江上游夏季径流量、降水和气温等资料，采用小波分析、最优子集回归等方法，分析径流量、降水量和气温的变化关系，探讨引发径流量变化的前兆气候异常信号，并构建径流量年际增量预测模型。结果表明：径流量多寡直接取决于流域总降水量，两者表现出显著的准两年周期振荡特征，年际增量之间的相关系数（TCC）为0.88，达到0.001显著性水平。流域平均气温对径流量变化影响相对较小。影响径流量变化的关键前兆气候信号为孟加拉湾冬季风、春季高原季风等8个气候特征量。所建模型在建模时段内（1981—2015年）的拟合值与观测值的TCC为0.81，达到0.001显著性水平；符号一致率（SCR）为77.1%，在径流量变化异常年为100.0%；均方根误差为0.57。在2016—2020年的后报试验中，模型预测与观测值的SCR为80.0 %，均方根误差为0.99。经反演的预测径流量平均相对误差绝对值为19.3%。该模型对长江上游夏季径流量及其年际变化的预测准确率大于80%。
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摘要：
气候变化已成为当今科学界、各国政府和社会公众普遍关注的环境问题之一，气候变化可能对生态系统和社会经济产生灾难性影响，农业是受气候变化影响最直接的脆弱行业。因此，气候变化对农业生产的影响研究一直是气候变化研究领域中的热点问题之一。该文系统介绍了有关全球气候变化对中国农业生产影响研究的现状与进展，包括气候变化对农业影响的研究方法、大气中温室气体浓度增加对农作物的影响试验、气候变化对农业气候资源的影响、气候变化对农作物生长发育和产量的影响、气候变化对农业种植制度和品种布局的影响、气候变化对农作物气候生产潜力和气候资源利用率的影响等，指出当前在研究气候变化对农业影响评估中存在的问题，提出了今后应加强对气候变化情景和预测模式不确定性的研究、气候变化对农业影响的方法研究。此外，气候变化背景下极端天气气候事件对农业生产的影响以及气候变化对农业病虫害的影响研究等仍较薄弱，有待进一步加强和深入。
气候变化已成为当今科学界、各国政府和社会公众普遍关注的环境问题之一，气候变化可能对生态系统和社会经济产生灾难性影响，农业是受气候变化影响最直接的脆弱行业。因此，气候变化对农业生产的影响研究一直是气候变化研究领域中的热点问题之一。该文系统介绍了有关全球气候变化对中国农业生产影响研究的现状与进展，包括气候变化对农业影响的研究方法、大气中温室气体浓度增加对农作物的影响试验、气候变化对农业气候资源的影响、气候变化对农作物生长发育和产量的影响、气候变化对农业种植制度和品种布局的影响、气候变化对农作物气候生产潜力和气候资源利用率的影响等，指出当前在研究气候变化对农业影响评估中存在的问题，提出了今后应加强对气候变化情景和预测模式不确定性的研究、气候变化对农业影响的方法研究。此外，气候变化背景下极端天气气候事件对农业生产的影响以及气候变化对农业病虫害的影响研究等仍较薄弱，有待进一步加强和深入。
摘要：
为满足对海量气象数据管理和服务的需求，国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程，阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成，承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术，包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。
为满足对海量气象数据管理和服务的需求，国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程，阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成，承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术，包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。
摘要：
华南前汛期暴雨预报一直是我国大气科学界的一个研究热点，特别是发生在锋前的暖区暴雨，由于其天气尺度斜压性强迫不明显，环境大气水汽含量丰富，热动力不稳定性强，边界层触发机制复杂，以及特殊的地形和海陆热力差异的外强迫作用，导致暴雨突发性强，地域性特征显著，也是困扰预报业务人员的难点问题。目前我国预报业务中使用的全球数值预报模式对暖区暴雨的预报能力十分有限，高分辨率中尺度数值模式的预报效果也不尽人意。该文回顾了近40年华南前汛期暴雨大部分研究成果，针对华南暖区暴雨的提出及典型背景场、暖区暴雨与低空急流的关系、暖区中尺度对流系统的形成及传播、暖区暴雨触发机制等独特的天气动力学特征进行了系统梳理与分析，并依据前人研究成果及中央气象台预报实践经验，总结提炼了3类华南暖区暴雨类型——边界层辐合线型、偏南风风速辐合型，以及强西南急流型的天气系统配置及触发因子。最后提出针对华南暖区暴雨需要进一步研究的科学问题。
华南前汛期暴雨预报一直是我国大气科学界的一个研究热点，特别是发生在锋前的暖区暴雨，由于其天气尺度斜压性强迫不明显，环境大气水汽含量丰富，热动力不稳定性强，边界层触发机制复杂，以及特殊的地形和海陆热力差异的外强迫作用，导致暴雨突发性强，地域性特征显著，也是困扰预报业务人员的难点问题。目前我国预报业务中使用的全球数值预报模式对暖区暴雨的预报能力十分有限，高分辨率中尺度数值模式的预报效果也不尽人意。该文回顾了近40年华南前汛期暴雨大部分研究成果，针对华南暖区暴雨的提出及典型背景场、暖区暴雨与低空急流的关系、暖区中尺度对流系统的形成及传播、暖区暴雨触发机制等独特的天气动力学特征进行了系统梳理与分析，并依据前人研究成果及中央气象台预报实践经验，总结提炼了3类华南暖区暴雨类型——边界层辐合线型、偏南风风速辐合型，以及强西南急流型的天气系统配置及触发因子。最后提出针对华南暖区暴雨需要进一步研究的科学问题。
摘要：
强对流天气预报业务包括监测、分析、预报、预警和检验等方面。对流初生识别、对流系统强度识别和对流天气类型识别等监测技术取得新进展，综合多源资料的监测技术已应用于中国气象局中央气象台业务。对流系统的触发、发展和维持机制等获得了新认识，我国不同类型强对流天气及其环境条件统计气候特征、分析规范及相应业务产品等为业务预报提供了必要基础和技术支撑。光流法、多尺度追踪技术以及应用模糊逻辑方法的临近预报技术等有明显进展，融合短时预报技术得到广泛应用，对流可分辨高分辨率数值 (集合) 预报及其后处理产品预报试验取得了显著成效，基于数值 (集合) 预报应用模糊逻辑方法的分类强对流天气短期预报技术为业务预报提供了技术支撑。强对流天气综合监测和多尺度自适应临近预报技术、多尺度分析技术以及融合短时预报技术、发展并应用模糊逻辑等方法的、基于高分辨率数值 (集合) 模式的区分不同强度等级和极端性的分类强对流天气精细化 (概率) 预报技术等是未来发展的主要方向。
强对流天气预报业务包括监测、分析、预报、预警和检验等方面。对流初生识别、对流系统强度识别和对流天气类型识别等监测技术取得新进展，综合多源资料的监测技术已应用于中国气象局中央气象台业务。对流系统的触发、发展和维持机制等获得了新认识，我国不同类型强对流天气及其环境条件统计气候特征、分析规范及相应业务产品等为业务预报提供了必要基础和技术支撑。光流法、多尺度追踪技术以及应用模糊逻辑方法的临近预报技术等有明显进展，融合短时预报技术得到广泛应用，对流可分辨高分辨率数值 (集合) 预报及其后处理产品预报试验取得了显著成效，基于数值 (集合) 预报应用模糊逻辑方法的分类强对流天气短期预报技术为业务预报提供了技术支撑。强对流天气综合监测和多尺度自适应临近预报技术、多尺度分析技术以及融合短时预报技术、发展并应用模糊逻辑等方法的、基于高分辨率数值 (集合) 模式的区分不同强度等级和极端性的分类强对流天气精细化 (概率) 预报技术等是未来发展的主要方向。
摘要：
农业气象灾害的监测预测是灾害评估和防控的基础和前提, 因此，农业气象灾害的监测预测研究长期以来一直是农业气象研究工作的重点领域。该文系统回顾了我国农业气象灾害的指标、监测技术和预测预警技术等方面的相关进展和成果，提出当前存在的主要问题：农业气象灾害的基础性研究仍然十分薄弱, 农业气象灾害指标对致灾因子的概括性尚不足, 农业气象灾害监测的精细化程度有待进一步提高, 临近预警技术缺乏, 气候变化背景下农业气象灾害的新规律揭示不够。该文同时指出未来应加强农业气象灾害综合指标的研究, 强化农业气象灾害的预测预报研究, 构建农业气象灾害实时预警技术体系, 构建农业气象灾害立体、动态监测体系, 关注气候变化背景下农业气象灾害风险变化评估研究, 加强气象或气候预测信息在农业气象灾害预测中的应用技术研究。
农业气象灾害的监测预测是灾害评估和防控的基础和前提, 因此，农业气象灾害的监测预测研究长期以来一直是农业气象研究工作的重点领域。该文系统回顾了我国农业气象灾害的指标、监测技术和预测预警技术等方面的相关进展和成果，提出当前存在的主要问题：农业气象灾害的基础性研究仍然十分薄弱, 农业气象灾害指标对致灾因子的概括性尚不足, 农业气象灾害监测的精细化程度有待进一步提高, 临近预警技术缺乏, 气候变化背景下农业气象灾害的新规律揭示不够。该文同时指出未来应加强农业气象灾害综合指标的研究, 强化农业气象灾害的预测预报研究, 构建农业气象灾害实时预警技术体系, 构建农业气象灾害立体、动态监测体系, 关注气候变化背景下农业气象灾害风险变化评估研究, 加强气象或气候预测信息在农业气象灾害预测中的应用技术研究。
摘要：
针对GRAPES_Meso V3.0存在的降水量偏大、模式运行不稳定、近地面温度预报偏差较大、可同化资料偏少以及分辨率偏低等问题，开展了多方面的改进工作：引入变分质量控制以及探空湿度的偏差订正，实现了GPS/PW资料、FY-2E云导风资料以及无线电掩星资料的同化应用，提高了模式分辨率，引入四阶水平扩散方案，调整了微物理参数化方案与动力框架的耦合方案，完善了地面辐射能量平衡方程以及优化了后处理雷达组合反射率因子的诊断方案，并集成所有改进成果形成新的业务化GRAPES_Meso V4.0。批量试验结果表明：GRAPES_Meso V4.0降水ETS评分普遍提高，同时预报偏差明显降低，月平均降水更接近实况，且能够较好地刻画雨带细节；2 m温度预报偏差有较为显著的改善，大部分地区24 h预报有1~2℃左右的降低，有些地区有3~5℃的降低；GRAPES_Meso V4.0对高度场、温度场和风场的改进效果比较显著，500 hPa的温度、风速、位势高度场的相关系数均有显著提高，850 hPa的均方根误差也明显降低，整体性能明显高于GRAPES_Meso V3.0。
针对GRAPES_Meso V3.0存在的降水量偏大、模式运行不稳定、近地面温度预报偏差较大、可同化资料偏少以及分辨率偏低等问题，开展了多方面的改进工作：引入变分质量控制以及探空湿度的偏差订正，实现了GPS/PW资料、FY-2E云导风资料以及无线电掩星资料的同化应用，提高了模式分辨率，引入四阶水平扩散方案，调整了微物理参数化方案与动力框架的耦合方案，完善了地面辐射能量平衡方程以及优化了后处理雷达组合反射率因子的诊断方案，并集成所有改进成果形成新的业务化GRAPES_Meso V4.0。批量试验结果表明：GRAPES_Meso V4.0降水ETS评分普遍提高，同时预报偏差明显降低，月平均降水更接近实况，且能够较好地刻画雨带细节；2 m温度预报偏差有较为显著的改善，大部分地区24 h预报有1~2℃左右的降低，有些地区有3~5℃的降低；GRAPES_Meso V4.0对高度场、温度场和风场的改进效果比较显著，500 hPa的温度、风速、位势高度场的相关系数均有显著提高，850 hPa的均方根误差也明显降低，整体性能明显高于GRAPES_Meso V3.0。
摘要：
对21世纪以来定量降水预报技术流程中的数值模式预报、统计后处理、检验评估和预报员作用4个方面的研究工作进行了归纳，主要进展包括：业务全球模式对于降水的预报能力持续提升，而发展高分辨率模式 (尤其是对流尺度模式) 和集合预报是提高定量降水预报精准化水平的主要途径，且将两者相结合以促进短期降水预报是发展趋势；统计后处理技术已发展到应用数据挖掘方法对海量预报数据中有效信息进行提取和集成，而再预报资料的出现将进一步促进统计后处理技术的发展；为解决评估精细化定量降水预报面临的新问题，多种新的检验技术得到发展和应用，如极端降水检验评分、空间检验技术及概率检验方法等；预报员在模式和后处理方法上能够提供的附加值越来越有限，但在预报流程中仍将处于核心地位，其角色将逐渐向帮助用户进行决策方向转变。文章指出，定量降水预报技术的发展所面临的挑战包括大气水汽观测及同化技术改进、暖区和复杂地形下暴雨预报等科学问题的解决。
对21世纪以来定量降水预报技术流程中的数值模式预报、统计后处理、检验评估和预报员作用4个方面的研究工作进行了归纳，主要进展包括：业务全球模式对于降水的预报能力持续提升，而发展高分辨率模式 (尤其是对流尺度模式) 和集合预报是提高定量降水预报精准化水平的主要途径，且将两者相结合以促进短期降水预报是发展趋势；统计后处理技术已发展到应用数据挖掘方法对海量预报数据中有效信息进行提取和集成，而再预报资料的出现将进一步促进统计后处理技术的发展；为解决评估精细化定量降水预报面临的新问题，多种新的检验技术得到发展和应用，如极端降水检验评分、空间检验技术及概率检验方法等；预报员在模式和后处理方法上能够提供的附加值越来越有限，但在预报流程中仍将处于核心地位，其角色将逐渐向帮助用户进行决策方向转变。文章指出，定量降水预报技术的发展所面临的挑战包括大气水汽观测及同化技术改进、暖区和复杂地形下暴雨预报等科学问题的解决。
摘要：
该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统GRAPES_GFS的研发历程，重点介绍了近年来在GRAPES_GFS研发过程中的重要进展，概要阐述了这些进展对GRAPES_GFS业务：化的贡献。动力框架方面的改进主要包括位温垂直平流的算法、极区滤波方案、标量平流方案、垂直速度衰减（damping）算法、提高模式分辨率等，改善了模式框架的稳定性、计算精度以及质量守恒性。物理过程方面的改进主要包括RRTMG辐射方案、CoLM陆面过程方案、积云对流、边界层过程、双参数云物理方案，以及物理过程的调用计算等，全面提升了模式物理过程的预报能力。全球三维变分同化方面，研发了模式空间三维变分（3DVar）系统、资料质量控制和偏差订正技术、卫星资料同化方面的相关技术等。同时，对目前GRAPES_GFS2.0的预报能力进行了评估，总体来说，该系统各项预报指标全面超越GRAPES_GFS1.0，与T639相比等压面要素预报在对流层也有明显优势，降水、2 m温度等预报也优势明显。
该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统GRAPES_GFS的研发历程，重点介绍了近年来在GRAPES_GFS研发过程中的重要进展，概要阐述了这些进展对GRAPES_GFS业务：化的贡献。动力框架方面的改进主要包括位温垂直平流的算法、极区滤波方案、标量平流方案、垂直速度衰减（damping）算法、提高模式分辨率等，改善了模式框架的稳定性、计算精度以及质量守恒性。物理过程方面的改进主要包括RRTMG辐射方案、CoLM陆面过程方案、积云对流、边界层过程、双参数云物理方案，以及物理过程的调用计算等，全面提升了模式物理过程的预报能力。全球三维变分同化方面，研发了模式空间三维变分（3DVar）系统、资料质量控制和偏差订正技术、卫星资料同化方面的相关技术等。同时，对目前GRAPES_GFS2.0的预报能力进行了评估，总体来说，该系统各项预报指标全面超越GRAPES_GFS1.0，与T639相比等压面要素预报在对流层也有明显优势，降水、2 m温度等预报也优势明显。
摘要：
基于北京地区快速更新循环同化预报系统 (BJ-RUC)、WRF-Chem模式和优选的能见度参数化方案，建立了北京区域环境气象数值预报系统。对2014年全年PM2.5浓度、能见度和APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation) 期间预报效果检验结果表明:该系统对京津冀及周边地区PM2.5浓度的预报效果较好，大部分站点的相关系数在0.6以上，特别是北京的部分站点可达0.8以上，预报结果相比观测总体偏低，随着预报时效的延长，24 h之后预报效果略有下降。相比人工观测，能见度预报结果与自动观测能见度更加接近，对持续性低能见度过程预报与实况吻合较好，对于小时能见度低于10 km的分级检验显示，预报准确率从77%左右逐级下降，2 km以下在40%左右。2014年APEC期间，系统很好地预报出北京地区空气质量指数、PM2.5浓度和能见度的时空演变特征，为APEC期间环境气象预报服务提供了有力的技术支撑。
基于北京地区快速更新循环同化预报系统 (BJ-RUC)、WRF-Chem模式和优选的能见度参数化方案，建立了北京区域环境气象数值预报系统。对2014年全年PM2.5浓度、能见度和APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation) 期间预报效果检验结果表明:该系统对京津冀及周边地区PM2.5浓度的预报效果较好，大部分站点的相关系数在0.6以上，特别是北京的部分站点可达0.8以上，预报结果相比观测总体偏低，随着预报时效的延长，24 h之后预报效果略有下降。相比人工观测，能见度预报结果与自动观测能见度更加接近，对持续性低能见度过程预报与实况吻合较好，对于小时能见度低于10 km的分级检验显示，预报准确率从77%左右逐级下降，2 km以下在40%左右。2014年APEC期间，系统很好地预报出北京地区空气质量指数、PM2.5浓度和能见度的时空演变特征，为APEC期间环境气象预报服务提供了有力的技术支撑。
摘要：
全国综合气象信息共享平台（CIMISS）是依托天气雷达数据共享平台工程项目建成的国省统一数据环境，实现各类气象数据的规范管理，直接支撑气象业务应用。该文介绍了CIMISS架构设计及核心内容，结合业务应用效果的实例分析，阐述架构设计如何有效提升数据和应用的集约高效。借鉴企业架构（EA）方法，建立了业务架构、数据架构、应用架构、技术架构和标准规范体系。采用一系列架构优化设计，包括实现元数据统一管理同步、数据质量控制、统一业务监控、异构数据库统一数据服务、优化信息流程、分层设计和集群技术应用等，满足CIMISS标准性、扩展性、稳定性等需求，获得良好的全流程数据服务时效，核心资料接收入库总耗时均小于3 min，数据访问效率较国家级气象资料存储检索系统提升2~5倍。继承现有CIMISS架构设计成果，正在设计中的气象大数据平台整体技术架构将向云平台、分布式存储等新技术升级。
全国综合气象信息共享平台（CIMISS）是依托天气雷达数据共享平台工程项目建成的国省统一数据环境，实现各类气象数据的规范管理，直接支撑气象业务应用。该文介绍了CIMISS架构设计及核心内容，结合业务应用效果的实例分析，阐述架构设计如何有效提升数据和应用的集约高效。借鉴企业架构（EA）方法，建立了业务架构、数据架构、应用架构、技术架构和标准规范体系。采用一系列架构优化设计，包括实现元数据统一管理同步、数据质量控制、统一业务监控、异构数据库统一数据服务、优化信息流程、分层设计和集群技术应用等，满足CIMISS标准性、扩展性、稳定性等需求，获得良好的全流程数据服务时效，核心资料接收入库总耗时均小于3 min，数据访问效率较国家级气象资料存储检索系统提升2~5倍。继承现有CIMISS架构设计成果，正在设计中的气象大数据平台整体技术架构将向云平台、分布式存储等新技术升级。
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