基于XGBoost和改进LSTNet的气温预测设计

气温变化与人类的生产生活密切相关,对人类出行计划、农林生产以及军事作战等方面都有着重要影响,因此对于大气温度更加精准的预测具有一定现实意义。针对传统预测模型对气温预测精度不佳的问题,提出了一种融合极端梯度提升树(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)和改进长短期时序网络(Long and Short-Term Temporal Patterns with Deep Neural Network,LSTNet)的气温预测模型。利用XGBoost进行特征筛选,降低数据维度;利用LSTNet进行改进,在其卷积层嵌入通道注意力(Channel Attention,CA)机制,强化显著特征;把循环神经网络层中的循环门单元(Gate Recurrent Unit,GRU)改为双向长短时记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM),并加入了时序注意力(Temporal Attention,TA)机制,使模型拥有同时提取正反向信息的能力且突出了重要时间步的信息;用建立好的模型进行预测实验和对比实验。实验结果表明,提出的改进模型在气温单步预测时,平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)为0.303℃,相较于长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络等对比模型,MAE最多降低3.429℃,最少降低0.225℃;多步预测时,MAE随时间步增加,最多降低3.827℃,最少降低0.288℃,说明所提模型在单步预测和多步预测上预测精度都更高,优于同类模型。

黄山夏季大气颗粒物中碳粒径分布特征及其输送潜在源区

采用Anderson 9级撞击式采样器和DRI Model 2001A热/光碳分析仪对2014年6月30日~7月27日期间黄山光明顶大气气溶胶中有机碳（OC）和元素碳（EC）的质量浓度进行分析,并结合二次离子和后向轨迹讨论其潜在来源.结果表明,黄山光明顶OC、EC的平均质量浓度在PM1.1中分别为（2.89±1.40）,（0.14±0.19）μg/m3,在PM2.1中分别为（3.76±2.05）,（0.17±0.24）μg/m3,在PM9.0中分别为（5.60±2.96）,（0.18±0.25）μg/m3.OC和EC主要富集在≤0.43μm段,占PM9.0中OC、EC质量浓度的25.97%和51.10%.观测期间EC来自外部输送,OC既存在外部输送也存在局地贡献.根据后向轨迹模式,观测期间碳质颗粒的外部输送主要来源为东部城市群以及西北地区和武汉一带.

福建古田人工增雨试验区大气冰核观测研究

为了解福建省古田人工增雨试验区大气冰核特征,2017年5-6月利用5 L便携式混合云室在古田站、石塔山站开展大气冰核观测,对大气冰核在不同海拔的分布特征、差异、来源及其与气象条件的相关性进行分析。结果表明:(1)当降水强度>5 mm·h^-1时大气冰核受雨水冲刷影响明显;(2)不同活化温度下,各站下午观测的大气冰核浓度基本上大于上午;(3)古田站大气冰核浓度与温度正相关,与气压负相关,其余相关性不大;(4)西南来源的大气冰核浓度高于东面台湾海峡来源,相同来源下低海拔大气冰核浓度略高于高海拔;(5)相比我国其他城市,古田试验区测到的大气冰核浓度在活化温度为-20^-10℃时偏高,-30^-25℃时偏低;(6)当活化温度为-10℃时冰核浓度极低,古田试验区宜开展冷云催化人工增雨试验。

基于区块链的气象数据共享服务架构

气象数据是气象工作的立业之本,全国各级气象部门均高度重视气象数据的安全工作,甚至将数据安全与生产安全、网络安全等同考虑。为进一步加强气象数据管理,确保气象数据不被异常流出和违规使用,在数据全局确权、多方共识访问控制、审计溯源和公平可信数据评价等方面的管控技术引入区块链,为气象数据安全共享管理提供了一条全新且极具前景的技术途径。该文论述了区块链技术在气象数据共享服务领域的应用,并对数据管理的应用前景进行分析与总结。

福建省气象CIMISS存储系统扩容的设计

为加快福建省气象现代化和信息化建设进程的推进,针对福建省气象局CIMISS现有系统资源情况,对CIMISS存储系统进行扩容。介绍了对CIMISS存储系统扩容的设计和在设计过程中使用的核心技术,并通过模拟软件对数据磁盘性能和GPFS性能的模拟,扩容后的CIMISS系统满足数据增长需求。

福建省市县预报服务平台的设计和实现

分析了福建省气象局整体气象服务信息的制作、发布、管理等一系列流程,结合本省的网络状况提出了建设福建省市县预报服务平台的系统整体设计,建立规范化的市县级预报服务平台信息处理流程。文章重点介绍平台的功能设计和实现原理,整体采用C#实现数据交互。

福建夏初不同山区背景点气溶胶数浓度特征及潜在源区

随着全球经济的发展,快速城市化使生态环境受到严重威胁,已成为全球的研究热点。以福建为例,利用细颗粒物测量仪Fidas Frog研究福建山区夏初时段不同背景下气溶胶数浓度的污染特征及周边城市化对其的影响,2017年6月分别在福建宁德古田(县城)、南平玉山(清洁地区)和福州七星坪(城市郊区)进行连续观测。结果表明,观测期间不同观测点颗粒物数浓度呈不同特征:古田气溶胶数浓度主要集中在小于400 nm处,气溶胶数浓度平均值为434.37 cm^(-3);玉山作为清洁地区,其平均气溶胶数浓度最低,积聚模态(0.18~1.00μm)和粗粒子模态(>1.00~20.00μm)颗粒物数浓度相当;七星坪气溶胶平均数浓度最高,其气溶胶数浓度主要集中在小于500 nm处;古田和玉山数浓度粒径谱呈双峰型分布,而七星坪数浓度粒径谱呈单峰型分布。通过对后向轨迹聚类及气溶胶数浓度的潜在源权重分析,得到古田强潜在源区为观测点以南区域,受古田县城人为活动影响较大;玉山和七星坪强潜在源区都在观测点西南区域,七星坪积聚模态气溶胶主要来自厦门、泉州、莆田和福州等沿海城市。

RabbitMQ在气象通信系统中的应用研究

随着现代气象自动观测技术的迅速发展,气象资料的数量及类型都大大增加。重要的气象观测资料产生的频次已经提升到了分钟级,传输的时效也要求提高到秒级。目前的气象通信系统1.0版本是基于传统的TCP/IP协议的FTP文件传输方式,已无法满足大数量、高频次、多种类的观测数据高时效传输。为满足现有业务的需求,设计了基于RabbitMQ消息通信传输模式的气象通信系统2.0版。着重研究RabbitMQ消息队列技术在气象通信系统中的应用,包含消息中间件技术、消息传输架构设计、观测数据消息封装、高时效高可靠设计、交换控制策略设计等。应用结果表明,基于RabbitMQ技术开发的气象通信系统运行稳定,96%的气象观测数据能够在2秒内完成从台站到国家级的传输,并且在10秒内完成全部数据的传输,通过交换控制策略将数据及时转发给业务单位使用,大幅提升了气象数据的传输时效性和服务能力。

国际高中托福阅读教学的几点思考

托福考试是美国教育测验服务社(ETS)举办的、针对非英语国家留学生留学美国的主要语言测试方式,托福考试目前在全世界范围内得到了高度的认可,也是我国留学生走出国门必须经过的一道门槛.托福考试主要由听、说、读、写四大板块构成,而阅读部分则因其较高的难度成了托福考试成绩高低的关键所在.正因如此,国际高中需要针对托福阅读考试的特征安排教学工作,教师可以采取模块教学的措施来逐步提高学生的英语阅读能力.

福建省气象机房环境集中监控平台的建设

针对福建省气象信息中心机房的现状,开发一个机房环境集中监控平台。通过该平台,值班员可以实时监测机房内的环境温度、空调状态、UPS设备、供配电、消防等设备状态;当这些设备发生异常或故障时,该系统会通过短信机发送短信到值班员手上,提醒值班员及时处理,有效地保障了通信供电和设备安全,为我省气象信息现代化业务运行提供了强有力的保障。

层云云微物理特征反演对比个例分析

利用HMB-KST云雷达和地基微波辐射计的观测数据,对层云的微物理特性的进行反演分析,结果表明:联合反演法能有效地反演云微物理参数,与单参数法相比,虽然存在一定差异,但总体趋势较一致。与实测经验数据相比发现,对于不同类型的云使用联合反演法更适合。

Ka波段双偏振毫米波测云雷达对一次云系结构的观测分析

利用中国科学院大气物理研究所位于安徽省淮南市大气观测基地的一部35 GHz双偏振多普勒毫米波测云雷达(HMB-KST)、探空等资料,对2015年5月7日一次雨层云云系的结构进行分析。结果表明:(1)云雷达的径向速度可以初步判断云内粒子的相态和大小以及是否存在雨滴或冰晶;(2)结合探空温度廓线图,可以确认4.3 km高度附近出现的亮带为云层冰相粒子融化所致,亮带厚度为500 m;(3)根据平均线性退极化比廓线可以判断该云层形成的降水为弱降水。

南京北郊夏季大气颗粒物中有机碳和元素碳的污染特征

采用DRI Model 2001A热/光碳分析仪对2013年5-7月期间南京北郊大气气溶胶9级惯性撞击式分级Andersen采样器膜采样样品中有机碳（OC）和元素碳（EC）的质量浓度进行了分析.结果表明,南京北郊夏季EC、OC的平均浓度,在PM2.1（空气动力学直径≤2.1μm）中分别为（2.6±1.1）μg·m^-33.0±5.2）μg·m^-3，在PM9.0（空气动力学直径≤9.0μm）中,分别为（3.4±1.7）μg·m^-3（20.3±7.3）μg·m^-3,EC主要富集在超细颗粒物中,OC主要存在于细颗粒物中,EC的PM1.1/PM9.0比值和OC的PM2.1/PM9.0比值分别为0.62和0.64.EC和OC浓度的平均最高值都出现在≤0.43μm粒径段中,分别占PM9.0中的总元素碳的33.4%和总有机碳的21.1%.南京北郊夏季PM1.1、PM2.1和PM9.0中EC、OC的相关性较好,说明存在共同的一次污染源.通过OC/EC特征物比值的方法得到南京夏季碳质颗粒物的主要来源有机动车尾气排放、燃煤排放和地面扬尘排放.

亚青会期间南京市气溶胶中OC和EC的粒径分布

采用Anderson 9级撞击式采样器和DRI Model 2001A热/光碳分析仪对南京2013年8月10~28日亚青会期间不同粒径段气溶胶中有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度进行了观测分析.结果表明,51.55%和54.81%的OC和EC富集于粒径<1.1μm的细粒子中,亚青会期间OC和EC的最大浓度分别位于0~0.43μm和0.43~0.65μm粒径段,占总浓度的比例分别为20.90%±5.02%和22.68%±9.90%.PM1.1、PM1.1~2.1和PM2.1~10中OC和EC的浓度在亚青会期间比亚青会前分别减少了43.44%~56.17%和59.17%~73.55%.亚青会期间OC的谱分布没有变化,均为双峰型分布;EC的谱分布由双峰型变为单峰型.观测期间不同粒径段的EC和OC具有较好的同源性.亚青会前OC和EC主要来自汽车尾气;亚青会期间PM1.1中OC和EC主要来自汽车尾气,PM1.1~2.1和PM2.1~10中OC和EC主要来自汽车尾气和燃煤.

亚青会期间南京污染气体与气溶胶中水溶性离子的分布特征

使用β射线测尘仪、EMS污染气体监测系统、安德森9级采样器和IC型离子色谱分析仪对2013年8月10~28日南京市亚青会期间PM2.5、污染气体和水溶性离子进行了观测分析.结果表明,在亚青会期间PM2.5、NO2、O3和CO的浓度分别为37.0、19.3、48.1和0.7×103μg·m-3,分别比亚青会前降低了26.0%、42.6%、36.1%和46.1%.亚青会期间,细粒子段主要水溶性离子为Na+、NH+4、Ca2+和SO2-4,占80.6%;粗粒子段主要水溶性离子为Na+、Ca2+、NO-3和SO2-4,占77.9%.Ca2+、Mg2+和NO-3在亚青会期间为双峰型分布,其余离子为三峰型分布;亚青会前和后水溶性离子均为三峰型分布.由NO-3/SO2-4的值判断亚青会前和后南京市SO2和NOx主要来自于移动源,在亚青会期间主要来自固定源.