浙江多源融合实况分析产品质量评估及应用

浙江省气象资料业务系统(MDOS)于2019年10月起接入国家气象信息中心研制的5 km多源融合实况分析产品,利用浙江省范围地面考核自动站,对气温、风、相对湿度、能见度、二源降水、三源降水等6大类观测要素的月平均相关系数、月平均绝对误差、月平均均方根误差进行逐月评估.评估结果良好,投入本地化应用.CMPAS三源融合降水数据能够精确的反映雨量的实况,应用于浙江2020年梅汛期降水监测、"黑格比"台风降水监测以及行政区面雨量计算.     

基于克里金插值的高分辨率降水量融合方法及质量评估

为了扩大浙江区域降水观测范围至海上区域,以浙江省研发的雷达定量估测降水(ZJ-QPE)为海上区域产品,以基于自动气象站观测的逐10分钟小时降水量作为地面观测产品,采用了克里金(Kriging)插值方法对二者进行融合试验,生成了浙江区域10分钟、0.01°×0.01°分辨率的高分辨率降水量融合产品。本文分别从产品误差的时空分布特征的融合效果以及对强降水过程监测能力等方面,对比评估了融合降水的产品质量。结果表明,该方案在陆地区域(存在站点)的地区能较好地保留地面观测信息,在海洋区域(雷达格点)则保留雷达反演的降水信息,最终形成了一套覆盖浙江及周边区域的高时空分辨率的降水格点场。     

一个台风降水预报的分级回归统计降尺度应用研究

利用全球交互式全球大集合预报资料和中国降水融合产品资料,对2013年7月12至14日1307号"苏力"台风多模式降水预报进行分级回归统计降尺度研究,并对多模式预报结果进行多模式集成,然后对降水预报结果进行频率匹配法订正。结果表明,四个中心降水预报的分级回归统计降尺度的预报效果改进显著,但对降水量级预报误差改进有限。多模式集成预报中,简单集合平均能明显提高降水预报的距平相关系数,消除偏差集合平均能明显减小降水量预报的均方根误差。四个中心预报经过频率匹配法订正后大雨及以上量级降水的漏报率有所改进,大雨量级的预报改进最明显。频率匹配法处理后强降水区的面积偏差得到显著改进,预报面积误差明显减少。     

SI-LSPIV系统在山区河道流量测验中的应用

采用改进后的SI-LSPIV系统,将其运用于四川省都江堰市龙池镇白沙河段(河宽50～70 m),进行流速、流量监测,并将系统测算的流量结果与白沙河杨柳坪水文站的实测数据对比。在2018年7月16日至7月19日的低、中水工况中,系统测算结果与水文站实测结果的归一化均方根误差(NRMSE)仅为8. 26%,证明了低、中水情况下,SI-LSPIV系统的流量测算精度较高。     

基于统计的遥感数据尺度转换研究

基于遥感数据之间的统计相关性,采用涿鹿县2007年5月和9月的遥感数据,构建空间尺度转换模型,实现MODIS NDVI数据向TM NDVI数据的尺度下推,结果表明,本文构建的模型能够用于尺度下推,5月份和9月份尺度下推结果的均方根误差分别为0.083和0.086,取得了良好的结果。     

测风塔与风机风速数据的相关性分析

对内蒙古乌兰察布市某风电场同机型的58台风机与测风塔进行了对比,选用2011年11月~2012年10月时间间隔1h的数据进行了分析,确定了两者的相关性,通过相关系数、平均绝对误差、均方根误差、平均偏差、平均绝对百分比差值进行验证,结果证明了风电机组与测风塔风速数据具有极强的相关性。     

克拉玛依2011—2018夏半年降水特征分析

通过统计学、天气学分析等方法,利用2011—2018年8年常规观测资料和NCEP1°×1°再分析资料,对新疆克拉玛依市夏半年6.1毫米(中雨)以上降水过程进行分析,得到中亚槽Ⅰ型、中亚槽Ⅱ型、北支槽型、横槽型等降水形势下的高低空环流特征和水汽热力条件。     

利用云量估算南京地区日总辐射方法的研究

为填补实测太阳辐射资料的空缺,利用南京地区1961年-2010年常规气象资料建立了由总云量反演逐日太阳辐射的模型,并对南京地区近50年来太阳总辐射的变化特征进行了分析.首先采用南京气象站1961年-2000年实测太阳总辐射数据借助粒子群优化算法确定了模型参数,然后利用2001年-2010年数据对模型效果进行了检验.结果表明:辐射模型模拟值与实测值拟合程度较好,Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和皮尔逊相关系数(r)分别为0.74、48.6W/m2和0.8.南京地区太阳总辐射受云量影响较大,其年内变化趋势基本与晴空辐射相吻合,但又存在差异,这主要是与梅雨季节有关.     

基于APSIM模型的气候变化对西南春玉米产量影响研究

为研究西南地区春玉米生长季主要气象因子对产量的影响,本文利用农业气象试验站作物及土壤资料,评价了APSIM-Maize模型在中国西南地区的适应性,并应用其分析该地区1961-2010年春玉米雨养产量的时空变化特征,明确了春玉米雨养产量的影响因子及影响程度。研究结果表明：APSIM模型对该区6个常用玉米品种的模拟效果较好,模拟与实测生育期的均方根误差（RMSE）在8d以内;4个品种地上部分生物量以及产量的模拟值与实测值归一化均方根误差（NRMSE）均低于29%,该模型在西南地区具有较好的适应性。研究区域春玉米生长季总辐射在南部中区和北部降低最明显,≥8℃有效积温在西部升高显著,日均温度日较差在西部和东南部减小最显著,总降水在区域中部减少较显著。模拟的春玉米雨养产量在全区46%的研究站点中呈显著降低趋势（P<0.05）,尤其东部中区和南部最显著;减产显著的站点中,生长季辐射降低、温度升高、降水减少和温度日较差降低对减产的贡献率分别为32%、40%、1%和-2%。     

广西红水河流域旱地农业特点和发展策略

属珠江水系的广西红水河流域,位于北纬22°52′—25°37′、东经106°12′—110°23′之间,地处两个过渡带:一是由云贵高原的东南缘向华南沿海丘陵过渡,二是从中亚热带向南亚热带过渡,为亚热带季风湿润、半湿润气候区。热量丰富,降水较充沛,光、温、水基本配合较好,年平均气温16.8—21.6℃,≥10℃年积温为4978—7843℃,持续期长达252—328d,最冷月(1月)均温7.6—12.3℃,最热月(7月)均温27.4—33.2℃,极端最低气温只有-3.3—-5.5℃;     

“SAL”方法在短时融合降水检验评估中的应用

常规检验方法只能给与预报准确率评价,无法揭示误差的来源原因,在评估定量降水特别是高分辨率短时融合降水预报具有明显缺陷。本文以2016年6月28～29日强降雨过程为例,对SAL检验方法进行本地化应用,从降水的面积、强度和位置三个方面对短时融合降水预报产品进行检验。结果表明:(1)该方法首先在预报和实况中识别出单体,然后从降水的形态出发,给出面积、强度和位置偏差。此外,针对常规检验方法对分辨率敏感性的弊端,SAL方法可以同向比较不同数值模式的误差,对3 h间隔的短时融合降水预报和EC、JAPAN进行对比发现,在短时时效内,融合降水相比EC、JAPAN模式有更好的准确率。(2)对2016年3～10月短时融合降水进行检验,分析发现其第1 h的误差最小,在第0～3 h,随着时间的递增,S、A、L值是上升的趋势;而在第3 h到第6 h,S、A、L值不随时间的递增而递增,说明雷达与中尺度数值模式最佳交叉点为3 h。此外,由于同化数据存在滞后时间差,时间约为10 min。     

降水对新郑市大气污染的湿沉降特征

本文利用新郑市2018年的降水量资料和降水天气出现前后空气的PM_(10)和PM_(2.5)浓度变化数据,分析降水对新郑市大气污染湿沉降特征。结果表明:2018年新郑市的74次降水天气过程对PM_(10)和PM_(2.5)的平均清除效率分别为12.6%、16.5%,大部分的降水天气对空气中的PM_(10)清除效果要比PM_(2.5)差,不管降水强度如何,其对于空气中的扬尘、沙尘等大粒径颗粒物的清除效果相对较好;新郑市的弱降水天气过程共出现31次,其中有13次的降水天气过程中增加了PM_(10)浓度,降水过程对PM_(10)的平均清除效率为8.0%;其中有10次降水增加了PM_(2.5)浓度,降水过程对PM_(2.5)的平均清除效率为-11.0%;新郑市超过1.5mm的降水天气过程共有43次,占总降水天气过程的41.9%,但是大部分降水过程对空气中的PM_(10)和PM_(2.5)浓度以正清除效率效率为主;随着小时最大降水量的增加,降水对空气中的PM_(10)和PM_(2.5)清除效果会不断增大;因降水天气过程对PM_(10)的清除效果要低于PM_(2.5),使得降水天气结束后PM_(2.5)/PM_(10)比率要低。     

盐碱干旱区青贮玉米抗旱节水保苗技术集成研究

安达市位于黑龙江省西南部,松嫩平原腹地,属盐碱干旱地区.地处东经124°52' 15"～125°54' 45",北纬46°10'11"～47°00' 36"之间,属北温带大陆性半干旱季风气候,年平均温度3.1℃,年有效积温2600～2700℃,无霜期135天左右,全年平均降水414.8毫米,蒸发量1624毫米,干旱指数3.7,年日照时数2659小时,光热资源较为丰富,气候比较干旱.     

太平洋海温与嘉兴夏季降水年代际变化关系

用1953-2003年的51a嘉兴地区降水资料及同期NCAR的5°×5°海温(10°S～50°N,120°E～80°W)再分析资料作相关,结果得出太平洋海温与嘉兴夏季降水在20世纪70年代末发生了一次同期的年代际跃变。不同海区的海温异常对嘉兴夏季降水都有一定影响。在年代际尺度上,降水与西太平洋暖池区、赤道东太平洋的海温有明显的正相关,与西风漂流区及其以南的中太平洋海温则呈现反相关。在丰水期与枯水期,西风漂流区的海温春夏秋冬无论哪个季节都存在与降水反向的显著距平,该区海温是影响嘉兴夏季降水的一个强信号。而降水多寡不同时段,西太平洋暖池的海温在前冬和当年春季有较明显的距平,其他季节则无显著变化,降水变化滞后1～2个季度。赤道中东太平洋则在春夏季会有一个较大幅度的海温距平,夏季降水与之呈现同期或滞后一个季度相关。可见作该地区长期预报时,不同时段应着重关注不同海区的海温状况。     

利用GPS资料预报局地降雨初步成果

利用2015年5-7月浙江连续运行参考站(Continuously Operating Reference Station,CORS)和2013—2014年香港卫星定位参考站网(Satellite Positioning Reference Station Network,SatRef)的GPS观测数据对大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)的变化与地表相对湿度(Surface Relative Humidity,SRH)、局部实际降水量之间的关系进行分析。实验发现,PWV与局地降水成正相关关系;降水事件多数出现在PWV上升至最大值以及PWV迅速下降的时间段内;在有降水发生时,SRH的变化趋势与PWV变化趋势基本一致。此外,PWV增量的大小与每小时降水量的峰值关系很大,且在有大雨发生是尤为明显。根据上述发现,提出了基于单站GPS观测资料合理预报局地降水的方法;该方法能够预报出80%以上的降水事件和90%以上的大雨事件,这对降水事件的短期预报具有十分重要的意义。     

中亚地区1982年至2002年植被指数与气温和降水的相关性分析

本文利用1982年～2002年间AVHRR-NDVI数据和气候研究组(CRU)降水与气温数据,分析了中亚5国21年来NDVI年际与季节变化特征及其与气候因子的相关关系.结果表明:①在植被生长季,53%地区NDVI年变化率＜±0.0005NDVI/a(无变化),40%地区NDVI年变化率＞0.0005 NDVI/a(增加),6%地区NDVI年变化率＜-0.0005 NDVI/a(下降):按照植被覆盖类型,除常绿林、高山草甸年均NDVI呈一定的上升趋势,变化率分别为0.0014 NDVI/a(P0.05=0.001),0.0009 NDVI/a(P0.05=0.001),落叶林、草原、作物、草原化荒漠NDVI没有显著变化(P0.05＞0.05);②年均NDVI与降水、温度相关性分析结果表明,49.00%的地区年均NDVI与年降水量呈正相关,52.33%的地区NDVI与春季降水量正相关,33.69%的地区NDVI与夏季降水量正相关,70.00%的地区年均NDVI与各季气温弱相关,仅17.78%的地区年均NDVI与年均气温正相关;6种植被类型NDVI与降水、气温相关关系为,常绿林、高山草甸年均NDVI与年均气温分别低度、显著正相关性,相关系数分别为0.432(P0.05=0.05)、0.557(P0.05=0.009);草原、作物与年降水量分别显著、低度正相关,相关系数分别为0.5111(P0.05=0.018)、0,476(P0.05=0.029);落叶林NDVI与夏、冬季降水量低度正相关,相关系教分别为0.415(P0.05=0.061)、0.461(P0.05=0.035);草原化荒漠NDVI与春季降水量正相关但不显著,相关系数为0.415(P0.05=0.061).     

目标跟踪系统偏差估计的FMAP算法的稳健性分析方法与仿真研究

本文采用数值仿真的方法,以二维匀速运动目标(两雷达同步量测)为例,目标位置估计的误差均方根(R MSE),研究关于联合估计目标状态和系统误差的快速最大后验估计算法(FMAP算法)对算法输入参数的依赖程度及稳健性。     

长江三角洲地区昼夜降水变化及其差异

厘清长江三角洲(长三角)地区昼夜降水变化规律有助于加深当地降水特征、过程和机制的理解。基于长三角地区202个气象站1973—2017年昼夜降水资料,详细分析了该地区昼夜降水时空变化特征。结果表明：(1)年尺度上,日总、白昼、夜间降水均表现为由南向北递减;降水昼夜差异区域性特征明显,南部白昼降水显著多于夜间降水,而北部情况相反,且昼夜差异较大地区多对应复杂下垫面。降水昼夜差具有明显的季节性差异,春、夏季明显,其中以夏季最大。(2)整体而言,年和各季节(除春季)的日总、白昼、夜间降水均呈不同程度增加趋势,以夏季增加最为明显。年、秋和冬季的日总降水变化由夜间降水主导,春、夏季则由白昼降水主导。(3)夏季极端降水大值区位于浙江东南沿海和安徽西南部山区,且长江以北(南)的极端降水以夜间(白昼)降水为主导。夏季极端降水以增加趋势为主,其中长三角南部和北部的极端降水变化分别由白昼和夜间降水主导。     

“莫拉克”台风在浙江产生强降水的初步分析

基于自动站资料,NCEP/NCAR 0.5°×0.5°再分析格点资料,业务台风路径数据以及FY-2D卫星云图资料,分析了0908号台风莫拉克在浙江省产生强降水的分布特征及其可能原因。结果表明:(1)莫拉克台风在浙江产生的强降水在时间和空间上有明显的不均一性,在时间上莫拉克台风降水可分为三个明显的时段;在空间分布上,台风降水与山脉地形梯度有较好的对应关系。(2)ITCZ处于较高纬度,莫拉克台风处于多个天气系统相互作用的复杂环境中,各个天气系统之间的相互作用使得莫拉克台风在登陆福建前移动速度减慢,引起台风持续性累积降水,是莫拉克台风在浙江产生大暴雨的主要原因。(3)对流层中低层偏东风急流和水汽通量大值区能较好的反映强降水落区。     

上饶市大暴雨过程中Z-I关系比较分析

本文基于常规观测资料、NCEP/NCAR 0.25°×0.25°分析资料、自动站及雷达观测数据,对2017年发生在上饶市的三次大暴雨过程的环流背景及影响系统进行分析,并利用最优化法计算三次过程中雷达反射率因子与降水效率之间的Z-I关系。结果表明:相比于业务中常用的Z-I固定关系值,在三次过程中最优化法求得的Z-I关系式估测降水的总体差异明显减小,整体精度有所增加,在对流性降水天气过程中改善的最为明显。