留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2008年  第19卷  第4期

显示方式:
电导率加和性质及其在酸雨观测数据质量评估中的应用
汤洁, 徐晓斌, 杨志彪, 巴金, 王淑凤
2008, 19(4): 385-392
摘要(2910) HTML全文 (534) PDF 738KB(2277)
摘要:
大气降水中离子成分的电导率具有可加和性, 国际上已经普遍应用该原理对大气降水离子成分观测的数据质量进行分析和评估, 即所谓的相对电导率差 (conductance percent difference, CPD) 方法。该文应用CPD方法对我国4个大气本底观测站的电导率和降水离子成分数据进行了数据质量分析, 针对我国的降水电导率范围偏高等特点, 对国外推荐的CP D统计检验指标的适用性进行了讨论, 指出在我国应用CPD方法时宜采取pH值分组的方式, 并根据这种分组方式的统计分析, 估计4个大气本底观测站的部分pH值观测数据可能存在-0.05左右的测量误差。该文还依据降水中离子成分电导率的可加和性原理, 提出K-pH不等式方法, 可以用于中国气象局酸雨观测站网的pH值和电导率数据的现场校验和数据质量的分析评估。应用K-pH不等式方法对观测数据进行现场质量检验时, 对pH值小于5.0范围的酸性降水效果尤其显著。应用K-pH不等式方法对1992—2005年间全国酸雨观测站观测数据的统计分析显示, 部分酸雨观测站的pH值测量数据可能存在-0.1~-0.3左右的系统性负偏差。
1997—2006年我国雷电灾情特征
马明, 吕伟涛, 张义军, 孟青, 杨晶
2008, 19(4): 393-400
摘要:
该文建立了全国雷电灾害 (简称雷灾) 数据库, 对1997—2006年气象部门收集的雷灾资料进行统计分析, 给出了我国雷电灾情的时空分布特征、受损财物情况、受伤害人员情况等。资料包括32071例雷灾事件, 其中4287例雷灾造成了4488人死亡, 4320人受伤, 估计我国每年每一百万人中大约有0.53人死于雷击, 高于美国、英国。我国雷灾多发生在东部沿海地区和南部地区, 广东省最为严重, 总计上报8770例雷灾事件, 造成772人死亡和662人受伤; 当考虑人口权重时海南省、西藏自治区的雷灾人员死伤率最高。我国雷灾全年都可以发生, 夏季占全年的65%以上, 7月最高。人员伤亡雷灾和财产损失雷灾发生在13:00— 20:00(北京时) 的分别占总数的73%和62%, 16:00为峰顶。雷灾中受伤害的农民占总死伤人数的93%, 城市人员仅占7%。统计人员伤亡雷灾中的雷击地点, 最多的发生在农田, 为32%, 其次为建构筑物, 为23%, 以下依次为开阔地、水域、树下、山地等。此外还分析了雷灾中受损行业、财物等信息。
一次多回击自然闪电的高速摄像观测
李俊, 张义军, 吕伟涛, 董万胜, 陈绍东, 李斌
2008, 19(4): 401-411
摘要(3602) HTML全文 (599) PDF 900KB(1888)
摘要:
2006年8月1日在广东省从化市利用成像率为5000幅/s的高速摄像系统观测得到了一次包含有13个回击过程的自然负地闪, 其梯级先导的传播速度为106 m/s的量级; 一次企图先导的传播速度随高度的降低而减小; 一次直窜先导的传播速度随高度的降低而增加。有3次继后回击相对积分亮度的峰值大于首次回击相对积分亮度的峰值。研究发现:此次自然闪电的继后回击及紧跟其后的连续电流过程的发光总量与该次继后回击之前闪电通道的截止时间有关, 较大的发光总量对应于较长的截止时间, 较小的发光总量对应于较短的截止时间, 但两者没有固定的比例关系。
海南GPS网探测对流层水汽廓线的试验研究
毕研盟, 毛节泰, 毛辉
2008, 19(4): 412-419
摘要:
介绍了2005年11月在海南地区进行的一次地基GPS小网观测试验。试验目的是研究利用组网的GPS倾斜路径观测进行对流层水汽层析反演, 给出站点上空水汽的垂直廓线结构信息。概述了试验中GPS原始数据处理方法以及层析反演的方法。将GPS层析得到的水汽垂直廓线与海口站探空观测的水汽廓线进行了对比, 结果表明:二者一致性较好, 均方根误差在0.5g·m-3左右, 层析结果较好地反映出试验期间水汽减少、大气变干的过程。另外, 采用3种不同的先验信息方案测试分析了GPS层析的结果, 表明GPS观测量对水汽先验信息有明显的调整作用。并对GPS水汽层析中可能存在的问题进行了讨论。试验证明高时间分辨率的GPS观测有能力层析出GPS测站上空水汽的廓线信息。
光学像消旋系统在FY-3 MERSI图像定位中的应用
关敏, 郭强
2008, 19(4): 420-427
摘要:
45°旋转扫描反射镜模式是一种最常见的光机扫描模式。但45°镜的旋转反射会产生像旋转, 对于线列探测器并扫成像系统时会产生轴外视场无法配准。在遥感图像地理定位计算中, 如果只考虑45°旋转扫描反射镜的反射成像, 也同样会造成地理定位结果在轴外的大误差。在遥感图像地理定位处理中, 计算了K镜反射特性矩阵, 通过光学矢量反射和旋转计算, 在图像地理定位结果中消除了轴外误差。在分析了45°旋转扫描反射镜产生像旋转原因基础上, 给出了在遥感图像地理定位中45°旋转扫描反射镜和K镜光学像消旋系统的处理方法。将该方法用于FY-3 MERSI 10元并扫探测器的遥感图像地理定位处理, 在图像定位结果中减小了误差, 地理定位结果平滑连续。并讨论了45°旋转扫描反射镜和K镜光学像消旋系统对遥感图像地理定位可能造成的其他误差。该方法同样适合于其他45°旋转扫描反射镜和K镜像消旋系统以及多元并扫遥感仪器的图像地理定位。
任意基线雷达反射率因子垂直剖面生成算法
肖艳姣, 刘黎平, 李中华
2008, 19(4): 428-434
摘要:
该文提出了一种基于雷达体扫资料的任意基线雷达反射率因子垂直剖面的生成算法。在计算雷达反射率因子垂直剖面上的格点在雷达极坐标中的仰角、方位和斜距位置后, 采用径向、方位上的最近邻居和垂直方向的线性内插相结合的客观分析方法得到格点上的反射率因子分析值。在垂直线性内插时分别用dBZ值和Z值 (单位: mm6/m3) 进行插值。结果表明:用该方法得到的雷达反射率因子垂直剖面从回波强度和空间位置来看都是合理的; 当采用垂直线性内插时, 用dBZ值插值比用Z值插值得到的雷达反射率因子垂直剖面在空间分布上更连续, 反射率因子分析值总体上更接近观测值; 低仰角的插值效果比高仰角的好。
沈阳冬夏季可吸入颗粒物浓度及尺度谱分布特征
严文莲, 周德平, 王扬峰, 杨军, 李子华
2008, 19(4): 435-443
摘要:
利用沈阳大气成分监测站颗粒物监测仪 (Grimm 180) 连续测得的夏季 (2006年8月)、冬季 (2006年12月和2007年1月) 可吸入颗粒物的数浓度和质量浓度数据, 分析了沈阳市可吸入颗粒物浓度日变化、谱分布及污染特征, 在此基础上结合沈阳市常规气象资料, 分析了气象要素和颗粒物污染之间的关系。结果表明:沈阳市冬、夏季部分时段可吸入颗粒物浓度存在明显的日变化和日际变化; 谱分布较好地符合Junge分布; 沈阳冬季PM10超标日数占冬季观测总天数的77%, PM2.5超标日数 (按美国EPA日均标准) 占冬季观测总天数的87%, PM10平均数浓度为6668.7个/cm3, 平均质量浓度达252.8μg/m3, 分别是夏季的3.0和2.4倍; 冬、夏季PM2.5/PM10平均质量分数分别为0.647和0.603, PM2.5占可吸入颗粒物总数量的99%以上; 浓度变化在很大程度上受到各种气象要素的影响, 与温度、风速负相关, 与湿度正相关, 降雨、降雪过程使得颗粒物浓度明显降低, 近地层逆温和雾是颗粒物增多的一个重要因素。颗粒物污染对城市能见度影响较大。
2005年12月3—21日山东半岛持续性暴雪特征及维持机制
周淑玲, 丛美环, 吴增茂, 闫淑莲, 杨成芳, 朱君鉴
2008, 19(4): 444-453
摘要:
利用多普勒雷达、卫星、常规观测资料及NCEP/NCAR再分析资料分析了2005年12月3—21日发生在山东半岛4次持续性冷流暴雪的特征及维持机制。结果表明:冬季强冷空气暴发南下时, 波状冷流云在渤海发展造成山东半岛暴雪, 暴雪具有明显的空间分布和强度的日变化特征; 多普勒雷达资料反映了暴雪回波PPI强度为35~40dBz, PPI径向速度图上反映低空急流和风辐合特征, RCS, VCS产品反映暴雪回波的垂直特征; 4次暴雪过程对应500hPa中高纬度欧亚上空为两涡一脊的建立和维持, θse时空演变反映4次强的干冷空气对应4次暴雪过程; 暴雪发生时南北风在渤海附近存在一弱的风区; 暴雪日水汽较非暴雪日充沛, 垂直上升运动和低层散度辐合与强降雪相对应; 暴雪日在渤海附近海面温度与850 hPa温度差大于20℃; 暴雪区为对流不稳定的大气层结。
TRMM卫星与机载雷达在降雨反演中的数据对比个例研究
陈廷娣, 王连仲, 窦贤康
2008, 19(4): 454-462
摘要:
热带降水测量卫星(TRMM)上搭载的测雨雷达是第一部能够提供三维降水信息的星载雷达,机载雷达也能够对降雨进行实时观测。由于机载和星载雷达观测有很多共同点,所以选择机载、星载雷达数据进行对比。1998年8月26日NOAA/P3飞机对Bonnie飓风进行了一次观测飞行,与此同时TRMM卫星也同步扫过该区域,因此利用对Bonnie飓风的机、星观测数据对应点数值对比、差值对比、平均值对比等,对Bonnie飓风做了进一步分析。对比结果一致,印证了TRMM数据的可靠性,同时进一步验证了双束立体雷达算法的联合算法的可靠性。
我国自动与人工蒸发量观测资料的对比分析
沈艳, 任芝花, 王颖, 刘小宁
2008, 19(4): 463-470
摘要:
截止到2005年,全国共有130个台站进行蒸发量自动与人工业务观测。该文利用2005年平行观测月数据,对资料的差异和相关性以及比对系数和影响因子进行了讨论,结果表明:月蒸发量差值不满足正态分布,近80%的数据为自动观测值大于人工观测值;在人工观测值较小时,对应的自动与人工相对差值较大,随着人工观测值的增加,差值有减小趋势;自动与人工观测数据之间存在很好的线性相关关系,相关系数为0.98,通过了0.01的显著性检验;比对系数年平均值在1.0~1.2之间,两大高值中心分别位于广西都安和湖南南县;比对系数月平均值的变化近似于二次型拟合曲线,1月最大,6,7月最小;在定性讨论特征站比对系数影响因子的基础上,进一步查明了影响月比对系数的气象因子有月平均相对湿度和月平均风速。
基于交叉验证技术的KNN方法在降水预报中的试验
曾晓青, 邵明轩, 王式功, 刘还珠
2008, 19(4): 471-478
摘要:
利用2003—2005年4—9月国家气象中心T213的数值预报产品,通过动力诊断,从大量数值预报因子中提取不同层次、不同时效与降水关系较好的多个因子,使用K最邻近域(KNN)方法,制作不同代表站点的晴雨预报和大于或等于10 mm的降水预报试验。在搜索K邻近域的过程中,考虑天气事件出现的概率不同,而分别求取有天气事件的正样本K+值和无天气事件的负样本K-值,使该方法选择的最邻近域中的K值取得更为合理。利用交叉验证的方法,对历史资料依次选取部分样本作为预报测试集,通过预测结果的检验评分,选取获得最大准确率和最大概括率的K+K-作为最佳邻近域的组合。确定了最优K值后,反算历史样本,通过比较,得到某站出现降水天气事件的预报判别值,在一定程度上减少了预报的空报率。经过对2006年4—9月的预报试验,改进后的KNN方法使24,48 h的晴雨预报和大于或等于10 mm降水预报的TS评分大多数高于未改进前的,也高于T213模式本身的降水预报和MOS方法动力统计释用的降水预报,特别是克服了模式降水预报和MOS方法预报中空报率较高的现象,达到了较好的预报效果。
交叉小波变换在区域气候分析中的应用
孙卫国, 程炳岩
2008, 19(4): 479-487
摘要:
将交叉谱与小波变换分析方法相结合,与传统的交叉谱方法相比,交叉小波变换方法用于区域气候变化与大气环流系统之间耦合振荡行为的相关分析更具优越性,不仅可以弥补经典交叉谱分析方法存在的缺陷,而且能够发挥小波变换在时频两域都具有表征气候信号局部化特征的作用;该方法具有较强的耦合信号分辨能力,便于描述耦合信号在时频域中分布状况的优点。采用交叉小波变换分析北极涛动指数(AOI)距平与河南省月平均降水量距平、气温距平序列之间的联合统计特征及其在时频域中的相关关系,根据小波互相关系数、交叉小波凝聚谱和小波位相谱分析北极涛动对河南省气候变化的可能影响。应用结果表明:河南省降水量和气温变化与AOI之间存在着多时间尺度的显著相关振荡,年代际尺度周期上的互相关系数明显大于年际尺度周期,相关程度随耦合振荡频率的增大而减小,相关显著性取决于两者的时频域联合统计特征,时域中小波互相关系数、小波凝聚谱和小波位相谱的分布具有明显的局部化特征;说明北极涛动年际和年代际异常对河南省气候变化具有显著影响。
热力强迫对局地环流的扰动作用
黄先伦, 李国平
2008, 19(4): 488-495
摘要(2385) HTML全文 (507) PDF 546KB(1664)
摘要:
用积分变换法求解了包含地面加热作用的二维不可压缩流体的Boussinesq方程组,得到一组描述地面加热作用激发的局地扰动流场的解析解,主要有垂直风、水平扰动风、扰动气压、扰动温度。进而用动力学分析的观点结合图形分析,定性讨论了热力强迫作用对局地环流的扰动作用,以及加热影响下各物理扰动场的空间分布及时间演变特征。
基于Γ分布的气压序列非均一性检验方法初探
吴必文, 温华洋, 惠军
2008, 19(4): 496-501
摘要(2705) HTML全文 (496) PDF 464KB(1861)
摘要:
通过对安徽省内23个代表台站1961—2006年平均气压序列均一性检验的研究,提出了一种基于Γ分布气压序列非均一性检验方法——Γ检验法。以桐城市数据为例,给出了检验和分析的具体过程,最后将该方法检验结果与常见的基于正态分布的SNHT法检验结果进行了对比分析,结果表明:该方法具有更广泛的使用范围和较高的准确性,可以检验大部分年平均气压的非均一性。检验结果表明:气压计高度的调整、台站迁址是安徽省内气压序列非均一性的主要原因。
基于改进失水模式和增加建模站点的Palmer旱度模式
郭安红, 刘巍巍, 安顺清, 刘庚山
2008, 19(4): 502-506
摘要(2384) HTML全文 (500) PDF 490KB(1349)
摘要:
根据1965年Palmer旱度模式的思路,在1986年修正版及2003年修正版的基础上,为了使Palmer旱度模式更适用于我国北方干旱、半干旱地区,通过改进2003年修正的Palmer旱度模式在建模时表层失水模式的假设以及增加建模站点个数两个方面对Palmer旱度模式进行进一步修正。将计算的Palmer指数值与2003年计算的Palmer指数值及一些文献记载的实际旱涝灾情相对照进行验证,结果表明:新修正的Palmer旱度模式能更好地评估旱涝情况,扩大其在我国干旱地区的适用性。
一个精细粒度实时计算资源管理系统
王彬, 宗翔, 魏敏
2008, 19(4): 507-512
摘要(2742) HTML全文 (501) PDF 479KB(1896)
摘要:
由于相应业务系统软件的缺乏,国家级气象高性能计算机的资源管理措施落后于能力建设的发展。对此,该文提出了一个精细粒度实时计算资源管理系统。系统设计紧密围绕着目前竞争最为激烈的计算资源,采用资源虚拟单元GCU作为资源使用的计量单位,屏蔽了不同高性能计算机系统的体系结构差异,实现了计算资源细粒度的统一量化统计。系统可分为用户接口层、资源管理层、HPC系统层等3个层次,根据与网格平台软件不同结合方式以两种方式运行。在国家气象信息中心完成了系统的研发、部署和试验运行,根据试验运行的部分数据进行了用户单位和用户个人的计算资源使用的统计分析。目前,计算资源管理系统成果已成功应用到国家级气象高性能计算机计算资源的业务管理工作中。