基于CE-318观测的甘肃省气溶胶光学特性分析

对于大气气溶胶地基观测资料的定量分析是了解气溶胶光学特性和大气污染特征的基本途径,可为探讨污染治理方向提供一定的依据。近年来,利用地基观测资料分析甘肃省不同区域气溶胶光学特性的研究较少。为了解甘肃省不同下垫面的大气气溶胶光学特性,本文基于2018年4月至2020年9月CE-318型太阳光度计观测资料,通过ASTPwin软件反演获得了甘肃省四个站点的气溶胶光学厚度AOD,计算了Angstrom波长指数α,分析了甘肃省不同区域不同季节AOD和α的分布和变化特征以及气溶胶光学厚度和波长指数的关系。结果表明:(1)观测时段内,所有站点各波段AOD的变化趋于一致,且AOD值随波长增大而减小。兰州和皋兰山AOD值冬季最高,春、秋季次之,夏季最低,兰州冬、春季AOD值分别比年均值超出14.98%和4.68%,皋兰山冬季AOD值比年均值超出3.88%。敦煌和民勤AOD值均为春季最高,比各自的年均值高出24.49%和26.30%。敦煌AOD季节分布为:春季>夏季>冬季>秋季,而民勤则表现为从春到冬季逐渐减小的趋势。(2)兰州和皋兰山春夏季主控粒子为粗模态,秋冬季则为细颗粒物主导。敦煌和民勤大气气溶胶常年由粗模态粒子主控。2019年冬季,兰州市区AOD值比其城郊的皋兰山高出68.0%;敦煌和民勤2019年春季沙尘气溶胶污染较为严重,敦煌AOD值比民勤超出42.42%。(3)四个站点AOD和α的频率分布均呈单峰曲线,不同季节AOD高频次分布范围存在差异性,但都处于1.0以下。α的高频次范围分布较为复杂,兰州春季、皋兰山春夏季、敦煌四季、民勤春夏秋季,α分布区间均小于1.0,而兰州夏秋冬季、皋兰山秋冬季、民勤冬季α主要分布于1.1以上。(4)不同季节AOD和α的关系存在差异,表现为不同季节,大气出现严重或者局部污染时,气溶胶的主控粒子粒径大小不同。春季大气出现局部或者严重污染、夏季大气局部污染时,四个站点气溶胶主要是大粒径粒子,其中沙尘气溶胶的贡献较大。夏季大气处于严重污染时,皋兰山气溶胶主要是细模态粒子,兰州、敦煌、民勤气溶胶依然由粗模态主控,但是兰州小粒径粒子导致的污染比重高于其余两站,其中85%以上属于城市工业-气溶胶污染。秋季大气处于严重污染状况时,兰州和皋兰山均由细模态粒子主导,其中城市工业-气溶胶占比明显增加,而敦煌和民勤依然由粗模态粒子主导,其中沙尘气溶胶占比偏重。冬季大气严重污染时,兰州依然由细模态粒子主导,而其他三站由粗模态粒子占据主导地位,冬季大气局部污染时,敦煌和民勤粗模态粒子与细模态粒子同时出现,皋兰山以细模态粒子为主。分析可知,总体上甘肃偏北地区气溶胶污染以沙尘气溶胶为主,而偏南地区气溶胶污染表现为粗模态与细模态粒子交替出现,这为下一步结合卫星遥感资料研究甘肃不同区域的气溶胶特性及大气污染特征提供了一些参考。

基于FTP协议的多源分布式下载技术研究与应用

传统FTP下载只有一个客户端和一个服务器,存在单点故障和性能瓶颈,且下载以交互式为主,对文件名不固定的文件不能自动下载。针对此问题,基于分布式调度技术提出多源分布式下载技术,实现多个下载客户端同时从多个FTP服务器下载相同的资料,提高FTP下载性能和可靠性;提出定时下载、延迟下载、文件名时间变量替换、按规则改名、二次分发等技术,实现任意文件的自动下载;使用bash开发了多源分布式下载软件,在测试环境和实际生产环境中的应用表明,多源分布式下载具有下载速度快、可靠性高的特点,每增加一个新的C/S下载链接,下载性能可以提升30%,增加一个客户端或一个服务器,可靠性提升一倍。

国产分析型数据库在气象数据存储中的应用

近年来,在信息化建设中国家自主权显得尤为重要。利用这次气象信息化升级改造即“天擎”系统部署的契机,甘肃省气象信息中心选用南大通用公司的Gbase 8a MPP产品建设历史分析库,很大程度上满足了用户对长时间序列数据的需求。强大的数据库性能得以支撑起地面、高空、海洋、农气、辐射、大气成分、服务产品等全集数据,同时数据分布策略、列存储模式、并行数据加载、高可用机制、标准语言和接口等核心技术将会在数据服务中充分发挥优势。

基于负载均衡的数据库集群对气象数据的共享服务

甘肃省国家自动气象站、区域自动气象站实时气象数据的共享服务由单一数据库服务器承担,在汛期用户访问频繁时,经常因为查询量过大,造成数据库表无法正常访问、数据无法入库,给用户带来不便,也为数据库维护带来负担。针对此类情况,本文采用将数据实时同步到多台数据库服务器中,通过负载均衡设备,将多台数据库服务器组建为数据库集群,实现用户对数据库集群的负载均衡访问,从而达到对用户的访问分流至数据库集群的节点服务器上,减缓对单一数据库服务器的访问压力,保障汛期实时气象数据的实效性及稳定性。

基于CIMISS的数据质量统计系统的设计与实现

本文基于CIMISS统一数据环境开发的B/S模式的数据质量统计系统,同步本地CIMISS子系统CTS的数据接收时效,导入国家局下发的质量统计结果以及市、县局上报的故障说明,由系统自动完成气象数据质量的修正工作。有效减轻业务人员的工作量,提高了气象数据质量统计工作的时效性、正确性。文中从系统总体架构、数据流程等方面对系统实现的主要功能进行介绍。

CIMISS数据环境中数据入库滞后常见问题的解决

全国综合气象信息共享平台(CIMISS)作为甘肃省唯一的气象数据环境平台,承担气象数据收集分发、加工处理、入库及服务等业务。用户通过CIMISS统一的气象数据服务接口(MUSIC)实时获取数据,但在实际运行过程中,由于资料收集延迟、入库异常、入库滞后等问题,经常影响气象预报业务、气象公众服务等业务的开展。针对此类情况,对引起气象数据入库滞后及不入库的常见问题进行梳理,及时定位问题并总结出解决办法,提高了实时气象数据的及时性及可靠性。

甘肃气象核心业务系统异地备份中心建设设计

根据对全省的信息化规模进行统计分析,结合异地备份基本要求,在综合实力最强的市州局建设甘肃省的信息中心核心业务系统异地备份基地。随着气象事业对信息技术的依赖不断增强,气象预报将数据视为生命。信息中心作为服务部门,保障数据也就成为了工作中的重点。

气象预报业务系统综合监控展示大屏的设计与实现

气象预报业务系统综合监控展示大屏进一步提升核心业务系统综合展示效果,加强关键数据监控,从资料传输情况、实况产品展示、气象服务等场景定制本省业务可视化视图,全面、准确、直观的展示业务整体运行状况,更好的保障了我省气象预报业务。

西北地区一次典型沙尘过程中气溶胶垂直分布和来源分析

利用CALIPSO卫星星载激光雷达数据、MERRA-2再分析数据和GDAS(global data assimilation system)气象数据,采用聚类分析和根据气溶胶雷达比的分类方法,研究2020年4月9日甘肃酒泉地区一次典型的沙尘天气在传输过程中沙尘气溶胶的垂直分布特性和来源。结果表明:本次沙尘过程中,沙尘分布在地面至4 km的范围,退偏振比值在0.1~0.4之间,色比值在0.5~0.8之间,利用气溶胶分类的结果,判定本次气溶胶类型为沙尘气溶胶;在2 km高度之下,消光系数的最大值为0.2 km^(-1)左右,当高度大于2 km时,消光系数随高度增加呈非线性减小;沙尘传输轨迹主要有3条,其中西北方向轨迹2条,占比约为65%,东北方向的轨迹1条,占比约为35%;结合MERRA-2再分析资料,由沙尘气溶胶光学厚度分布可知,本次的沙尘天气过程是西北方向轨迹,起源于新疆,并且主要向东传输。