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中国气象局2004年 第15卷 第6期
2004, 15(6): 641-650
摘要
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摘要:
利用MODIS可见光通道气溶胶光学厚度的卫星遥感和523 nm波长微脉冲激光雷达 (MPL LIDAR) 对气溶胶消光系数垂直分布的观测，分析了珠江三角洲地区2003年6月一次气溶胶污染过程中气溶胶光学厚度的分布特征、气溶胶消光系数廓线的演变，认为这次污染过程是弱高压控制下的区域性污染，而香港地区污染物浓度的上升与区域性输送有直接关系，结果表明卫星和激光雷达的光学遥感方法提供了研究大气污染的可行手段。
利用MODIS可见光通道气溶胶光学厚度的卫星遥感和523 nm波长微脉冲激光雷达 (MPL LIDAR) 对气溶胶消光系数垂直分布的观测，分析了珠江三角洲地区2003年6月一次气溶胶污染过程中气溶胶光学厚度的分布特征、气溶胶消光系数廓线的演变，认为这次污染过程是弱高压控制下的区域性污染，而香港地区污染物浓度的上升与区域性输送有直接关系，结果表明卫星和激光雷达的光学遥感方法提供了研究大气污染的可行手段。
2004, 15(6): 651-657
摘要:
应用6S辐射传输模式对MODIS可见光到中红外波段的反射率进行大气订正，订正过程分两步进行：首先设定地表为朗伯体，再应用二向反射模型BRDF进行订正，订正结果与美国MODIS研究组应用MAS实验结果进行比较表明，两者变化趋势是一致的；经过臭氧、水汽、气溶胶等散射吸收订正，对于一定范围的反射率，大气订正使植被区红光波段反射率ρ1降低、近红外波段反射率ρ2增加，蓝光波段反射率ρ3降低；大气订正后，归一化植被指数INDV较大气订正前有所增加，增加的最大值为0.104，抗土壤-大气植被指数IEV值略有减小，减小的最大值为0.005。
应用6S辐射传输模式对MODIS可见光到中红外波段的反射率进行大气订正，订正过程分两步进行：首先设定地表为朗伯体，再应用二向反射模型BRDF进行订正，订正结果与美国MODIS研究组应用MAS实验结果进行比较表明，两者变化趋势是一致的；经过臭氧、水汽、气溶胶等散射吸收订正，对于一定范围的反射率，大气订正使植被区红光波段反射率ρ1降低、近红外波段反射率ρ2增加，蓝光波段反射率ρ3降低；大气订正后，归一化植被指数INDV较大气订正前有所增加，增加的最大值为0.104，抗土壤-大气植被指数IEV值略有减小，减小的最大值为0.005。
2004, 15(6): 658-663
摘要:
一种简单云分析方案, 用于由多普勒天气雷达反射率反演中尺度大气模式初值分析中的云微物理变量（云水混合比和雨水混合比）和空气湿度变量（比湿），使模式积分初始场反映出观测空间的云微物理特征以及哪些空间位置上的大气处于饱和状态。应用于2002年6月梅雨期安徽省马鞍山市一次降水过程的临近数值预报试验结果表明，模式预报的大气综合反射率与雷达观测的回波图像相近，由云微物理变量变化表示的模式云系演变与雷达观测的回波图像一致, 伴随模拟的中小尺度云系, 模式大气能很快调整出合理的中小尺度流场辐散、辐合结构；它们明显好于模式初始场不引入雷达反射率时的结果，即这种方法对改进临近数值天气预报准确率是有效的。
一种简单云分析方案, 用于由多普勒天气雷达反射率反演中尺度大气模式初值分析中的云微物理变量（云水混合比和雨水混合比）和空气湿度变量（比湿），使模式积分初始场反映出观测空间的云微物理特征以及哪些空间位置上的大气处于饱和状态。应用于2002年6月梅雨期安徽省马鞍山市一次降水过程的临近数值预报试验结果表明，模式预报的大气综合反射率与雷达观测的回波图像相近，由云微物理变量变化表示的模式云系演变与雷达观测的回波图像一致, 伴随模拟的中小尺度云系, 模式大气能很快调整出合理的中小尺度流场辐散、辐合结构；它们明显好于模式初始场不引入雷达反射率时的结果，即这种方法对改进临近数值天气预报准确率是有效的。
2004, 15(6): 664-664
摘要:
2004, 15(6): 665-671
摘要:
通过对积雪、地物和云进行光谱分析，指出积雪在传统的NOAA-AVHRR可见光和近红外通道的高反射性特点和新增的1.6 μm红外通道上的低反射性特点为提取积雪盖度提供了大量的光谱信息。首先对AVHRR数据进行主成分分析，提取含99%信息量的前两个主分量，对其进行散点图分析，获取终元。最后使用两种策略进行多光谱混合像元分解，提取积雪盖度参数，结果很相似，说明混合像元分解是提取积雪盖度参数的有效方法。
通过对积雪、地物和云进行光谱分析，指出积雪在传统的NOAA-AVHRR可见光和近红外通道的高反射性特点和新增的1.6 μm红外通道上的低反射性特点为提取积雪盖度提供了大量的光谱信息。首先对AVHRR数据进行主成分分析，提取含99%信息量的前两个主分量，对其进行散点图分析，获取终元。最后使用两种策略进行多光谱混合像元分解，提取积雪盖度参数，结果很相似，说明混合像元分解是提取积雪盖度参数的有效方法。
2004, 15(6): 672-680
摘要:
为促进中国大气臭氧高空探测业务化进程，中国科学院大气物理研究所和中国气象局监测网络司联合组织了对国产GPS数字化大气臭氧探空仪（GPSO3）和芬兰Vaisala 公司产大气臭氧探空仪(Vaisala)主要技术性能的比对。现场平行施放比对于2002年1月在北京进行，共施放了7对臭氧探空仪。对两类大气臭氧探空仪现场平行施放比对试验结果的分析表明，两种臭氧探空仪所获得的大气中臭氧浓度随高度的变化特征之间有很好的一致性。在12～27 km高度范围内，两种探空仪臭氧测值之间的相对误差平均在10％以内，而在10 km以下和27 km以上，GPSO3探空仪的臭氧测值偏高。本文介绍了比对方法，分析了两类探空仪对臭氧廓线某些特征值的比对结果并讨论了平行施放比对时气球升速的差异可能对臭氧测值带来的影响。
为促进中国大气臭氧高空探测业务化进程，中国科学院大气物理研究所和中国气象局监测网络司联合组织了对国产GPS数字化大气臭氧探空仪（GPSO3）和芬兰Vaisala 公司产大气臭氧探空仪(Vaisala)主要技术性能的比对。现场平行施放比对于2002年1月在北京进行，共施放了7对臭氧探空仪。对两类大气臭氧探空仪现场平行施放比对试验结果的分析表明，两种臭氧探空仪所获得的大气中臭氧浓度随高度的变化特征之间有很好的一致性。在12～27 km高度范围内，两种探空仪臭氧测值之间的相对误差平均在10％以内，而在10 km以下和27 km以上，GPSO3探空仪的臭氧测值偏高。本文介绍了比对方法，分析了两类探空仪对臭氧廓线某些特征值的比对结果并讨论了平行施放比对时气球升速的差异可能对臭氧测值带来的影响。
2004, 15(6): 681-687
摘要:
利用地面加密资料，分析了2003年淮河流域6~7月降水的时空分布和气候统计特征以及降水雨情、水情特征，并与历史同期进行了比较。结果表明：2003年淮河流域梅雨期经历了7次强降水过程，降水总量和洪水流量都超过1991年同期，但低于1954年梅雨期；2003年淮河流域降水的突出特点是：雨带稳定、暴雨集中和突发性强；水情特点是：洪峰逐次递减；造成淮河流域全线超警戒水位的重要原因是：2003年春季降水偏多、7月份副热带高压位置偏南以及淮河中游下段河床剖面倒比降。
利用地面加密资料，分析了2003年淮河流域6~7月降水的时空分布和气候统计特征以及降水雨情、水情特征，并与历史同期进行了比较。结果表明：2003年淮河流域梅雨期经历了7次强降水过程，降水总量和洪水流量都超过1991年同期，但低于1954年梅雨期；2003年淮河流域降水的突出特点是：雨带稳定、暴雨集中和突发性强；水情特点是：洪峰逐次递减；造成淮河流域全线超警戒水位的重要原因是：2003年春季降水偏多、7月份副热带高压位置偏南以及淮河中游下段河床剖面倒比降。
2004, 15(6): 688-695
摘要:
利用热带气旋年鉴资料统计了1949~2000年南海热带气旋影响期间我国长三角地区的最大降水量，计算有南海热带气旋影响时最大降水量大于50 mm的条件概率为60%。并把历年引起长三角地区50 mm以上降水的南海气旋频数序列作小波变换，发现其具有周期性振荡的特点，并且振荡周期在频率的分布上也有一定的规律。把南海热带气旋频数序列与夏季3个月副高面积指数之和的序列做交叉谱分析，发现两者具有准2年和准5年的耦合周期，气旋频数序列在位相上超前约半年。最后用1951~1999年的500 hPa月平均高度资料统计频数异常年的500 hPa高度场的距平和t统计量，发现在西太平洋、大西洋和极地都有显著的异常。
利用热带气旋年鉴资料统计了1949~2000年南海热带气旋影响期间我国长三角地区的最大降水量，计算有南海热带气旋影响时最大降水量大于50 mm的条件概率为60%。并把历年引起长三角地区50 mm以上降水的南海气旋频数序列作小波变换，发现其具有周期性振荡的特点，并且振荡周期在频率的分布上也有一定的规律。把南海热带气旋频数序列与夏季3个月副高面积指数之和的序列做交叉谱分析，发现两者具有准2年和准5年的耦合周期，气旋频数序列在位相上超前约半年。最后用1951~1999年的500 hPa月平均高度资料统计频数异常年的500 hPa高度场的距平和t统计量，发现在西太平洋、大西洋和极地都有显著的异常。
2004, 15(6): 696-705
摘要:
根据江苏省60个气象站1961~2001年的逐月降水量资料，计算了逐月、季和年降水量距平百分率（RAP），以此研究了江苏降水的长期趋势和年代际变化特征及其空间差异。结果表明：全省平均降水量1、3、6月有显著的增多趋势，而4、9两月有显著的减少趋势；年降水量，南部增多，而北部减少；春季降水量大部分地区减少，夏季降水量主要是南部增多，北部减少，秋季大部分地区降水量减少，冬季全省降水量增多。4个年代年RAP符号变化，在江苏南部呈“--++”型，北部为“++--”型，中部则呈“+--+”、“+-+-”等过渡型。春季则在北方呈“-+-+”型，中部呈“+--+”型，南部呈“+---”型，徐州和盐城地区主要为“++-+”型。夏季RAP符号，主要分布型由北到南依次为“++--”、“+-+-”、“+--+”、“-+-+”和“--++”。秋季RAP符号全省绝大多数台站为“+-+-”型。冬季RAP符号在东部和南部大片地区为“-+-+”型，而西部则主要为“-+++”、“--++”、“-+-+”和“---+”型混杂。
根据江苏省60个气象站1961~2001年的逐月降水量资料，计算了逐月、季和年降水量距平百分率（RAP），以此研究了江苏降水的长期趋势和年代际变化特征及其空间差异。结果表明：全省平均降水量1、3、6月有显著的增多趋势，而4、9两月有显著的减少趋势；年降水量，南部增多，而北部减少；春季降水量大部分地区减少，夏季降水量主要是南部增多，北部减少，秋季大部分地区降水量减少，冬季全省降水量增多。4个年代年RAP符号变化，在江苏南部呈“--++”型，北部为“++--”型，中部则呈“+--+”、“+-+-”等过渡型。春季则在北方呈“-+-+”型，中部呈“+--+”型，南部呈“+---”型，徐州和盐城地区主要为“++-+”型。夏季RAP符号，主要分布型由北到南依次为“++--”、“+-+-”、“+--+”、“-+-+”和“--++”。秋季RAP符号全省绝大多数台站为“+-+-”型。冬季RAP符号在东部和南部大片地区为“-+-+”型，而西部则主要为“-+++”、“--++”、“-+-+”和“---+”型混杂。
2004, 15(6): 706-711
摘要:
该文以国家气象中心的有限区域业务预报模式为基础，在模式中引入了简化的混合相云方案，其中包括云水雨水的冻结、冰雪的融化等冰相过程；并把模式的水平分辨率由0.5°×0.5°提高到0.25°×0.25°经纬度网格。在此基础上建立了较高分辨率的同化预报系统，并使用实时资料进行预报对比试验。试验结果表明，改进后的降水落区预报有了明显进步，强降水中心的降雨量预报也有所增强，与原方案相比更接近于降水实况。
该文以国家气象中心的有限区域业务预报模式为基础，在模式中引入了简化的混合相云方案，其中包括云水雨水的冻结、冰雪的融化等冰相过程；并把模式的水平分辨率由0.5°×0.5°提高到0.25°×0.25°经纬度网格。在此基础上建立了较高分辨率的同化预报系统，并使用实时资料进行预报对比试验。试验结果表明，改进后的降水落区预报有了明显进步，强降水中心的降雨量预报也有所增强，与原方案相比更接近于降水实况。
2004, 15(6): 712-718
摘要:
通过对远程自动气象站数据实时采集传输通讯方式的比较，提出基于通用分组无线业务（GPRS）的远程自动气象站数据实时采集和传输系统的技术方案，以小数据流方式，实现野外自动气象站观测数据的实时采集、传输和对观测设备运行的监控，达到节约经费，提高数据传输时效的目的，并将此系统成功地用于苏通长江公路大桥施工期气象环境监测与预警系统中。
通过对远程自动气象站数据实时采集传输通讯方式的比较，提出基于通用分组无线业务（GPRS）的远程自动气象站数据实时采集和传输系统的技术方案，以小数据流方式，实现野外自动气象站观测数据的实时采集、传输和对观测设备运行的监控，达到节约经费，提高数据传输时效的目的，并将此系统成功地用于苏通长江公路大桥施工期气象环境监测与预警系统中。
2004, 15(6): 719-726
摘要:
该文概述了造成自动观测与人工观测数据差异的各种原因，其中包括仪器的测量原理与观测方法不同，观测时间和空间不同，采样方式与算法不同，观测时次不同等等。通过对比分析基本气象要素，如气压、气温、地温、风向风速、降水、湿度等的两种观测数据，认为自动气象站的观测结果更接近大气中的实际情况。自动站对气压、气温和风向风速的观测有明显的优势，但在雨量累计量的测量和高温高湿下的湿度测量效果不理想。
该文概述了造成自动观测与人工观测数据差异的各种原因，其中包括仪器的测量原理与观测方法不同，观测时间和空间不同，采样方式与算法不同，观测时次不同等等。通过对比分析基本气象要素，如气压、气温、地温、风向风速、降水、湿度等的两种观测数据，认为自动气象站的观测结果更接近大气中的实际情况。自动站对气压、气温和风向风速的观测有明显的优势，但在雨量累计量的测量和高温高湿下的湿度测量效果不理想。
2004, 15(6): 727-736
摘要:
对国家级气象资料存储检索系统的需求进行了分析，进而对系统进行了功能设计，并在技术调研和分析的基础上确定了功能实现的技术路线：在数据管理方面采用数据库和文件系统相结合的方式；在存储管理方面采用分级存储管理模式，并解决了数据库的分级存储管理技术；在检索应用方面提供了程序调用式检索方式，并通过采用中间件技术实现了基于B/S结构的程序调用式检索；通过选用HPSS技术解决了由异种机型构成的高性能计算机群存储池问题；通过分别建立实时数据库和综合数据库解决了气象资料的规范化存储和实时业务使用需求之间的矛盾；在应用软件开发方面严格按照有关规范进行。
对国家级气象资料存储检索系统的需求进行了分析，进而对系统进行了功能设计，并在技术调研和分析的基础上确定了功能实现的技术路线：在数据管理方面采用数据库和文件系统相结合的方式；在存储管理方面采用分级存储管理模式，并解决了数据库的分级存储管理技术；在检索应用方面提供了程序调用式检索方式，并通过采用中间件技术实现了基于B/S结构的程序调用式检索；通过选用HPSS技术解决了由异种机型构成的高性能计算机群存储池问题；通过分别建立实时数据库和综合数据库解决了气象资料的规范化存储和实时业务使用需求之间的矛盾；在应用软件开发方面严格按照有关规范进行。
2004, 15(6): 737-744
摘要:
降水自记纸彩色扫描数字化处理系统是实现由降水自记纸彩色图像转变成每分钟降水量的计算机处理系统。该文介绍了降水自记纸彩色扫描数字化处理系统的设计思想、系统结构和系统功能（自记纸预处理、扫描、扫描检查、降水曲线提取、降水强度数据转换），并从降水自记纸扫描图形的数字化精度分析和扫描分辨率、降水曲线自动跟踪提取（降水曲线彩色表征区分、降水曲线迹线跟踪提取、图像旋转技术、图像二值化和滚动条改变阈值、图像同步显示技术、鼠标定位键盘方向键微量移动修正技术）、图形数字化数据处理技术（尾数累计进位及其误差、二项式滑动平均法）、同步定位显示技术等系统设计中的代表性技术进行了介绍。降水自记纸彩色扫描数字化处理系统已在全国各省投入业务应用。
降水自记纸彩色扫描数字化处理系统是实现由降水自记纸彩色图像转变成每分钟降水量的计算机处理系统。该文介绍了降水自记纸彩色扫描数字化处理系统的设计思想、系统结构和系统功能（自记纸预处理、扫描、扫描检查、降水曲线提取、降水强度数据转换），并从降水自记纸扫描图形的数字化精度分析和扫描分辨率、降水曲线自动跟踪提取（降水曲线彩色表征区分、降水曲线迹线跟踪提取、图像旋转技术、图像二值化和滚动条改变阈值、图像同步显示技术、鼠标定位键盘方向键微量移动修正技术）、图形数字化数据处理技术（尾数累计进位及其误差、二项式滑动平均法）、同步定位显示技术等系统设计中的代表性技术进行了介绍。降水自记纸彩色扫描数字化处理系统已在全国各省投入业务应用。
2004, 15(6): 745-753
摘要:
气象部门观测台站通信网络，开展了基于WebGIS技术的农业气象信息共享与发布技术研究。根据气象行业标准和网络数据标准，对农业气象信息进行标准化处理，选用SQ L Server 2000建立了WebGIS应用系统所需的网络共享数据库，利用IIS、ArcIMS (Internet Map Server) 构建农业气象信息服务WebGIS平台。采用JavaScript、ArcXML和ActiveX编程方式，结合ArcGIS和ArcIMS Manager地理信息软件和管理工具，开发服务端的相关应用软件。在客户端实现了从属性到空间和空间到属性的农业气象信息双向查询以及农业气象信息专题地图分析功能，为用户提供详细、丰富、高质量的农业气象信息服务。
气象部门观测台站通信网络，开展了基于WebGIS技术的农业气象信息共享与发布技术研究。根据气象行业标准和网络数据标准，对农业气象信息进行标准化处理，选用SQ L Server 2000建立了WebGIS应用系统所需的网络共享数据库，利用IIS、ArcIMS (Internet Map Server) 构建农业气象信息服务WebGIS平台。采用JavaScript、ArcXML和ActiveX编程方式，结合ArcGIS和ArcIMS Manager地理信息软件和管理工具，开发服务端的相关应用软件。在客户端实现了从属性到空间和空间到属性的农业气象信息双向查询以及农业气象信息专题地图分析功能，为用户提供详细、丰富、高质量的农业气象信息服务。
2004, 15(6): 754-766
摘要:
目前，临近预报技术主要包括雷暴识别追踪和外推预报技术、数值预报技术以及以分析观测资料为主的概念模型预报技术等。其中，识别追踪和外推预报技术主要以雷达资料为基础，在这方面，交叉相关外推和回波特征追踪识别外推是比较成熟的技术，已经用于许多的临近预报业务系统中，其缺陷是预报时效较短，准确率也不是很高。随着精细数值天气预报技术和计算机技术的发展，利用多普勒天气雷达资料和其它中小尺度观测资料进行数值模式初始化，来预报雷暴的发生、发展和消亡已经成为一个研究的热点，该技术发展很快但还不成熟。概念模型预报技术主要是通过综合分析多种中小尺度观测资料，包括雷达和气象卫星资料等，在此基础上建立雷暴发生、发展和消亡的概念模型，特别是边界层辐合线和强对流的密切关系等，再结合数值模式分析预报和其它外推技术的结果，然后建立雷暴临近预报的专家系统，其不但可以获取雷暴和对流降水移动、发展的信息，还可以预报它们的生成和消亡。检验和定性评估也表明，将多种资料和技术集于一体的概念模型专家系统，其临近预报的准确率最高，时效也最长，是临近预报技术未来发展的主要趋势之一。NCAR的Auto Nowcaster系统是雷暴临近预报概念模型专家系统的一个典型代表。
目前，临近预报技术主要包括雷暴识别追踪和外推预报技术、数值预报技术以及以分析观测资料为主的概念模型预报技术等。其中，识别追踪和外推预报技术主要以雷达资料为基础，在这方面，交叉相关外推和回波特征追踪识别外推是比较成熟的技术，已经用于许多的临近预报业务系统中，其缺陷是预报时效较短，准确率也不是很高。随着精细数值天气预报技术和计算机技术的发展，利用多普勒天气雷达资料和其它中小尺度观测资料进行数值模式初始化，来预报雷暴的发生、发展和消亡已经成为一个研究的热点，该技术发展很快但还不成熟。概念模型预报技术主要是通过综合分析多种中小尺度观测资料，包括雷达和气象卫星资料等，在此基础上建立雷暴发生、发展和消亡的概念模型，特别是边界层辐合线和强对流的密切关系等，再结合数值模式分析预报和其它外推技术的结果，然后建立雷暴临近预报的专家系统，其不但可以获取雷暴和对流降水移动、发展的信息，还可以预报它们的生成和消亡。检验和定性评估也表明，将多种资料和技术集于一体的概念模型专家系统，其临近预报的准确率最高，时效也最长，是临近预报技术未来发展的主要趋势之一。NCAR的Auto Nowcaster系统是雷暴临近预报概念模型专家系统的一个典型代表。
2004, 15(6): 767-768
摘要:
大气动力学研究始于20世纪初期，如运用流体力学发展了环流理论；1930年代，应用波动力学发现了Rossby波。50年代初实现了基于正压模式的数值天气预报，因此动力学在大气科学一直处于主导地位。但自1980年代起随着气候和全球变化研究的进展，热力学放到越来越重要的位置上，因为热力学因子对大气和地球系统的长期行为更为重要。
大气动力学研究始于20世纪初期，如运用流体力学发展了环流理论；1930年代，应用波动力学发现了Rossby波。50年代初实现了基于正压模式的数值天气预报，因此动力学在大气科学一直处于主导地位。但自1980年代起随着气候和全球变化研究的进展，热力学放到越来越重要的位置上，因为热力学因子对大气和地球系统的长期行为更为重要。
2004, 15(6)
摘要:
第 1期论 著2 0 0 2年 3月 1 9日沙尘暴爆发条件分析肖贤俊 刘还珠 宋振鑫等 ( 1 )…………………………对流能量计算及强对流天气落区预报技术研究李耀东 高守亭 刘健文 ( 1 0 )……………………1 996年 7月洞庭湖流域持续性暴雨过程分析张小玲 陶诗言 张顺利等 ( 2 1 )…………………1 984～ 2 0 0 0年印度洋与中国地区上空对流层中上层及平流层气溶胶变化和输送特征 ………王开存 李维亮 白立杰 ( 32 )……………………………………………………………………渍水麦田土壤水分动态模型研究胡继超 曹卫星 罗卫红…
第 1期论 著2 0 0 2年 3月 1 9日沙尘暴爆发条件分析肖贤俊 刘还珠 宋振鑫等 ( 1 )…………………………对流能量计算及强对流天气落区预报技术研究李耀东 高守亭 刘健文 ( 1 0 )……………………1 996年 7月洞庭湖流域持续性暴雨过程分析张小玲 陶诗言 张顺利等 ( 2 1 )…………………1 984～ 2 0 0 0年印度洋与中国地区上空对流层中上层及平流层气溶胶变化和输送特征 ………王开存 李维亮 白立杰 ( 32 )……………………………………………………………………渍水麦田土壤水分动态模型研究胡继超 曹卫星 罗卫红…
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