冬小麦农业气象灾害风险预警的业务实践与思考

开展冬小麦农业气象灾害风险预警工作是当前保障小麦生产安全和防灾减损的重要工作之一。2022年开始气象部门和农业部门联合开展了冬小麦农业气象灾害风险预警的业务服务工作,取得了一些技术成果和成功案例,但也存在一些问题和不足。本文简述了农业气象灾害风险预警业务的内涵,提出了综合农业气象灾害可能性预报、危险性和脆弱性预估,构建基于风险矩阵的冬小麦农业气象灾害风险预警业务的技术框架,并以2022年小麦干热风风险预警工作为例,展示了冬小麦农业气象灾害风险预警工作的技术流程。冬小麦农业气象灾害风险预警工作刚刚起步,尚有很多工作不完善,包括如何与已有的灾害风险评估成果进行深入融合,开展定量化的灾害影响预报和预警指标率定等。此外,在提升冬小麦农业气象灾害风险预警的准确率和开展服务效益评估等方面,未来还需要做大量的研发工作。

国家气象中心网络技术

系统简介国家气象中心业务网络是随着用户对带宽和时效要求的提高而不断发展起来的。其总体构架形成于1996年,采用两台 3Com 公司的 ONCore Switch Hub(现CoreBuilder 5000)构成 FDDI 主干。在为巨型机提供高速稳定的 FDDI 网络连接的同时,将下属各业务单位的用户以交换式10M 以太网沟通起来。主干网络建成后,又陆续引进3 C o mCoreBuilder2500第三层交换机和SuperStack Ⅱ3000以太网交换机等设备来增加局部工作组网络的接入带宽和转发速度。目前,采用了 3 C o

国家气象中心业务网络

国家气象中心业务网络自建成以来一直运行稳定可靠,为97年香港回归、98年长江流域特大洪水期间、和今年50周年大庆及时、准确的气象预报服务提供了有力的保障。 网络环境和设备连接状况 (一)国家气象中心业务网络从逻辑上共分为三个主要部分,分别是核心计算机区、边缘用户接入区和互连区。区域的划分是根据业务性质来进行的,一般每个区域分配在一个独立的VLAN中,由Core Builder 3500核心交换机来实现各个VLAN之间的路由和通道。三个逻辑区域的具体容如下: 核心计算机区包括2台CRAY巨型和IBM SP、SP2并行机以及Alpha通讯计算机,连接到2台核心交换机CoreBuilder 3500提供的三个FDDI交换环中。根据原有网络的IP地址设置和使用方式,IBM SP计算机处于一个独立的VLAN中,其他的计算机属于另外一个VLAN。

进入21世纪的中国农业气象研究

文中简要回顾了中国农业气象的发展历程,并将现代农业气象研究划分为3个阶段:20世纪50—60年代初创起步阶段、70—80年代恢复发展阶段及90年代以后的快速发展阶段。从作物资源利用、农业气候资源与区划研究、作物产量预报和遥感估产技术、农业气象灾害研究、气候变化对农业与生态影响研究等方面重点介绍了现代农业气象科研工作的主要研究成果和进展;从未来气候变化带来的问题、农业生产和可持续发展需求、农业气象科研中存在的薄弱环节等方面,提出了气候变化影响下农业气象灾害防灾减灾技术研究、气候资源高效利用技术研究、有关国家粮食安全关键技术研究、农业气象现代化观测技术研究、作物生态系统模拟与定量化评估技术研究、设施与特色农业气象及现代生物技术的环境调控技术研究、农业气象基础理论研究等方面农业气象未来的重点研究领域和发展方向。

浅析国家级决策气象服务业务技术现状及发展

从国家级气象服务业务现状和产品特点出发;分析决策服务产品中存在的不足,挖掘出业务支撑技术中存在的突出问题:数据信息支撑不力、科学技术和人才补给严重不足、系统支撑平台建设分散或功能重复等;针对制约决策服务科技水平提高存在的问题,从加强决策服务数据支撑建设、加快相关规范标准的形成日程、深入相关科学技术开发研究、完善支撑系统平台建设、加强综合性人才培养、增加决策服务科研投入等6个方面论述了国家级决策服务需要改进或努力的方向。

MYJ和YSU方案对WRF边界层气象要素模拟的影响

研究新一代中尺度气象模式WRF中两种大气边界层方案(MYJ,YSU)对沈阳冬季大气边界层结构模拟的影响,重点分析温度层结、低层风场、边界层高度等对污染物扩散有重要影响的气象要素.和观测数据的比对表明WRF基本能够模拟出温度风速的日变化特征,但模拟风速偏大.YSU方案由于模拟的边界层顶卷挟和边界层内混合作用较强,夜间接地逆温强度低于MYJ方案,逆温维持时间比MYJ方案短4小时,同时模拟边界层高度也高于MYJ方案,有利于污染物垂直扩散.边界层高度的3种计算方法中,湍流动能方法计算的边界层高度最高,Richardson数方法次之,位温方法得到的高度最低.Richardson数方法对临界值的选取较敏感.

影响冬小麦产量的气象要素定量评价模型

利用冬小麦生育期间的逐日气象资料、冬小麦产量和生理气象指标资料,计算了冬小麦全生育期标准化日照时数、有效积温和标准化降水量;在进行通径分析的基础上,分别计算了日照、温度和降水对冬小麦气象产量的贡献率;运用积分回归分析,得到了影响冬小麦产量的逐旬日照时数、有效积温和降水量的影响系数,构建了冬小麦产量气象要素影响定量评价模型。实例应用表明,利用通径分析和积分回归原理计算的气象要素影响系数,能够准确反映冬小麦生长发育过程与气象条件的关系;建立的冬小麦产量气象要素影响定量评价模型能够定量评价全生育期各气象要素对冬小麦产量的影响,具有较高的科学性和准确性;提出的气象要素定量评价技术路线,为开展气象要素定量评价业务服务奠定了很好的技术基础。

20世纪长江流域3次全流域灾害性洪水事件的气象成因分析

20世纪长江流域曾出现上游洪水7次，中游洪水16次，下游洪水7次，其中有3次是全流域性洪水，分别发生在1998、1954和1931年。1998、1954和1931年梅雨期开始前（3～5月），长江流域降水比常年偏多。进入梅雨季以后，先后出现两场持续性暴雨：第1场出现在6月中旬至7月上旬，这场暴雨造成中下游河流的水位达到或超过警戒水位，出现局地洪涝；7月下旬长江中下游又出现1场持续性范围广的暴雨，雨水只能作为地面径流汇集到长江干流，造成很高水位的洪流。第2场持续性暴雨使长江上下游强降水时段在7月下旬重合，导致长江中下游干流洪水与来自上游的洪水在8月初至中旬遭遇，造成长江中下游灾难性的大洪水。1998、1954和1931年长江全流域性大洪水与东亚中高纬地区大气环流和东亚夏季风活动异常有联系。大气环流和东亚季风活动异常导致7月下旬西太平洋副热带高压的位置偏南，梅雨期持续到7月底，有利于长江中下游持续性暴雨发生的环流条件在7月下旬仍然存在。

珠穆朗玛峰地区若干气象要素的垂直特征

利用2007年珠穆朗玛峰(珠峰)北侧地区定日站一日两次的实测探空资料,分析了珠峰地区的气温、湿度、风速、风向在垂直方向上的结构特征,分析了逐日和空间尺度(20m垂直分辨率)上的平均变化特征并解释了其可能原因。同时,根据对流层顶的定义计算了不同对流层顶出现的高度。结果表明,在垂直方向上,气温常在18km高度的时候降到最低。珠峰地区夏季风速小、风向以东南风为主,而在其他季节风速偏大、风向以西风为主。相对湿度在低海拔的地方全年均存在逆湿现象,水汽混合比值高值中心也出现在夏季近地面到8km范围,这与该地区降水高值中心时空高度相吻合。第一对流层顶全年可见,夏季以单对流层顶为主,冬季以多对流层顶结构居多。第一和第二对流层顶的高度均与该对流层顶的温度成反比,而第三对流层顶几乎不随高度变化,因此,推断该稳定层结为平流层大气。这些发现为深入理解该地区对流层和平流层物质、能量交换以及区域气候变化提供了重要参考数据。

我国气象灾害的分类与防灾减灾对策

本文根据气象灾害特征、致灾因子和天气现象类型,将我国的气象灾害划分为7大类20种。为了适应科学防灾减灾和社会、经济快速发展的需求,必须加快大气监测、信息加工和气象灾害预警能力为主要内容的气象现代化建设;加强气象灾害的机理研究;制定科学防灾减灾对策。

气象计算网格模式预报系统的建立与优化

为了在气象部门内跨地域共享使用MM5模式系统,基于建成的气象计算网格平台,成功地接入了MM5模式系统。根据用户预报需求,设计了参数化和业务运行方案,建立了华中区域MM5数值预报应用系统。完成模式系统部署运行后,通过使用网格平台的资源调度和工作流引擎等工具手段,优化了后处理运行流程。运行分析表明网格平台上MM5模式系统的运行效率显著提高。

决策气象服务相关标准的应用分析和改进措施

首先,全面调查梳理和分析现行的所有决策气象服务相关的气象国家标准、气象行业标准和气象地方标准;然后,根据筛选出的每条气象标准具体内容属性和表达方式不同,将其分为术语类、等级和指标类、实验和方法类、规范类、工作流程类和技术要求类6大类;最后,针对级别较高的气象国家标准、行业标准,分析其在实际应用中存在的问题,并提出以下改进措施:(1)超龄气象标准年轻化;(2)加大现行气象标准执行力度;(3)增强气象标准科学性和适用性;(4)针对决策气象服务需求研制新气象标准。

南京市电力负荷特征及夏季极端负荷与气象条件关系

基于南京地区2014-2016年逐日电力负荷资料,采用谐波分析、功率谱等方法分析该地区电力负荷的变化规律及其与自然周的关系,并对极端电力负荷日中离差曲线型与气温、湿度等气象要素及环流形势的关系进行分析。结果表明:南京地区电力负荷的季节变化呈双峰型;在季节内(月际)尺度上,存在30d周期;在月内尺度上,存在7d周期且与自然周同步。夏季极端负荷日离差曲线主要存在3种类型:典型双峰型(Ⅰ)、单峰型(Ⅱ)、非典型双峰型(Ⅲ)。Ⅰ型和Ⅲ型与气温和炎热指数均呈显著正相关,而3种类型都与相对湿度呈显著负相关。Ⅰ型对应环流场上副高持续控制南京地区,冷空气活动偏弱,气温日变化小;Ⅱ型对应冷空气活动频繁,副高具有东西摆动特征,南京常出现阵雨或雷阵雨天气;Ⅲ型对应的副高强度弱于Ⅰ型,冷空气强度弱于Ⅱ型。采用逐步回归方法建立极端负荷日的预测模型,3种型的平均相对误差分别为6.4%、5.6%和5.3%,较好地对极端电力负荷进行了定量预报。

山洪灾害防治水文气象站网布设研究

由于目前山洪灾害防治区现有的水文气象站网不能满足山洪灾害防治要求,必须增加布设水文气象站网,但站网太密会增加投资,太稀又难以满足灾害防治对水雨情等信息的需求。针对我国山洪灾害的防治需求,研究了山洪灾害防治区水文气象站网布设的技术原则和技术指标,可为合理布设山洪灾害防治区水文气象站网提供技术指导。

内蒙古天然草场牧草产量的气象估算模型

以内蒙古天然草场为研究区域,利用2004~2008年生长季牧草产量观测资料和能够综合反映光、温、水对牧草生长影响的气象条件指数,分析了内蒙古主要天然草场牧草产量与气象因子之间的关系,并分别建立了适用于不同草地类型（温性草原类、温性草甸草原类、低地草甸类、温性草原化荒漠类、温性荒漠草原类）的牧草产量气象估算模型。经过验证,所建产草量估算模型具有良好的估测能力,准确率较高,可以满足应用需要。

面向公共安全的气象监测预报预警软件发展综述

为推动气象监测预报预警(MMFW)软件高质量发展,保障国家安全和人民生命财产安全,总结评价国内外MMFW软件。首先,分析MMFW软件的类别,研究气象观测系统、数值预报、气象灾害预报预警、气象灾害影响和风险评估、公共气象服务、气象信息系统这6类软件的现状及其关键核心技术;然后,初步探讨我国MMFW软件在智能观测、智能预报、风险评估和决策服务技术、人工智能技术应用领域的发展趋势;最后,提出思考和建议。结果表明:我国MMFW软件存在着基础软件落后、应用支撑软件薄弱、应用软件技术含量偏低等问题;应补齐开发环境、工具等基础软件和应用支撑软件短板,构筑业务运行和监控软件等应用软件长板,做优MMFW信息产品和技术支持服务,加快无缝隙-全覆盖、自动-智能、精细-数字的MMFW软件关键核心技术研发等。

天气预报在1998年夏抗洪防灾中的作用——暴雨成灾引起的气象科学问题的思考

１９９８年夏，长江、嫩江、松花江流域因大范围持续性降水和频发暴雨造成了特大洪水。在这场抗洪减灾工作中，天气预报是党中央、国务院和各级党政部门领导组织抗洪防灾科学决策的重要依据之一，为正确组织、指挥防汛抗洪，取得巨大胜利起到了良好作用。然而，１９９８年夏的异常天气使天气预报人员始料不及，要做好较准确的天气预测预报，不少气象科学问题还难于准确回答。因此，这些气象科学问题还需要进一步深入研究。

全国气象业务服务信息系统中图形产品的研制开发

“全国气象业务信息服务系统”的信息服务主要由三大部分组成,即文字叙述、图形图像、图表等。图形图像的研制开发是“全国气象业务信息服务系统”研制工作的重要组成部分。本文主要对图形图像研制过程中的相关技术进行分析,希望能对今后同类决策服务系统的建设和升级改造起到借鉴作用。

1990—2019年全球气象水文灾害演变特征

根据全球紧急灾害数据库(EM-DAT),利用Mann-Kendall趋势检验以及Pettitt、Buishand和SNHT突变检验等方法,分析了1990—2019年全球及中国气象水文灾害的趋势及突变特征。结果表明:1)近30 a全球洪水灾害和极端气温灾害的发生频次呈显著的增加趋势;全球洪水灾害年死亡人数呈显著的减少趋势,而风暴灾害的年经济损失存在显著的上升趋势。2)全球极端气温灾害和洪水灾害年发生频次均在1999年发生了突变;2000年以来极端气温灾害和洪水灾害平均发生频次约是前10 a(1990—1999年)的2倍。3)近30 a中国洪水灾害发生频次在1999年前后出现由少到多的转折,但年死亡人数却在1999年前后出现反向转折;相比于全球,近30 a中国风暴灾害及洪水灾害年死亡人数的下降趋势更显著;与全球类似,中国风暴灾害的年经济损失呈长期增加趋势,且增加趋势更显著,并于2012年发生了突变。

耦合气象影响因素和Logistic方程的水稻纹枯病发病等级动态预测模型研究

本文基于植保、气象等数据研究水稻纹枯病发病等级-时间动态的预测方法和模型。利用2010年-2016年湖南省12个县的植保调查数据和气象观测值,以水稻纹枯病流行机理为基础将Logistic方程与构建的温度影响模块和湿度影响模块耦合,建立Logistic-RICEBLA病害预测模型。通过对模型参数进行调优、训练和验证,实现对水稻纹枯病发病等级的动态预测。结果表明,Logistic-RICEBLA模型能够较好地响应温度、湿度等气象条件的变化,模型预测结果与实际的水稻纹枯病发病等级-时间变化曲线具有较高的一致性。经验证,模型预测结果在单时相上精度达到R^(2)=0.68,RMSE=1,容错准确率P_bias=88%,表明预测值与实际发病等级的误差基本控制在±1级范围内。在多时相整体趋势的验证方面,模型预测的病害流行曲线下面积(AUDPC)与病害实际发展的AUDPC保持高度一致性,决定系数(R^(2))达到0.86,表明模型能给出纹枯病在水稻不同生育期发病等级变化的整体趋势。本研究构建的Logistic-RICEBLA模型能由简单的气象数据和植保数据驱动,对水稻纹枯病发病等级进行动态预测,有助于在植保管理中及时掌握区域中病害发生发展的趋势,为水稻病害统防统治等防控工作提供参考。