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中国气象局2003年 第14卷 第4期
2003, 14(4): 385-394
摘要
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摘要:
FY-1C极轨气象卫星扫描辐射仪第10通道的观测波长为0.90~0.965μm，位于弱水汽吸收区，邻近的第2通道观测波长为0.84~0.89μm，位于大气窗区。该文根据R.Frouin提出的算法，用FY-1C资料实现了近红外水汽吸收区和窗区两个通道联合反演水汽总含量。所用的反演关系式为
FY-1C极轨气象卫星扫描辐射仪第10通道的观测波长为0.90~0.965μm，位于弱水汽吸收区，邻近的第2通道观测波长为0.84~0.89μm，位于大气窗区。该文根据R.Frouin提出的算法，用FY-1C资料实现了近红外水汽吸收区和窗区两个通道联合反演水汽总含量。所用的反演关系式为
2003, 14(4): 395-401
摘要:
气象卫星应用系统是一个异构平台的分布式处理系统，由多机协同完成资料接收、传输、处理、存档与产品分发等任务。使用网络编程进行气象卫星资料的传输，可以提高资料的传输实效，确保分布式环境下不同系统之间的同步与资料的可靠性，从而保证气象卫星产品及时提供用户使用。该文介绍了网络编程技术在气象卫星资料传输方面的应用。
气象卫星应用系统是一个异构平台的分布式处理系统，由多机协同完成资料接收、传输、处理、存档与产品分发等任务。使用网络编程进行气象卫星资料的传输，可以提高资料的传输实效，确保分布式环境下不同系统之间的同步与资料的可靠性，从而保证气象卫星产品及时提供用户使用。该文介绍了网络编程技术在气象卫星资料传输方面的应用。
2003, 14(4): 402-409
摘要:
为了研究中国大陆温室性气体CO2、CH4和N2O大气浓度的区域分布和变化特征以及与人类活动的关系，从1995~2000年，先后在青海瓦里关山全球大气基准站（36°18′N，100°54′E，3810 m）及河北中国科学院兴隆天文台（40°24′N，117°30′E, 940 m），利用不锈钢瓶取样和气相色谱法分析，观测了两地大气中温室气体CO2、CH4和N2O的浓度及其变化情况。结果表明：兴隆和瓦里关山站CO2、CH4和N2O的同期年平均浓度分别为376.7×10-6和373.5×10-6，1886×10-9和1831×10-9，316.7×10-9和314.9×10-9。从1995~2000年，兴隆站CO2、CH4和N2O的年增长率分别为1.95×10-6，9.02×10-9和0.75×10-9。而瓦里关山站从1997~2000年，CO2、CH4和N2O的年增长率分别为1.41×10-6，9.95×10-9和0.82×10-9。两地大气中三种气体的浓度与年增长率与全球同类台站的观测结果接近。同时也在一定程度上反映了各自不同的环境背景特征。
为了研究中国大陆温室性气体CO2、CH4和N2O大气浓度的区域分布和变化特征以及与人类活动的关系，从1995~2000年，先后在青海瓦里关山全球大气基准站（36°18′N，100°54′E，3810 m）及河北中国科学院兴隆天文台（40°24′N，117°30′E, 940 m），利用不锈钢瓶取样和气相色谱法分析，观测了两地大气中温室气体CO2、CH4和N2O的浓度及其变化情况。结果表明：兴隆和瓦里关山站CO2、CH4和N2O的同期年平均浓度分别为376.7×10-6和373.5×10-6，1886×10-9和1831×10-9，316.7×10-9和314.9×10-9。从1995~2000年，兴隆站CO2、CH4和N2O的年增长率分别为1.95×10-6，9.02×10-9和0.75×10-9。而瓦里关山站从1997~2000年，CO2、CH4和N2O的年增长率分别为1.41×10-6，9.95×10-9和0.82×10-9。两地大气中三种气体的浓度与年增长率与全球同类台站的观测结果接近。同时也在一定程度上反映了各自不同的环境背景特征。
2003, 14(4): 410-418
摘要:
提出了在异构系统实现负载平衡的区域分解算法和实现负载平衡的计算方法，利用它的负反馈性质解决了异构系统处理机计算速度测量误差造成的负载测量不准问题，并对处理机速度变化，速度测量误差、处理机数量、网格点计算量的分布等因素的影响进行了计算，结果表明本方法具有很强的平衡负载能力和较强的适应性；根据计算结果提出了解决模式网格点计算量不易测量问题的解决方案，并用扩散方程和模拟物理过程进行试验，试验表明这种方法是可行的，平衡负载的效果十分显著。
提出了在异构系统实现负载平衡的区域分解算法和实现负载平衡的计算方法，利用它的负反馈性质解决了异构系统处理机计算速度测量误差造成的负载测量不准问题，并对处理机速度变化，速度测量误差、处理机数量、网格点计算量的分布等因素的影响进行了计算，结果表明本方法具有很强的平衡负载能力和较强的适应性；根据计算结果提出了解决模式网格点计算量不易测量问题的解决方案，并用扩散方程和模拟物理过程进行试验，试验表明这种方法是可行的，平衡负载的效果十分显著。
2003, 14(4): 419-429
摘要:
利用滑动分区切比雪夫展开方法，求取高度场特征分布的展开系数及其时间变量，通过相关分析，从中提取物理意义明确和相关性好的预报因子集和消空因子集，再通过预报因子的多形态组合分析，提炼出物理图像清晰的福建省前汛期区域暴雨预报模型。研究结果表明：以高度场的滑动分区切比雪夫展开系数做为研制前汛期的区域性暴雨预报模型的信息源是合理且可行的。切比雪夫正交多项式能够对要素场的内在特征信息进行定量化提取，生成彼此相互独立的场量因子；滑动分区展开技术可对场信息做极限化的开发，产生多种尺度的特征信息，从而获得对预报对象成因更完备的认识。
利用滑动分区切比雪夫展开方法，求取高度场特征分布的展开系数及其时间变量，通过相关分析，从中提取物理意义明确和相关性好的预报因子集和消空因子集，再通过预报因子的多形态组合分析，提炼出物理图像清晰的福建省前汛期区域暴雨预报模型。研究结果表明：以高度场的滑动分区切比雪夫展开系数做为研制前汛期的区域性暴雨预报模型的信息源是合理且可行的。切比雪夫正交多项式能够对要素场的内在特征信息进行定量化提取，生成彼此相互独立的场量因子；滑动分区展开技术可对场信息做极限化的开发，产生多种尺度的特征信息，从而获得对预报对象成因更完备的认识。
2003, 14(4): 430-436
摘要:
利用1991~1999年9年间飞机人工增雨外场试验期间长春市气象局07：00或19：00(北京时，下同) 的701测风雷达和吉林省气象台713数字化雷达观测资料，依据穿云实际宏观观测资料将增雨潜力区分为：Ⅰ级（较大）和Ⅱ级（较小）。然后应用逐步判别方法求得500 hPa风速的南风分量、回波顶高度、负温层回波厚度/正温层回波厚度、0℃层高度/回波顶高共4个气象因子参加的两组判别函数S1、S2。再用Microsoft VB6.0可视化编程语言，以作业前最近时次探空报中500 hPa风向风速和雷达回波参数为基础将全省划分成9个催化作业区域，根据云系主体回波所在区域，对预催化或正在催化的层状云系进行自动解报、逐步判别方程计算和增雨潜力的自动显示。
2003, 14(4): 437-444
摘要:
利用中国西藏高原25个台站1971~2000年月平均最高气温 (Tmax)、最低气温 (Tmin) 及气温日较差 (ΔT)，分析了西藏高原最高、最低气温的非对称变化。结果发现，西藏高原普遍存在非对称变化现象，以Tmax、Tmin显著上升，但Tmin上升幅度大于Tmax为主要类型。Tmax上升主要表现在夏季，Tmin增暖以秋季最为明显，ΔT显著变小主要是由于Tmin明显增暖引起的。Tmin的上升幅度随海拔高度的上升而增加，Tmax在3000~4000 m地区增温最大，而ΔT在4000 m以上呈显著的减小趋势。
利用中国西藏高原25个台站1971~2000年月平均最高气温 (Tmax)、最低气温 (Tmin) 及气温日较差 (ΔT)，分析了西藏高原最高、最低气温的非对称变化。结果发现，西藏高原普遍存在非对称变化现象，以Tmax、Tmin显著上升，但Tmin上升幅度大于Tmax为主要类型。Tmax上升主要表现在夏季，Tmin增暖以秋季最为明显，ΔT显著变小主要是由于Tmin明显增暖引起的。Tmin的上升幅度随海拔高度的上升而增加，Tmax在3000~4000 m地区增温最大，而ΔT在4000 m以上呈显著的减小趋势。
2003, 14(4): 445-451
摘要:
应用GMS TBB资料对2001年亚洲夏季风活动作了诊断分析，得到中南半岛和我国南海共经历了3次季风爆发过程，且强度都强于历史同期水平；揭示了印度—孟加拉湾、中南半岛以及我国南海3个季风区季风爆发与间歇的特征。分析了季风对华南及长江中下游地区三次（6月上旬至中旬初、6月下旬至7月上旬、8月末）暴雨过程的影响，指出季风爆发及其与北方南下冷空气的结合，是造成东南部地区出现大范围长时间强降水的必要条件，从而为该地区强降水过程预报提供某些重要线索。
应用GMS TBB资料对2001年亚洲夏季风活动作了诊断分析，得到中南半岛和我国南海共经历了3次季风爆发过程，且强度都强于历史同期水平；揭示了印度—孟加拉湾、中南半岛以及我国南海3个季风区季风爆发与间歇的特征。分析了季风对华南及长江中下游地区三次（6月上旬至中旬初、6月下旬至7月上旬、8月末）暴雨过程的影响，指出季风爆发及其与北方南下冷空气的结合，是造成东南部地区出现大范围长时间强降水的必要条件，从而为该地区强降水过程预报提供某些重要线索。
2003, 14(4): 452-461
摘要:
针对目前国际上数值预报模式的最新发展趋势，综述了新形势下多尺度非静力通用数值预报模式框架的设计策略。目前世界上开发通用模式主要有两个途经，一是建立一个离散化方案和源程序代码共享的、全球和有限区通用的模式，二是建立一个单一的全球可变分辨率的模式。还从通用模式方程组的选取策略、模式网格属性的构造，时间积分方案、空间离散方案，垂直坐标的选取等方面进行了分析。
针对目前国际上数值预报模式的最新发展趋势，综述了新形势下多尺度非静力通用数值预报模式框架的设计策略。目前世界上开发通用模式主要有两个途经，一是建立一个离散化方案和源程序代码共享的、全球和有限区通用的模式，二是建立一个单一的全球可变分辨率的模式。还从通用模式方程组的选取策略、模式网格属性的构造，时间积分方案、空间离散方案，垂直坐标的选取等方面进行了分析。
2003, 14(4): 462-468
摘要:
在WCSODS（小麦模拟优化决策系统）中增加了过量土壤水对小麦光合作用、干物质分配、叶片衰老等影响模块，实现了渍害条件下对冬小麦生长和产量的模拟。用试验资料和区域统计单产对模型进行了检验，结果表明：模拟误差在10%以内。灵敏度分析的结果亦表明：随着渍水持续天数的增加，小麦渍害加重，10 d渍水对产量影响不大，而30 d渍水可造成减产7%~32%；当渍水天数相同时，以孕穗期的渍害对产量影响最大；灌浆期、拔节期次之，冬前分蘖期的影响较小。这与当地小麦专家的看法相一致，说明小麦渍害模型具有一定的合理性。利用本模型和南京、南通两地的历史气象和产量资料，对大面积小麦平均单产进行了试预报，结果基本令人满意。
在WCSODS（小麦模拟优化决策系统）中增加了过量土壤水对小麦光合作用、干物质分配、叶片衰老等影响模块，实现了渍害条件下对冬小麦生长和产量的模拟。用试验资料和区域统计单产对模型进行了检验，结果表明：模拟误差在10%以内。灵敏度分析的结果亦表明：随着渍水持续天数的增加，小麦渍害加重，10 d渍水对产量影响不大，而30 d渍水可造成减产7%~32%；当渍水天数相同时，以孕穗期的渍害对产量影响最大；灌浆期、拔节期次之，冬前分蘖期的影响较小。这与当地小麦专家的看法相一致，说明小麦渍害模型具有一定的合理性。利用本模型和南京、南通两地的历史气象和产量资料，对大面积小麦平均单产进行了试预报，结果基本令人满意。
2003, 14(4): 469-478
摘要:
在冬小麦抽穗—灌浆期进行了水分胁迫实验，利用美国Licor公司生产的Licor-188B辐射量子照度仪及Licor-6400便携式光合作用测定仪，对水分胁迫引起的冬小麦光合生理生态变化进行了系统观测，系统地给出了冬小麦多种农业气象指标对水分胁迫的响应状况。在大量实测数据基础上，给出了包含辐射强度、温度及土壤水分因子的冬小麦叶片光合作用模式。该模式具有严格的理论推导过程和大量实验数据的支持，改进了传统水分胁迫对叶片光合速率影响的简单阶乘方法，从而为进一步准确推算水分胁迫对大田冬小麦光合作用的可能影响，以及水分胁迫对区域农业干旱的可能影响奠定了前提条件。该研究是冬小麦干旱预测模型的叶片子模型，为冬小麦农业干旱预测模型提供了丰富的基本参数，同时也为建立冬小麦干旱预测模型奠定了基本条件。
在冬小麦抽穗—灌浆期进行了水分胁迫实验，利用美国Licor公司生产的Licor-188B辐射量子照度仪及Licor-6400便携式光合作用测定仪，对水分胁迫引起的冬小麦光合生理生态变化进行了系统观测，系统地给出了冬小麦多种农业气象指标对水分胁迫的响应状况。在大量实测数据基础上，给出了包含辐射强度、温度及土壤水分因子的冬小麦叶片光合作用模式。该模式具有严格的理论推导过程和大量实验数据的支持，改进了传统水分胁迫对叶片光合速率影响的简单阶乘方法，从而为进一步准确推算水分胁迫对大田冬小麦光合作用的可能影响，以及水分胁迫对区域农业干旱的可能影响奠定了前提条件。该研究是冬小麦干旱预测模型的叶片子模型，为冬小麦农业干旱预测模型提供了丰富的基本参数，同时也为建立冬小麦干旱预测模型奠定了基本条件。
2003, 14(4): 479-486
摘要:
用统计方法和水量平衡法推导出江淮地区潜水蒸发经验计算模型。利用农田水分平衡原理分别在江淮地区建立了引入潜水蒸发量和没有引入潜水蒸发量的冬小麦和大豆土壤水分动态预报模型，并对这两种模型在地下水浅埋条件下的预报准确度进行比较。1980年的比较结果是：当预报时效为10天时，两种作物7个时段的土壤水分平均绝对误差前者为8.2 mm，后者为20.1 mm，平均相对误差分别为2.8%和6.8%。引入潜水蒸发量后，冬小麦和大豆土壤水分动态预报模型的预报准确度明显提高。
用统计方法和水量平衡法推导出江淮地区潜水蒸发经验计算模型。利用农田水分平衡原理分别在江淮地区建立了引入潜水蒸发量和没有引入潜水蒸发量的冬小麦和大豆土壤水分动态预报模型，并对这两种模型在地下水浅埋条件下的预报准确度进行比较。1980年的比较结果是：当预报时效为10天时，两种作物7个时段的土壤水分平均绝对误差前者为8.2 mm，后者为20.1 mm，平均相对误差分别为2.8%和6.8%。引入潜水蒸发量后，冬小麦和大豆土壤水分动态预报模型的预报准确度明显提高。
2003, 14(4): 487-495
摘要:
基于GIS技术和气候学模型，融合土地利用、海拔高度、坡度、坡向等地理信息，对平均气温、最低气温资料进行较高空间分辨率的地理订正，结合冬季经济林果的生长发育状况和受害指标，实现对广东寒害发生发展及其强度、范围的实时动态监测、预警。关键技术与结论：（1）采用过程降温幅度和过程极端最低气温2个因子定义寒害指标，克服传统业务指标局限性；（2）根据T213数值预报产品，采用MOS预报方程，实现广东省86个地面气象站的气温预报；(3) 采用包括经度、纬度、海拔高度3因子的地理订正模型，并进一步采用坡度、坡向地理订正技术，获得了较好效果。最后以1999年12月寒害过程为例检验了监测效果。
基于GIS技术和气候学模型，融合土地利用、海拔高度、坡度、坡向等地理信息，对平均气温、最低气温资料进行较高空间分辨率的地理订正，结合冬季经济林果的生长发育状况和受害指标，实现对广东寒害发生发展及其强度、范围的实时动态监测、预警。关键技术与结论：（1）采用过程降温幅度和过程极端最低气温2个因子定义寒害指标，克服传统业务指标局限性；（2）根据T213数值预报产品，采用MOS预报方程，实现广东省86个地面气象站的气温预报；(3) 采用包括经度、纬度、海拔高度3因子的地理订正模型，并进一步采用坡度、坡向地理订正技术，获得了较好效果。最后以1999年12月寒害过程为例检验了监测效果。
2003, 14(4): 499-501
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