昆明市臭氧污染特征及气象条件影响分析

利用2014—2019年昆明市臭氧(O_(3))监测数据及气象资料,分析昆明市O_(3)污染特征及气象条件对其的影响,归纳总结了昆明地区出现O_(3)污染的天气形势、污染物的水平和垂直外源输送情况.结果表明:(1)O_(3)浓度逐年增加,污染主要发生于春、夏季,O_(3)与温度、风速呈显著正相关,与相对湿度呈负相关;(2)昆明地区出现O_(3)污染时主要有5种天气类型,其中以低槽东移型、两高辐合型、东风波型出现的频次较多;在天气系统的作用下,利于将上游区域的高浓度O_(3)向昆明上空水平输送,HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory)后向轨迹也进一步验证,气团的移动路径与污染物浓度及天气系统配合较好;(3)垂直方向上,污染过程发生前1~2 d,平流层下层高浓度O_(3)向对流层及近地层垂直输送明显.在有利的气象条件下,加之O_(3)的水平和垂直外源输送,利于污染物的积累和生成,最终造成昆明地区O_(3)质量浓度超标.

嵩明县气象干旱特征及对蔬菜的影响分析

利用1992年-2022年嵩明气象国家观测站年、月、日降水量气象资料,采用统计分析、天气学分析等方法研究近30年嵩明县年、月、旬降水变化和气象干旱变化特征。同时,选取近10年嵩阳、杨林、杨桥、小街、小新街等5个区域自动气象站降水量资料与嵩明气象国家站进行对比,分析嵩明县气象干旱空间变化特征。结果表明:①近30年来,嵩明县年降水量总体呈现减少趋势,年际倾向率为-1.2528mm/年,年降水异常出现5次。气象干旱日数总体呈现增加趋势,每10年际增加7.8天,干旱日数2009最多,为252天,2015年最少仅为12天。干旱强度平均为8.51,最强干旱过程强度为25.32。②近30年来,嵩明县季节降水距平百分率变化在-5%-3%之间,降水距平春季为弱正距平,秋季和冬季均为弱负距平,降水异常秋季出现次数最多,冬季最少。气象干旱冬季出现次数最多,其次为春季。夏季出现次数最少。③嵩明月降水异常平均每月出现3-4次,最多次数为7次,出现在8月份,最少次数为2次,出现在2月、7月和9月,以显著偏多为主。气象干旱最多次数为15次,出现在3月份,最少次数为6次,出现在6月,以轻旱为主。重旱及其以上等级占气象干旱出现总次数的36%。④嵩明旬降水异常最多次数为37次,出现在上旬,以异常偏多为主。气象干旱最多次数为180次,出现在上旬,以特旱为主。重旱及其以上等级占气象干旱出现总次数的67%。⑤2023年1月以后气象干旱程度不断加重,干旱发生面积不断扩大,2023年3至5月嵩明全县大部镇街道以重旱为主。

基于Web Service的气象预警短信发布系统设计与实现

昆明市气象预警信息发布系统是以提高预警信息及时性和发布效率为出发点,整合了不同种类自动气象站的数据资源,与气象业务平台无缝集成,实时监控数据并生成满足需求的气象预警短信,通过预警号码管理数据库,确定预警信息受众范围,实现了预警短信服务的自动化、标准化、规范化。信息编辑不再需要人工干预,信息发布摒弃了原有的GPRS通信、GSMModem通信、运营商提供短信发布平台等方式,基于Web Service技术直接接入电信短信网关,实现了气象预警信息的高效发布,提高了气象服务的整体质量和效率。

利用MATLAB实现CINRAD/CC雷达回波三维显示

基于MATLAB对CINRAD/CC雷达基数据文件进行读取和解析,并利用Matlab的图像处理技术对雷达产品进行三维图形的建模和着色,将不同仰角、不同类别的雷达产品形成以三维坐标表示的图像像素集合,实现了CINRAD/CC多普勒天气雷达反射率因子、径向速度、谱宽等产品的三维显示。三维显示的雷达回波产品可通过旋转控制任意改变视角,可以方便、直观地充分观察各仰角层次、各方位角度雷达回波的细节和空间分布情况,便于快捷、直观地了解回波的三维结构特征。

昆明市暴雨强度公式推算与对比

根据昆明国家基准气候站1981—2014年34年的逐分钟降水资料,基于年最大值数据采样方法,分别采用皮尔逊Ⅲ型、耿贝尔型、指数型3种分布函数曲线进行拟合试验,推算昆明市暴雨强度公式;在频率曲线拟合和暴雨强度公式参数估算时分别进行了精度检验,以误差最小为原则,得出耿贝尔型拟合的暴雨强度公式为最优公式。将新编最优公式与昆明市现有的其他5个暴雨强度公式进行对比,分析了昆明暴雨强度时空分布特征,验证了公式的合理性和适用性,为昆明城市防涝工程设计和相关设施的建设提供依据和参考。

昆明市PM_(2.5)污染的典型天气背景形势分析

利用2013—2016年昆明市7个环境监测站点资料、昆明国家基准气候站气象观测资料和天气图资料,分析了昆明市PM_(2.5)的时空分布特征和PM_(2.5)浓度超标时的典型天气形势及与气象要素的关系。结果表明:昆明市PM_(2.5)污染程度总体较轻;冬春两季,特别是12月、1月、3月、4月PM_(2.5)浓度值和超标率较高;干季PM_(2.5)浓度值明显高于雨季;昆明市主城区PM_(2.5)污染程度高于新城区;昆明市PM_(2.5)浓度超标时的典型地面天气形势分为昆明处于高压底部和弱高压控制两类;当昆明地区500h Pa为槽后西北气流控制且700h Pa存在冷平流,为PM_(2.5)浓度超标时的典型高空天气形势;PM_(2.5)浓度超标时昆明地面风向以ESE—S为主,出现降雨后PM_(2.5)浓度值明显降低。

基于降雨的昆明水库蓄水模式分析及风险研究

根据昆明国家基准气候站1988~2017年的降雨资料,以昆明松华坝水库为例,运用统计、比较等方法,通过分析降雨时空分布特征、蓄水地理环境特征等因素,将昆明水库蓄水模式分为雨季降雨最佳蓄水模式、干旱背景蓄水模式、局地强降雨蓄水模式、秋季连阴雨降雨蓄水模式和冬季降雨降雪蓄水模式5种;从降雨强度、降雨历时、降雨范围3个方面对降雨蓄水风险进行评估,得出昆明由于降雨引发的蓄水风险相对小,蓄水较为安全;昆明可通过开展常态化人工增雨,增加库塘蓄水,同时加强生态环境建设,保护蓄水环境。

昆明“2016.4.19”雷暴大风天气过程的中尺度特征分析

利用NCEP再分析资料、昆明多普勒天气雷达和地面加密自动站资料,分析2016年4月19日傍晚出现在昆明地区的雷暴大风天气过程的中尺度特征.结果表明:弱南支槽与切变线配合,高低空急流耦合作用及动量下传共同造成了此次地面雷暴大风天气;层结不稳定,地面辐合线等为其提供了良好的环境条件.本次为飑线过程,存在后侧弱回波区,明显的速度模糊,低层速度大值区、高层辐散、低层辐合、"牛眼"型结构及深厚的中层径向辐合(MARC)等特征,均对提前预报预警地面大风有很好的指示性.地面大风与飑线、地面中尺度辐合线和辐散区密切相关,根据地面辐合线可提前1 h左右预警飑线.

基于C#WPF的空气质量预报预警系统设计与实现

空气质量预报预警系统是基于Visual Studio 2015平台C#开发环境进行编程,采用WPF进行界面设计,应用数据库、FTP、软件编程技术,获取环境大气监测资料和气象观测资料,实现了空气质量预报预警结论的自动生成,同时实现了手机短信、气象电子显示屏和电子邮件等终端信息的综合发布。系统将数据获取、数据处理和信息发布有机地统一起来,从而提升环境气象监测和预报预警能力。

气象预警信息综合发布平台的设计与实现

气象灾害监测预警及信息发布是气象工作的重要组成部分,预警信息综合发布平台以提高气象预警服务的效率及信息化水平为目的,应用数据库、软件编程及地理信息系统技术完成气象综合观测系统基础数据产品的获取及分析,确定气象灾害预警范围内的信息终端,高效编辑各类气象预警信息,基于通用分组无线服务、码分多址、Web Service等信息技术,实现了电子显示屏、气象预警机、决策手机等多种终端的预警信息在同一平台上的综合发布。

云南省一次飑线大风天气过程的中尺度特征分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、地面风场资料和多普勒雷达资料等,对2016年4月19日出现在云南省的一次飑线大风天气过程进行分析,着重分析该过程形成时的中尺度特征,结果表明:本次过程产生于弱南支波动和切变线影响下,通过高低空急流耦合及高空动量下传造成雷暴大风天气;层结不稳定、地面辐合线等为强对流天气的产生提供了良好的环境条件。从雷达回波中尺度分析发现,本次过程为飑线影响,持续时间长,存在后侧弱回波区;速度图上存在明显的速度模糊,低层速度大值区,高层辐散、低层辐合、中层径向辐合等特征,均对提前预报预警地面大风有很好的指示性。地面大风与飑线、地面中尺度辐合线和辐散区密切相关,根据地面辐合线可提前1 h左右预警飑线,上述特征信息对地面大风短临预报预警具有较好的指示意义。

昆明市两次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达、地面自动站加密资料及NCEP再分析资料,对2017年7月20日和2019年7月20日发生在云南省昆明市主城区的两次局地短时暴雨天气进行对比分析.结果表明,两次过程均是在两高辐合、低层切变影响背景下产生的,不稳定层结、充沛的水汽条件和地面中尺度辐合线为短时暴雨提供了热力不稳定、动力抬升和水汽条件.“19.7.20”过程的水汽条件,垂直上升运动较“17.7.20”过程更明显,因此短时暴雨的强度和范围更大.雷达资料显示,“17.7.20”过程以层状−积云混合降水为主,强回波发展较高,“19.7.20”过程以层状云降水为主,为低质心降水结构,两次过程对流回波在昆明主城上空不断加强发展,移速缓慢,持续时间长,速度图上有小尺度辐合区,对强降水的维持和加强有重要作用.地面中尺度辐合线对强降水的发生有1~2 h的提前预报实效,主城特殊的喇叭口地形对降水的增幅作用明显.

昆明低空大气温度层结特征与空气质量的Logistic判别模型

低空大气逆温及地面风速是影响空气质量变化的主要气象条件,特别是逆温的频率、强度制约着大气污染物聚积和扩散。定义了1km以下低空大气的温度层结强度。利用昆明L波段探空雷达加密数据,统计了2014—2018年08h探空数据温度层结特征,分析了逆温的频率、强度和地面风速等气象要素与空气质量的相关性,建立基于Logistic判别方法的昆明空气质量指数和PM2.5浓度的拟合模型。结果显示:基于定义的温度层结强度的统计,昆明1km以下低空大气整层的逆温发生频率10.7%,年平均强度0.13℃·(100m)^-1,逆温的频率和强度月变化曲线与轻度污染及PM2.5浓度的变化联系密切;温度层结强度和地面风速通过了α=0.05的相关系数显著性检验,与空气质量指数和PM2.5浓度相关性好,最佳的气象要素因子的相关系数可达到0.3660;Logistic判别模型对轻度污染的拟合准确率在66.3%以上,优良空气的拟合准确率在72.5%以上;对PM2.5浓度超标的拟合准确率在59.9%以上,PM2.5一级浓度的拟合准确率在68.8%以上。

公共气象服务手机短信综合管理系统设计与实现

公共气象服务手机短信综合管理系统是基于Microsoft SQL Server 2005建立短信数据库,运用软件编程技术、数据库技术将昆明市现有的移动、电信两大气象服务短信、优秀气象短信素材以及短信综合评审结果提取入库,同时建立基于B/S结构的Web信息数据查询平台,实现优秀短信素材的调用和短信综合评审结果的汇总查询,以此提高公共气象服务短信质量,达到提高公共气象服务水平的目的。

基于昆明市精细化GIS的天气雷达标准格式基数据应用

以国家地理信息公共服务平台、云南数字乡村、Mapinfo公共数据为数据源,在C#开发环境下实现了精细到乡镇、公路、行政村、自然村的昆明市精细化地理信息系统(GIS)的自主研发,解决了基层气象部门缺乏精细化GIS的难题。介绍了标准格式基数据的解析、成图过程及注意事项,在全国范围内较早实现了天气雷达标准格式基数据在基层气象部门的业务应用。在业务应用过程中,发现了CC天气雷达标准格式早期基数据存在回波强度严重减弱的问题;昆明市精细化GIS与昆明天气雷达回波图的融合应用,可以精确定位雷达强回波区,对精细化气象服务具有指导作用,提高了强天气精细化预警能力、短时临近精细化预报能力和防灾减灾能力。

云南雷暴大风天气的环境条件特征分析

利用2011—2020年云南地面观测、闪电定位、重要天气报等资料,对云南雷暴大风时空分布特征进行统计分析,结果表明:雷暴大风主要集中出现在2—8月,呈现双峰型分布,4月最多,春季多于夏季,日峰值出现在16—17时,多数雷暴大风持续时间为1~4 h。高发区主要分布在玉龙雪山和苍山以东,以及哀牢山、无量山附近等区域。根据不同类型大尺度环流背景将区域性雷暴大风的天气型分为三种:南支槽型、低压槽型和准正压型,其中南支槽型雷暴大风最多。采用NCEP再分析资料计算表征大气热力、动力及水汽条件等特征的物理参数,分析了3—8月和各天气型背景下环境条件特征,并给出物理量参考阈值。结果表明:春季以动力作用为主,夏季以热力作用为主,南支槽型动力条件较好,准正压型水汽条件较好。雷暴大风发生前绝大多数物理量6 h变量均有不同程度的增大趋势,表明均向有利于雷暴大风发生的方向发展,这种演变趋势可为临近预报和预警提供有用信息。

基于前置模式的气象观测数据整合技术实现

为实现地市级气象、水务、水文部门观测数据的整合并解决基层气象业务单位跨省调用本部门自动站数据的问题,基于FTP、Web Service等网络协议和数据交换方法,构建了前置模式共享网络,通过XML文件交换部门间需要共享的观测数据,利用面向对象的编程技术,将多个信息渠道的数据进行了同化处理,在Sql Server数据库环境下完成了多源数据的整合。整合机制和业务系统的建立实现了部门间的信息共享和部门内部自动站数据的跨省调用,为基层气象部门的监测预警、预报服务工作提供了更加全面的基础观测数据。

2013年和2017年7月昆明大暴雨过程对比分析

利用NCEP/NCAR1°×1°再分析资料和多种加密观测资料,对2013年7月18~19日和2017年7月19~20日发生在昆明城区局地性大暴雨进行诊断分析。结果表明:这两次昆明局地性强降水过程既有相同点,也有不同点。相同点有,两次过程的主要大尺度影响系统是青藏高压与西太平洋副热带高压之间的辐合区以及低层切变线。来自南海和孟加拉湾洋面的水汽在辐合区交汇,产生强烈的水汽辐合,并在昆明地区附近形成深厚的水汽辐合层,是这两次局地大暴雨天气的主要水汽特征。两高辐合区对暖湿不稳定气流辐合抬升作用,触发昆明地区产生中β尺度对流系统(M_βCS)云团,强降水出现在TBB等值线梯度比较大的区域。M_βCS云团不断生消,也引发了两次过程中短时强降水的发生。不同点有,2013年过程由于登陆台风影响,使得水汽辐合更持久,加之上升运动也较强,因此过程降水持续时间也较长,达17小时。在强降雨开始前,昆明地区上空存在明显的对流不稳定能量的积聚过程。2017年过程降水对流性更强,最大雨强70mm·h^(-1)以上。

昆明市臭氧污染特征及与气象因子关系初步研究

对昆明市2014-2018年空气质量和臭氧(O3)污染特征进行了分析,并结合臭氧污染观测资料和气象条件,对昆明市臭氧浓度与气象因子相关性进行了初步研究。结果表明:昆明市空气质量总体逐渐变好,臭氧浓度整体呈上升趋势,春季和夏季臭氧污染比较明显;臭氧浓度春季高,秋冬季低,高值主要集中在3-5月;臭氧污染主要出现在3-8月,7月最高;臭氧浓度与太阳辐射、气温、大气低层温度垂直分布、风速等总体呈正相关,与气压、相对湿度总体呈负相关。

昆明市主城区城市内涝短临预警指标研究

结合2000~2016年昆明国家气候基准站的气象资料,综合分析了造成昆明城市内涝的气候因素、地理环境和人类活动等因素,通过对2016年44例昆明主城区城市内涝过程与相应时段内涝点附近自动气象站逐小时降雨资料进行统计分析有,短时强降水是造成城市内涝的主要原因,其中1~2 h最大累积降雨量与城市内涝的关系最密切,并给出了城市内涝短临预警指标,根据积水深度将城市内涝分为一般性风险、较高风险、高风险、很高风险4个等级。