泛南海气象服务平台的应用与效益分析

在“泛南海经济合作圈”的框架下,海南气象部门建立集公共开放的气象服务、智能化的气象观测、精准的预报预警、科学的灾害联防以及持续合作交流、创新等功能为一体的气象服务平台,平台整体提升了泛南海区域灾害性天气预报预警能力水平,开展平台的应用分析,探讨其社会、经济、生态效益,对保障海洋经济快速发展、应对全球气候变化和保护海洋生态环境等具有重要意义。

南海海洋气象观测技术现状与发展

近年来,随着南海海洋经济的发展和防灾减灾的需要,南海海洋气象观测技术有了长足的发展,在部分海域初步建成了一个设备先进、功能齐全的近海和岛礁的海洋气象综合观测系统。

海南岛冬季瓜菜寒害气象指标及发生规律研究

利用海南岛18个气象站的1971—2020年冬季(12月至翌年2月)气象数据和灾情资料,构建考虑阴雨寡照影响、能量化寒害过程影响程度且具备生物学特征的冬季瓜菜寒害气象指标。在此基础上结合Mann-Kendall趋势检验法和ArcGIS技术,得出海南岛冬季瓜菜寒害时空变化规律。结果表明:冬季各月及各月轻至重度瓜菜寒害发生概率较高的地区主要分布在海南岛西北部和中部,出现概率较低的地区主要分布在西部、南部、东部沿海一带。冬季各月瓜菜寒害均主要以轻、中度等级为主,二者占比高达88.3%。3个月中,1月瓜菜寒害发生次数最多(占比达48.6%),瓜菜轻至重度寒害亦均在1月出现最多(占比分别为50.2%、43.4%和40.2%)。近50年海南岛冬季各月瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点占多数(占比分别为83.3%、94.4%和72.2%),各月不同等级瓜菜寒害中除2月重度瓜菜寒害年发生次数呈增加趋势的站点较多(占比38.9%)外,其余等级瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点亦占多数(占比61.1%~88.9%)。冬季各月不同等级瓜菜寒害的影响范围均按寒害轻至重顺序明显缩小。3个月之间相比,12月和2月瓜菜寒害影响范围接近且明显小于1月,轻度和中度寒害影响范围月之间亦表现出类似规律,重度寒害影响范围12月和1月接近且明显大于2月。近50年海南岛冬季各月及各月所有等级瓜菜寒害影响范围均在缩小。总体而言,近50年海南岛冬季瓜菜寒害年发生次数减少、影响范围缩小,对海南岛冬季瓜菜种植有利。但2月东、中、西部地区瓜菜重度寒害年发生次数在增加,需加以关注。

南海海岛自动气象站多通道数据整合方法

为解决海岛站移动通信信号不稳定的问题,海南省气象局建设的海岛站为一个站点配置了多个通信设备,实现多个通道同时传输观测数据至省级.但由于条件限制,只能有一个通道的数据作为代表上传至国家级用于业务考核.因此,考核结果完全取决上传通道的数据质量.当该通道缺测或数据质量不佳时,会严重影响站点的业务可用性.此外,用户在使用观测资料时需要从多路数据中对比挑选,不够便捷.针对上述问题,通过分析海岛站的通信方式和数据传输流程,提出了一种包含3种整合策略的多通道数据整合算法并开发了相应的软件平台.平台定时从省级中心站数据库读取各个通道的数据,根据用户选择的整合策略生成整合数据并上传国家级,用于业务考核和用户使用.平台经过4个月的试用,整合了18个海岛站数据,结果表明平台运行稳定,整合数据相比于单个通道数据,可用率平均提高了31.1%,显著提升了业务可用性,且资料使用更加便捷.

南海海岛自动气象站数据双通道传输系统设计与实现

为解决海南省南沙区无人海岛自动气象站单一GPRS数据上传通道数据到报率不高的问题,文章利用北斗卫星通信的优势,首先在硬件上增加基于北斗卫星的通信终端机和配套的供电系统实现海岛站GPRS和北斗通信双通道并行运行;其次将每个通道定义为1个逻辑站点,2个逻辑站点组成1个观测系统,上传1份数据报文,通过本地终端实现观测数据的本地化应用。文章同时分析了改造前后数据到报率等情况,所得结论可以进一步提升岛礁防灾减灾水平。

南海POC沉积通量时空变化的遥感分析

基于2009—2018年MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)反演的真光层逐月POC(Particulate Organic Carbon,POC)通量数据和ETOPO5水深数据,通过POC垂直迁移公式反演结合经验阈值线性拟合,从宏观角度给出了南海POC沉积通量的时空分布特征。利用MATLAB进行合成分析、误差分析和质量控制等预处理,对比马丁曲线开展非近岸区域(水深大于100 m)相关性验证分析,采用经验阈值及线性拟合修正近岸(水深小于100 m)区域后初步得出以下结论:(1)研究区域内POC沉积通量存在明显的季节变化,POC沉积通量季节平均值分别为春季13.03 mg·m^(-2)·d^(-1)(所测数据为C含量,下同)、夏季14.25 mg·m^(-2)·d^(-1)、秋季15.15 mg·m^(-2)·d^(-1)、冬季17.99 mg·m^(-2)·d^(-1),冬秋季高于春夏季。(2)总体分布呈湾内高于湾外,近岸高于海盆,浅海高于深海的趋势。当深度小于等于50 m、大于50 m且小于等于100 m和大于100 m区域的POC沉积通量平均值分别为46.39、14.28和8.04 mg·m^(-2)·d^(-1)。(3)研究区域全年POC总沉积通量约为19.04(15.72~22.36)Tg·a^(-1)(C含量)。研究结果对了解南海储碳潜力具有重要意义,同时为有关蓝碳经济价值核算研究提供一定参考依据。

基于气象大数据云平台的监控告警应用研究

由于已有气象数据监控系统的业务流程不适用最新的业务发展,结合我省实际气象信息化业务需求,研究和分析气象数据传输的业务流程,采用Model+View+Controller(MVC)开发模式,使用作业调度Quartz、多线程Smart Thread Pool等技术框架,基于气象大数据云平台升级现有气象数据监控告警系统,实现我省常规气象数据的实时监控告警。目前,该系统已投入业务运行,各功能模块运行稳定,可高效地帮助一线值班人员发现数据异常问题,提高了我省气象数据的监控告警能力。

海南岛气象灾害预警信号时空分布特征

选取2019年1月1日—2022年12月31日海南岛18个市县发布的气象灾害预警信号作为研究对象,分析海南岛气象灾害预警信号发布的时空分布特征,结果表明:海南岛气象灾害预警信号发布次数有逐年增加趋势,发布最频繁的6类灾害性天气预警信号依次为雷电、雷雨大风、高温、暴雨、台风和大雾。暴雨红色预警信号占所有红色预警信号的80.1%;不同类型气象灾害预警信号发布在月尺度、日变化上都有明显差异;在空间分布上,暴雨预警信号发布主要集中在北部、东部地区,台风预警信号发布主要在东部地区,大风预警信号发布主要集中在东部和西部地区,寒冷预警信号发布主要集中在北部、西部和中部山区,高温预警信号发布主要集中在西北地区,大雾预警信号发布主要集中在北部的定安和澄迈县、中西部的琼中、白沙县。

海口市PM_(2.5)演变特征及其与气象因素的关系

利用海口市PM_(2.5)逐时数据、常规气象观测资料、FNL全球分析资料和HYSPLIT模式,对比分析海口市PM_(2.5)变化特征及其与气象因素的关系。结果表明:(1)2014年1月1日至2016年6月30日,海口市PM_(2.5)日均值以达到《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)一级标准为主;年均值为23μg/m^3,达到GB 3095—2012二级标准;月均值整体呈周期性波动,秋冬季高、春夏季低;季节均值排序为冬季>秋季>春季>夏季。(2)降水对PM_(2.5)有清除作用;风速加大会使PM_(2.5)浓度减小。(3)污染个例分析表明,海口市PM_(2.5)浓度增大,是因为东北风将外地污染物传输经过本地,并配合有利的天气形势,最终造成大气污染事件的发生。

海南省芒果寒害气象指数保险费率厘定及保险合同设计研究

寒害严重影响和制约海南芒果种植业的发展,芒果寒害气象指数保险费率的厘定及其合同设计对于转移灾害风险、减少农民损失、促进海南经济发展具有重大意义。利用海南省18个市(县)1990-2010年的芒果产量数据和1961-2010年的气象数据,基于极值理论构建产量风险分布模型,厘定了各市(县)的纯保险费率及其空间分布。结果表明:纯保险费率高值区主要分布在中部山区的五指山、琼中和白沙,以及北部的澄迈,其中白沙最高,这些地区芒果寒害风险较高,且种植技术或防灾减灾能力较差,建议采用高免赔额费率;纯保险费率低值区主要分布在南部和东部,其中南部三亚和陵水无寒害,其他市(县)寒害风险较低,建议实行低免赔额费率。同时,设计了基于不同免赔额的保险产品及合同,可为海南建立和完善芒果政策性农业保险方案提供技术支撑。

海南岛天然橡胶主要气象灾害风险区划

海南岛是中国天然橡胶的主产区之一。海南岛天然橡胶面临的主要气象灾害有寒害和风害,因此开展橡胶的气象灾害风险区划,可有效提高海南天然橡胶气象灾害的防御能力。根据海南岛1971-2010年的气象数据和1988-2012年海南橡胶种植数据及TM遥感图像提取的2009年海南岛橡胶分布信息,基于风险形成的机理,选择致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力等4个因子,分别开展了橡胶寒害和风害的风险评价,并在此基础上得到了海南天然橡胶主要气象灾害综合风险评价结果。结果表明:高风险区域和较高风险区域分布在海南岛琼海的西部、琼中、万宁的西部、五指山、三亚等地;中等风险区域分布在屯昌、澄迈、琼海、保亭南部、白沙、乐东等的大部分地区;较低风险区域和低风险区域主要分布在昌江、东方、儋州、海口等的部分区域。

风云三号气象卫星在海南橡胶林遥感监测中的应用

基于近4 a的FY-3晴空遥感数据,采用Savitzky-Golay滤波方法计算海南橡胶林种植区逐旬的NDVI,建立橡胶林不同年份的橡胶周年生长植被指数变化曲线。在植被指数序列的基础上,通过NDVI值的变化值与此时段橡胶NDVI值的变化值的标准方差的比较,建立了海南橡胶气象灾害损失等级标准。实现了FY-3气象卫星数据在海南天然橡胶林遥感长势动态监测中的应用。

海南省气象服务产品分发系统设计与应用

为了适应不断变化的业务需求,海南省气象服务中心设计开发了省级气象服务产品分发系统。该系统是一个功能比较完善的桌面业务系统,通过整合原有的业务系统,涵盖采集、制作、发布、监控4个业务过程,应用本地缓存机制和智能文本生成等技术来提高系统运行效率,提升业务流程自动化程度,使产品制作的质量易于把控,系统运行的状态易于维护监控。系统投入业务运行后,明显提高了业务一线人员的工作效率,减少了业务工作的疏漏,能够快速向服务用户提供实时、准确的气象服务产品。

我国的主要气象灾害及防御对策

介绍了我国主要气象灾害和气象衍生灾害的种类、分布地区以及气象灾害所造成经济损失情况及特点。从工程性和非工程性措施两方面分析了我国气象灾害防御现状和存在问题,并从建立气象防灾减灾法律保障体系、确保资金投入、完善防御体系、加强科研开发和信息共享提高灾害预警水平、加强合作与交流开展主动防御、提高全社会防灾能力等6个方面提出了相应的防御对策。

海南省台风气象服务效益评估研究

考虑到台风气象服务效益影响因子的复杂性,利用2000-2015年海南省台风灾害损失数据和防御台风灾害行为效益评估三级指标体系调查问卷的统计数据,着重考虑防台减灾中政府组织领导、部门联防、公众防御能力、气象服务水平及不可避免损失因子,基于逆推算法构建了海南省台风气象服务效益评估模型,从防台减灾总效益中分离出其中的气象服务效益,实现了海南省台风气象服务效益的客观化定量化评估。结果表明:海南省台风灾害气象服务效益占台风直接经济损失的14%~49%,这与台风灾害过程中不可避免损失因子密切相关;2000-2015年海南台风灾害气象服务效益和台风直接经济损失均处于增长的态势,这表明当地社会经济的快速发展一定程度上使台风直接经济损失增长,同时伴随政府决策、部门联防、公众防御及气象服务能力的不断增强,气象服务效益将得到提升;台风气象服务效益与台风直接经济损失具有极高的相关性,一定程度上表明了当台风灾害影响较重时,气象服务显得尤其重要。

气象与农业干旱指数研究进展

干旱是世界上最常见也是危害最大的自然灾害,是制约我国农业生产的主要自然因素。在监测与评估干旱对农业生产造成的影响工作中,选取合理的干旱指数显得尤为重要。干旱影响范围很广,波及到农业、生态、林业、水文等行业。不同行业有不同的干旱指数,而气象干旱指数是其他行业干旱指数的基础。气象干旱指数分早期干旱指数,Palmer干旱指数,标准化的干旱指数,综合气象干旱指数。农业干旱指数分为土壤水分指数类、作物生理生态指数类和卫星遥感干旱指数。气象干旱指数关注的是水分偏离常态的程度,而农业干旱更强调土壤水分满足农田蒸散的程度。关注点的差异限制了气象干旱指数在农业干旱监测评估中的应用效果。理想的农业干旱指数应具备以下三个特点:良好的时空分辨率、反映农田水分平衡机理和空间上相对稳定的阈值。结合气象和遥感数据,针对降水与农田蒸散需水量之间的矛盾设计干旱指数,是满足干旱监测对时空分辨率要求,准确反映干旱对作物胁迫及危害的可行途径。

南海和西北太平洋台风潜在破坏力的气候特征初步研究

本文在定义台风潜在破坏力(TYDP)、台风破坏时间(TYDT)和台风潜在破坏强度(TYDS)基础上,利用中国气象局上海台风所整理的最优路径数据集资料,分析了南海和西北太平洋上三者的分布特征和变化特征。结果表明:台风破坏力和破坏时间主体分布在南海中北部、台湾岛和菲律宾以东的西北太平洋;主要集中在下半年,高峰月主要分布在9月、8月或10月,南海各区台风活动期长度和高峰月有明显差异;南海和西北太平洋区域台风潜在破坏力、破坏时间及破坏强度主体呈减小(少、弱)趋势,但存在一定的空间差异;台风破坏强度减弱倾向的空间一致性较好,南海和西北太平洋区域的东西两侧呈微弱的增强趋势。

基于Android的决策气象服务系统的设计与实现

随着智能手机的迅速普及,人们更加热衷于通过智能手机获取实时的气象信息。但现有的大多数客户端气象产品很难满足多元化信息服务的需求,并且海南省还没有面向决策用户的气象客户端服务产品。针对这一需求,使用Java编程语言将气象服务信息和智能手机终端相结合用于开发决策气象服务系统。简要介绍系统的整体结构和智能手机客户端的设计,详细阐述了开发智能手机客户端所应用到的关键技术,主要包括智能云推送管理技术、版本管理技术、模块组件化技术及GIS和气象相结合技术。该系统已经投入使用,结果表明,该系统包含多种移动气象服务信息产品,政府部门不再受到时间和空间的限制,随时随地都能获取气象服务信息,同时该系统具有较高的稳定性和可靠性。

基于综合气象干旱指数的海南岛干旱特征分析

基于海南岛18个国家气象站1960～2017年逐日气温和降水资料,对比分析改进前后的综合气象干旱指数在海南地区的适用性,统计了各地区年、季干旱发生频率、日数、强度和覆盖范围,分析了海南岛干旱的时空分布特征.结果表明:改进后的CInew指数在不同地区3次典型干旱过程的监测中,显著减少了不连续旱情加重现象;海南岛各市县年干旱发生频率在47%～74%之间,呈现西高东低的分布特征;年干旱日数在56～104 d之间,呈西南部沿海多、中部少的分布特征;年干旱强度在-209～-123之间,呈现西南部沿海强、中东部弱的分布特征.季节干旱发生频率、日数、强度均为春季最严重,冬季次之,夏、秋季较弱.全年发生大范围干旱的年份有9年,1969、1977、1979和2004年干旱覆盖范围达到100%.

中国橡胶气象研究进展概述

天然橡胶为四大工业原料之一,是极为重要的战略物资。气象条件是橡胶树种植和生长的关键影响因子。针对目前中国有关橡胶气象的研究内容较为丰富,但尚未进行系统整理总结的现状,研究在简要回顾中国天然橡胶种植概况的基础上,从3个方面综述了中国橡胶气象研究进展情况:(1)中国橡胶树引种、种植、生育与温度、水分、光照等气象因子的关系;(2)橡胶寒害、风害及其防御;(3)橡胶气象服务。并据此对橡胶气象研究存在的问题及未来发展方向进行了评述,以期为该领域的研究提供参考。