设为首页
加入收藏
用户登录
投稿模版
中国气象局
摘要
PDF 492KB
2024, 35(4): 385-399.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240401
HTML全文
摘要:
2024年1月31日—2月7日(过程Ⅰ)和2月19—25日(过程Ⅱ)我国中东部地区先后出现两次大范围、持续性的雨雪冰冻天气过程,利用地面观测、再分析资料、双偏振雷达、雨滴谱等分析两次过程的雨雪冰冻实况、微物理特征、环流形势和层结特征,并对比二者异同。结果表明:两次过程的影响区域、持续时间和总降水量接近,但过程Ⅰ积冰更厚、积雪更深,过程Ⅱ影响范围更广、降雪量更大。过程Ⅰ降水粒子从上到下呈3层结构特征,即冰晶层-融化层-液态层,过程Ⅱ呈4层结构特征,即冰晶层-融化层-液态层-再冻结层,导致过程Ⅰ冻雨更明显、积冰更厚,过程Ⅱ冰粒更多、积雪深度较浅、积冰厚度较薄。环流形势和层结特征显示两次过程均为西伯利亚高压和南支系统的协同作用,但过程Ⅱ低层急流强度和地面西伯利亚高压更强,导致过程Ⅱ中层暖层和低层冷层的强度均强于过程Ⅰ,而冷层更强是过程Ⅱ冰粒更明显的直接原因。
2024年1月31日—2月7日(过程Ⅰ)和2月19—25日(过程Ⅱ)我国中东部地区先后出现两次大范围、持续性的雨雪冰冻天气过程,利用地面观测、再分析资料、双偏振雷达、雨滴谱等分析两次过程的雨雪冰冻实况、微物理特征、环流形势和层结特征,并对比二者异同。结果表明:两次过程的影响区域、持续时间和总降水量接近,但过程Ⅰ积冰更厚、积雪更深,过程Ⅱ影响范围更广、降雪量更大。过程Ⅰ降水粒子从上到下呈3层结构特征,即冰晶层-融化层-液态层,过程Ⅱ呈4层结构特征,即冰晶层-融化层-液态层-再冻结层,导致过程Ⅰ冻雨更明显、积冰更厚,过程Ⅱ冰粒更多、积雪深度较浅、积冰厚度较薄。环流形势和层结特征显示两次过程均为西伯利亚高压和南支系统的协同作用,但过程Ⅱ低层急流强度和地面西伯利亚高压更强,导致过程Ⅱ中层暖层和低层冷层的强度均强于过程Ⅰ,而冷层更强是过程Ⅱ冰粒更明显的直接原因。
2024, 35(4): 400-413.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240402
摘要:
沙尘暴是影响我国重要的灾害性天气之一,针对中国气象局亚洲沙尘暴数值预报系统CMA-CUACE/Dust(China Meteorological Administration Unified Atmospheric Environment for Dust)的沙尘质量浓度在中亚高估、蒙古北部低估、在我国消散过快以及极端沙尘暴预报峰值偏低等问题,应用与模式格距匹配的尺度适应性起沙机制并更新风蚀资料库对模式进行改进。对2021年3月13—17日东亚最强沙尘暴个例和2023年3—5月与业务运行环境一致的连续预报试验表明,改进后的模式(CMA-CUACE/Dust V1.5)有效改善了上述不足,极端沙尘暴过程传输至我国后的沙尘质量浓度峰值与观测接近。连续预报试验TS(threat score)评分显示:CMA-CUACE/Dust V1.5预报一致性和连续性较好,1~5 d不同时效预报TS评分明显高于改进前和韩国模式ADAM(the Asian Dust Aerosol Model),漏报率明显降低,对2023年5次沙尘过程的4次预报TS评分高于0.3,部分过程超过0.5。
沙尘暴是影响我国重要的灾害性天气之一,针对中国气象局亚洲沙尘暴数值预报系统CMA-CUACE/Dust(China Meteorological Administration Unified Atmospheric Environment for Dust)的沙尘质量浓度在中亚高估、蒙古北部低估、在我国消散过快以及极端沙尘暴预报峰值偏低等问题,应用与模式格距匹配的尺度适应性起沙机制并更新风蚀资料库对模式进行改进。对2021年3月13—17日东亚最强沙尘暴个例和2023年3—5月与业务运行环境一致的连续预报试验表明,改进后的模式(CMA-CUACE/Dust V1.5)有效改善了上述不足,极端沙尘暴过程传输至我国后的沙尘质量浓度峰值与观测接近。连续预报试验TS(threat score)评分显示:CMA-CUACE/Dust V1.5预报一致性和连续性较好,1~5 d不同时效预报TS评分明显高于改进前和韩国模式ADAM(the Asian Dust Aerosol Model),漏报率明显降低,对2023年5次沙尘过程的4次预报TS评分高于0.3,部分过程超过0.5。
2024, 35(4): 414-428.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240403
摘要:
在背景误差水平相关模型中引入地形作用,研究复杂地形下近地面观测资料同化对分析和预报的影响。CMA-MESO三维变分系统中背景误差水平相关关系采用高斯相关模型描述,观测信息在高度追随坐标的模式面上各向同性传播。然而在地形复杂的近地面层,观测信息传播受到山脉阻挡,因而其背景误差协方差非均匀且各向异性,观测信息传播应随地形高度变化。为此,采用美国国家气象中心NMC方法统计复杂地形下背景误差水平相关结构,构建包含地形高度和地形梯度影响的高斯相关模型,并将改进的水平相关模型应用于CMA-MESO三维变分分析。理想试验表明:考虑地形项的水平相关模型方案使观测信息以随地形高度变化的各向异性形式传播,越过大地形观测信息影响明显减弱,分析增量更加合理。我国北方一次强降水过程分析预报试验表明:随地形高度变化的水平相关模型方案使地面观测信息各向异性传播,削弱了大地形处近地面的分析增量,对降水预报略有正贡献。针对华东地区降水过程进行5 d逐小时快速更新分析预报循环试验结果表明,随地形变化的水平相关模型方案对10 m风场和24 h时效内降水预报有正贡献。
在背景误差水平相关模型中引入地形作用,研究复杂地形下近地面观测资料同化对分析和预报的影响。CMA-MESO三维变分系统中背景误差水平相关关系采用高斯相关模型描述,观测信息在高度追随坐标的模式面上各向同性传播。然而在地形复杂的近地面层,观测信息传播受到山脉阻挡,因而其背景误差协方差非均匀且各向异性,观测信息传播应随地形高度变化。为此,采用美国国家气象中心NMC方法统计复杂地形下背景误差水平相关结构,构建包含地形高度和地形梯度影响的高斯相关模型,并将改进的水平相关模型应用于CMA-MESO三维变分分析。理想试验表明:考虑地形项的水平相关模型方案使观测信息以随地形高度变化的各向异性形式传播,越过大地形观测信息影响明显减弱,分析增量更加合理。我国北方一次强降水过程分析预报试验表明:随地形高度变化的水平相关模型方案使地面观测信息各向异性传播,削弱了大地形处近地面的分析增量,对降水预报略有正贡献。针对华东地区降水过程进行5 d逐小时快速更新分析预报循环试验结果表明,随地形变化的水平相关模型方案对10 m风场和24 h时效内降水预报有正贡献。
2024, 35(4): 429-443.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240404
摘要:
利用FY-4A资料, 识别北京地区3次对流下山加强过程(2021年7月1日、2022年6月12日和2022年8月4日)的中尺度对流系统(mesoscale convective system, MCS), 结合京津冀自动气象站降水资料、中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(CMA-BJ)产品分析MCS云特征以指示MCS的形成、成熟阶段和演变特征。结果表明:形成阶段MCS面积增长缓慢, 红外亮温梯度大, 亮温值快速下降, 最低值小于-65 ℃;成熟阶段MCS面积迅速增大, 面积最大时地面短时强降水站数最多, 但变温区面积、降温幅度和亮温梯度均小于形成阶段。水汽与红外亮温差(简称亮温差)可表示对流云发展强度, 亮温差随时间变化呈缓慢波动增长-快速增长-稳定维持的特征, 指示MCS不同发展阶段。MCS形成阶段后期, 云顶高度升高, 红外亮温和水汽亮温下降, 亮温差接近于0 ℃;MCS成熟阶段, 云顶高度、红外亮温和水汽亮温均达到极值, 高空出流明显, 云团面积增至最大。以上特征可揭示北京地区对流下山过程中MCS的发展阶段, 为判断MCS强度变化和地面强降雨、大风落区提供参考。
利用FY-4A资料, 识别北京地区3次对流下山加强过程(2021年7月1日、2022年6月12日和2022年8月4日)的中尺度对流系统(mesoscale convective system, MCS), 结合京津冀自动气象站降水资料、中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(CMA-BJ)产品分析MCS云特征以指示MCS的形成、成熟阶段和演变特征。结果表明:形成阶段MCS面积增长缓慢, 红外亮温梯度大, 亮温值快速下降, 最低值小于-65 ℃;成熟阶段MCS面积迅速增大, 面积最大时地面短时强降水站数最多, 但变温区面积、降温幅度和亮温梯度均小于形成阶段。水汽与红外亮温差(简称亮温差)可表示对流云发展强度, 亮温差随时间变化呈缓慢波动增长-快速增长-稳定维持的特征, 指示MCS不同发展阶段。MCS形成阶段后期, 云顶高度升高, 红外亮温和水汽亮温下降, 亮温差接近于0 ℃;MCS成熟阶段, 云顶高度、红外亮温和水汽亮温均达到极值, 高空出流明显, 云团面积增至最大。以上特征可揭示北京地区对流下山过程中MCS的发展阶段, 为判断MCS强度变化和地面强降雨、大风落区提供参考。
2024, 35(4): 444-455.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240405
摘要:
从作物气候适宜性评价出发, 考虑坡度、土壤厚度等土地因素影响, 利用全国油茶种植点地理信息、土地数据以及1986—2023年2426个国家气象观测站观测数据, 采用最大熵模型和ArcGIS技术, 重点开展油茶种植精细化农业气候区划和省级区域扩种潜力评估。结果表明:我国油茶种植分布的主导气候因子是1月平均气温、大于等于10 ℃活动积温、日最低气温小于等于-10 ℃连续日数和年降水量;考虑气候-土地共同作用较未考虑土地影响的气候适宜区划缩减了2/3, 其适宜种植地区为长江及以南地带, 尤其是四川盆地—秦岭—淮河以南及云贵高原以东至沿海地区, 面积达7.319×107 hm2, 远高于当前种植面积(4.723×106 hm2), 具有较大的扩种潜力。基于此, 在规划油茶种植布局时, 除考虑湖南、江西、广西、湖北等主要种植区外, 应考虑云南、四川、广东、重庆等扩种潜力较大的省份, 适当提高其种植面积。
从作物气候适宜性评价出发, 考虑坡度、土壤厚度等土地因素影响, 利用全国油茶种植点地理信息、土地数据以及1986—2023年2426个国家气象观测站观测数据, 采用最大熵模型和ArcGIS技术, 重点开展油茶种植精细化农业气候区划和省级区域扩种潜力评估。结果表明:我国油茶种植分布的主导气候因子是1月平均气温、大于等于10 ℃活动积温、日最低气温小于等于-10 ℃连续日数和年降水量;考虑气候-土地共同作用较未考虑土地影响的气候适宜区划缩减了2/3, 其适宜种植地区为长江及以南地带, 尤其是四川盆地—秦岭—淮河以南及云贵高原以东至沿海地区, 面积达7.319×107 hm2, 远高于当前种植面积(4.723×106 hm2), 具有较大的扩种潜力。基于此, 在规划油茶种植布局时, 除考虑湖南、江西、广西、湖北等主要种植区外, 应考虑云南、四川、广东、重庆等扩种潜力较大的省份, 适当提高其种植面积。
2024, 35(4): 456-466.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240406
摘要:
利用2019—2023年罗霄山脉中段和雪峰山西侧221~1300 m海拔高度间的黄桃品质观测数据, 采用加权求和、相关系数、回归分析、多重共线性分析等方法, 构建黄桃气候品质评价指标及主要品质要素气象因子回归模型, 并进行独立样本检验, 基于模型分析不同海拔高度和采收日期条件下黄桃气候品质等级的时空变化特征。结果表明:黄桃品质要素可溶性固形物含量、可滴定酸含量、果形指数对应主要气象影响因子分别为采收前80 d平均气温、采收前40 d总降水量、5月上旬至6月上旬平均气温及总降水量与采收前10 d平均气温及总降水量, 对应气象因子模型的验证样本平均绝对偏差分别为0.397%、0.093%、0.010, 均方根误差分别为0.072%、0.014%、0.001, 相关系数分别为0.649(p=0.05)、0.718(p=0.01)、0.957(p=0.01), 品质评价等级验证完全一致的模型准确率为75%。由模型得到黄桃品质等级为特优及优的总频率随海拔升高、采收日期推移均呈先升后降的趋势, 其中600~820 m海拔地区与7月底至8月上旬采收的特优品质频率最高。
利用2019—2023年罗霄山脉中段和雪峰山西侧221~1300 m海拔高度间的黄桃品质观测数据, 采用加权求和、相关系数、回归分析、多重共线性分析等方法, 构建黄桃气候品质评价指标及主要品质要素气象因子回归模型, 并进行独立样本检验, 基于模型分析不同海拔高度和采收日期条件下黄桃气候品质等级的时空变化特征。结果表明:黄桃品质要素可溶性固形物含量、可滴定酸含量、果形指数对应主要气象影响因子分别为采收前80 d平均气温、采收前40 d总降水量、5月上旬至6月上旬平均气温及总降水量与采收前10 d平均气温及总降水量, 对应气象因子模型的验证样本平均绝对偏差分别为0.397%、0.093%、0.010, 均方根误差分别为0.072%、0.014%、0.001, 相关系数分别为0.649(p=0.05)、0.718(p=0.01)、0.957(p=0.01), 品质评价等级验证完全一致的模型准确率为75%。由模型得到黄桃品质等级为特优及优的总频率随海拔升高、采收日期推移均呈先升后降的趋势, 其中600~820 m海拔地区与7月底至8月上旬采收的特优品质频率最高。
2024, 35(4): 467-479.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240407
摘要:
基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据, 引入虫口重量指标, 结合虫口密度指标, 揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化, 讨论沟金针虫在土壤中垂直活动特征、气象条件与其相关性以及对冬小麦产量影响。结果表明: 沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田存在3个为害期和3个休眠期, 且交替出现。3个为害期出现在冬小麦返青-拔节期、夏玉米幼苗期、冬小麦秋苗期, 3个休眠期出现在冬小麦越冬期、冬小麦成熟-收获期、夏玉米灌浆-成熟期, 3个为害期中以冬小麦返青-拔节期最为严重。冬季偏暖及春季回暖早, 沟金针虫表现出晚下早上特征, 使得沟金针虫冬季休眠期缩短而为害活动期延长; 土壤温度、湿度以及食源关系共同影响沟金针虫为害、休眠以及取食活动, 其为害适宜土壤重量含水率约为15%~18%, 适宜土壤温度为14~18 ℃。分析沟金针虫为害与冬小麦减产率可知, 虫口密度每增加10 m-2或虫口重量每增加1.0 g·m-2, 可导致减产率增加5.1%。
基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据, 引入虫口重量指标, 结合虫口密度指标, 揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化, 讨论沟金针虫在土壤中垂直活动特征、气象条件与其相关性以及对冬小麦产量影响。结果表明: 沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田存在3个为害期和3个休眠期, 且交替出现。3个为害期出现在冬小麦返青-拔节期、夏玉米幼苗期、冬小麦秋苗期, 3个休眠期出现在冬小麦越冬期、冬小麦成熟-收获期、夏玉米灌浆-成熟期, 3个为害期中以冬小麦返青-拔节期最为严重。冬季偏暖及春季回暖早, 沟金针虫表现出晚下早上特征, 使得沟金针虫冬季休眠期缩短而为害活动期延长; 土壤温度、湿度以及食源关系共同影响沟金针虫为害、休眠以及取食活动, 其为害适宜土壤重量含水率约为15%~18%, 适宜土壤温度为14~18 ℃。分析沟金针虫为害与冬小麦减产率可知, 虫口密度每增加10 m-2或虫口重量每增加1.0 g·m-2, 可导致减产率增加5.1%。
2024, 35(4): 480-492.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240408
摘要:
该文研究5月华南气温变化特征及其成因, 寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制, 建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明: 5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流, 以及贝加尔湖附近的异常气旋(反气旋)环流, 使东亚经向环流减弱(加强), 冷空气活动减弱(加强); 同时副热带高压在华南地区异常西伸(东退)和西南风减弱(加强)。海温前兆信号主要为前冬北大西洋三极子型、印度洋全区一致型, 其中北大西洋海温前兆信号的相关性最强。北大西洋海温前兆信号为正(负)位相时, 通过欧亚遥相关波列使经向环流减弱(增强)和冷空气活动减弱(加强), 同时副热带高压在华南一带西伸(东退), 有利于华南地区气温偏高(低)。利用前冬前兆信号所建立的5月气温多元岭回归预测模型, 拟合效果较好并对异常年份有较好的预测能力。
该文研究5月华南气温变化特征及其成因, 寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制, 建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明: 5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流, 以及贝加尔湖附近的异常气旋(反气旋)环流, 使东亚经向环流减弱(加强), 冷空气活动减弱(加强); 同时副热带高压在华南地区异常西伸(东退)和西南风减弱(加强)。海温前兆信号主要为前冬北大西洋三极子型、印度洋全区一致型, 其中北大西洋海温前兆信号的相关性最强。北大西洋海温前兆信号为正(负)位相时, 通过欧亚遥相关波列使经向环流减弱(增强)和冷空气活动减弱(加强), 同时副热带高压在华南一带西伸(东退), 有利于华南地区气温偏高(低)。利用前冬前兆信号所建立的5月气温多元岭回归预测模型, 拟合效果较好并对异常年份有较好的预测能力。
2024, 35(4): 493-501.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240409
摘要:
雷电光谱强度因受到大气衰减特性、光栅响应特性以及相机光电响应特性等影响, 导致光谱定量分析中通道温度的反演存在误差。以1次高建筑物雷电回击光谱为例, 考虑相机和光栅的仪器响应对其进行校正, 对比校正前后的光谱结构和谱线强度, 并基于多谱线法利用1次电离的氮离子(NII)和中性氧原子(OI)谱线反演通道温度, 分析光谱校正对通道温度反演的影响。结果显示: 光谱校正后离子和中性原子谱线强度均明显增强, 尤其可见光区域的连续谱强度明显增强, 导致其谱线结构变化显著, 而近红外区域的谱线结构变化不显著。利用校正后可见光区域的NII谱线和近红外区域的OI谱线反演通道温度时, 线性拟合的决定系数均增大, 反演准确度均得到提升。NII和OI谱线反演的通道温度平均值相比校正前分别降低4660 K和上升1540 K, 且由OI谱线反演的通道温度低于由NII谱线反演的温度, 说明它们分别对应雷电放电通道径向的不同区域。
雷电光谱强度因受到大气衰减特性、光栅响应特性以及相机光电响应特性等影响, 导致光谱定量分析中通道温度的反演存在误差。以1次高建筑物雷电回击光谱为例, 考虑相机和光栅的仪器响应对其进行校正, 对比校正前后的光谱结构和谱线强度, 并基于多谱线法利用1次电离的氮离子(NII)和中性氧原子(OI)谱线反演通道温度, 分析光谱校正对通道温度反演的影响。结果显示: 光谱校正后离子和中性原子谱线强度均明显增强, 尤其可见光区域的连续谱强度明显增强, 导致其谱线结构变化显著, 而近红外区域的谱线结构变化不显著。利用校正后可见光区域的NII谱线和近红外区域的OI谱线反演通道温度时, 线性拟合的决定系数均增大, 反演准确度均得到提升。NII和OI谱线反演的通道温度平均值相比校正前分别降低4660 K和上升1540 K, 且由OI谱线反演的通道温度低于由NII谱线反演的温度, 说明它们分别对应雷电放电通道径向的不同区域。
2024, 35(4): 502-512.
DOI: 10.11898/1001-7313.20240410
摘要:
气象产品加工任务往往由不同算法组合而成, 其状态对数据源具有高依赖性。高效感知数据状态, 并及时合理启动调度, 对提升气象产品加工的时效性至关重要。设计并建设了基于数据感知技术的气象算法调度框架, 对比测试结果分析表明: 在实时分析数据源到报状态的基础上, 数据感知调度实现数据到报即算法启动运行, 任务调度延迟较定时调度显著降低, 由3784 ms降至11 ms。数据感知调度作为气象大数据云平台加工流水线的核心能力, 已在国省部署并实时运行。目前在国家级业务中支撑19种核心业务算法的高效调度, 日调度次数约为6.67×105, 平均调度延迟为31 ms; 在省级业务中支撑14种算法的高效调度, 日调度次数约为8×104, 平均调度延迟为156 ms。此外, 数据感知调度实现了气象业务上下游算法的无缝串联, 可为解决气象业务间的脱节问题、提升气象业务间的协同性提供解决方案。
气象产品加工任务往往由不同算法组合而成, 其状态对数据源具有高依赖性。高效感知数据状态, 并及时合理启动调度, 对提升气象产品加工的时效性至关重要。设计并建设了基于数据感知技术的气象算法调度框架, 对比测试结果分析表明: 在实时分析数据源到报状态的基础上, 数据感知调度实现数据到报即算法启动运行, 任务调度延迟较定时调度显著降低, 由3784 ms降至11 ms。数据感知调度作为气象大数据云平台加工流水线的核心能力, 已在国省部署并实时运行。目前在国家级业务中支撑19种核心业务算法的高效调度, 日调度次数约为6.67×105, 平均调度延迟为31 ms; 在省级业务中支撑14种算法的高效调度, 日调度次数约为8×104, 平均调度延迟为156 ms。此外, 数据感知调度实现了气象业务上下游算法的无缝串联, 可为解决气象业务间的脱节问题、提升气象业务间的协同性提供解决方案。
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：
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：
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：
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：
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：
农业洪涝灾害是国内外灾害研究的重要分支领域。该文采用分类归纳总结已有研究成果并与观测事实相佐证的方法，从农业洪涝相关概念出发，系统阐述了中国农业洪涝灾害的研究进展，评述了气候变暖对中国农业洪涝灾害的影响。基于影响作物及发生时段，中国农业洪涝灾害可分为影响越冬作物的春涝、影响夏播夏收和夏季作物生长的夏涝及影响秋播秋收作物的秋涝。农业洪涝灾害的形成及强度，是天气气候、作物抗涝性、地形地貌、土壤结构及人类活动等多种因素综合作用的结果；气候变暖背景下，中国农业洪涝成灾率呈南方增强北部减缓的趋势，总体呈上升趋势；一方面与极端降水事件的变化有直接关系，另一方面受作物气候适宜性变化等的间接影响。农业洪涝灾害的致灾机理包括物理性破坏、生理性损伤及生态性危害。其影响包括对农业生产环境、作物生态生理和生长发育的影响及诱发病虫害等。气候变化背景下的农业洪涝综合性指标、基于灾变过程的综合风险评估及气候变暖对不同作物洪涝灾害的影响事实将是未来重点研究方向。
农业洪涝灾害是国内外灾害研究的重要分支领域。该文采用分类归纳总结已有研究成果并与观测事实相佐证的方法，从农业洪涝相关概念出发，系统阐述了中国农业洪涝灾害的研究进展，评述了气候变暖对中国农业洪涝灾害的影响。基于影响作物及发生时段，中国农业洪涝灾害可分为影响越冬作物的春涝、影响夏播夏收和夏季作物生长的夏涝及影响秋播秋收作物的秋涝。农业洪涝灾害的形成及强度，是天气气候、作物抗涝性、地形地貌、土壤结构及人类活动等多种因素综合作用的结果；气候变暖背景下，中国农业洪涝成灾率呈南方增强北部减缓的趋势，总体呈上升趋势；一方面与极端降水事件的变化有直接关系，另一方面受作物气候适宜性变化等的间接影响。农业洪涝灾害的致灾机理包括物理性破坏、生理性损伤及生态性危害。其影响包括对农业生产环境、作物生态生理和生长发育的影响及诱发病虫害等。气候变化背景下的农业洪涝综合性指标、基于灾变过程的综合风险评估及气候变暖对不同作物洪涝灾害的影响事实将是未来重点研究方向。
摘要：
花期冻害是影响苹果产量和品质形成的主要气象灾害之一。基于苹果花期冻害发生的地理分布、气象背景数据和已有研究成果，利用最大熵模型和ArcGIS空间分析工具，筛选出影响苹果花期冻害发生分布的暴露性指标和主要致灾气象因子，利用全国1981—2013年2084个气象站资料，评估了苹果主产区花期冻害的风险。结果显示：苹果花期冻害发生的暴露性指标是花前日最高气温大于等于6℃有效积温为420~550℃·d，主要致灾气象因子和高风险阈值按照贡献率大小依次为冻害过程的最大日较差 (大于等于22℃)、极端最低气温 (小于等于-2℃)、降水量 (小于等于5 mm) 和日最低气温小于等于0℃积温 (小于等于-14℃·d)。花期冻害风险较高的区域位于北疆、黄土高原西部和北部及川西高原区，而环渤海湾和黄河故道产区风险相对较低。不同风险区的分布与各地苹果物候期差异和春季冷空气的活动路径有关。
花期冻害是影响苹果产量和品质形成的主要气象灾害之一。基于苹果花期冻害发生的地理分布、气象背景数据和已有研究成果，利用最大熵模型和ArcGIS空间分析工具，筛选出影响苹果花期冻害发生分布的暴露性指标和主要致灾气象因子，利用全国1981—2013年2084个气象站资料，评估了苹果主产区花期冻害的风险。结果显示：苹果花期冻害发生的暴露性指标是花前日最高气温大于等于6℃有效积温为420~550℃·d，主要致灾气象因子和高风险阈值按照贡献率大小依次为冻害过程的最大日较差 (大于等于22℃)、极端最低气温 (小于等于-2℃)、降水量 (小于等于5 mm) 和日最低气温小于等于0℃积温 (小于等于-14℃·d)。花期冻害风险较高的区域位于北疆、黄土高原西部和北部及川西高原区，而环渤海湾和黄河故道产区风险相对较低。不同风险区的分布与各地苹果物候期差异和春季冷空气的活动路径有关。
浏览排行
下载排行
引用排行
