基于天气研究与预报模式的林区风能评估

林业生态区风场因林木植被生长周期存在季节性变化特性,使得林区风能评估相较于平原沿海地区具有一定复杂性。采用天气研究与预报(WRF)模式,结合本地化森林冠层特征参数,对复杂地形林业生态区的风场进行数值模拟,并利用激光雷达实测数据对WRF模拟结果进行对比验证,建立复杂地形林区风场模拟方法,进而对复杂地形林区的风能资源进行评估。结果表明:采用WRF模式的林区风场模拟应充分考虑森林的季节性变化,采用本地化的森林冠层特征参数是提高林区风场模拟精度的有效手段。此外,受地形地貌影响,林区风场表现出明显的地形微气候特征,该特征随着离地高度的升高而减弱,当高度达到150m后开始具有稳定且可利用的风能资源。

南亚高压突变引起的一次新疆暴雨天气研究

分析了 2 0 0 1年夏季一次最强的全疆性大降水天气过程 ,指出暴雨是在大尺度环流异常突变的形势下 ,高、中、低层多种尺度系统相互作用及恰当配置的结果。给出了影响新疆的水汽路径和输送方式模式 ,认为阿拉伯海和孟加拉湾的水汽通过接力方式可以影响南疆、东疆 ,并探讨了新疆暴雨与能量锋的关系 ,总结了指标 ,加深了对新疆尤其是南疆暴雨的认识。

新一代天气研究预报模式WRF简介

本文介绍了美国新一代研究预报模式WRF系统的开发背景及主要功能；简要说明了WRF模式系统结构、动力框架和物理过程等特点，对系统运行环境及在PC机上安装的要点作了必要补充。

天气研究与预报预警业务系统

天气研究与预报预警业务系统利用9210工程等现代化建设成果,发挥计算机技术优势和M ICAPS平台的功能和作用,充分挖掘天气预报信息资源提高天气分析、研究和预报能力,推进天气预报由人工向计算机智能化方向发展以及天气预报的精细化制作与显示等方面积极探索,为开展天气预报研究和预报业务提供了有益的工具,对于提高气象预报服务水平具有积极作用。

月球空间天气探测与研究进展

稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间天气监测站的构想,明确了监测站具体科学目标,并介绍了监测站三大系统构成及相互关系,包括监测系统、科学研究系统以及建模与预报系统。建立月球空间天气监测站对研究太阳爆发活动、日地月耦合关系以及月球局地环境的变化具有重要的科学意义,也有利于促进月球空间天气建模和预报技术的发展,提升未来月球科研探索任务空间环境保障能力。

川西高原雪灾天气初步研究

对１９７０～１９９０年共２１年４１次川西高原雪灾天气过程的分析研究，从气候分布、大气环流特征、影响天气系统等方面探求川西高原雪灾发生发展的规律性，对提高雪灾天气预报准确率，做好为畜牧业生产的气象服务有重要作用。

川西高原雪灾天气初步研究

对1970～1990年共21年41次川西高原雪灾天气过程的分析研究,从气候分布、大气环流特征、影响天气系统等方面探求川西高原雪灾发生发展的规律性,对提高雪灾天气预报准确率,做好为畜牧业生产的气象服务有重要作用。

考虑台风影响的大型风力机风致响应特性研究

与良态风场相比,台风场会显著影响风力机受力性能。为解决此问题,采用中尺度WRF和小尺度CFD对“鹦鹉”台风进行精细化数值模拟。并以某风电场5 MW大型风力机为分析对象,结合ANSYS软件重点对台风场和良态风场下风力机耦合体系风致响应、受力稳定性以及极限承载力等进行对比分析。研究结果表明:对比良态风场,台风作用使风力机表面三维气动力分布模式更加复杂,且明显增大了机舱-叶片-塔筒一体化耦合体系的结构响应,同时大幅降低了结构整体屈曲稳定和极限承载能力,主要结论可为此类风力机在台风环境下的受力预测提供参考。

黔江地区冰雹天气的环境场研究

通过对黔江地区冰雹天气的影响系统、物理量场进行初步研究，揭示了黔江地区冰雹天气的成因，建立了黔江地区冰雹天气短期预报模型。

人工影响天气在永州烤烟产区中的综合应用研究

文章根据历史气象资料总结了永州冰雹的气候概况及天气预报指标,提出了永州烤烟人工消雹的关键时段、技术流程、技术方法、实践体会。

桃江人工影响天气试验研究

人工影响天气包括人工降雨、人工降雪、人工防雹、人工消雾等。从桃江的天气、气候和生产需要,以人工降雨为开端的人工影响天气工作为缓解旱情起到了非常重要的作用。

雷达反射率资料的三维变分同化研究

应用天气研究和预报模式(WRF)三维变分系统中一种新的雷达反射率资料间接同化方法来进行反射率资料的三维变分同化研究,评估雷达反射率资料对夏季短时定量降水预报的作用。该方法不直接同化雷达反射率资料,而是同化由反射率资料反演出的雨水和估计的水汽。以2009年夏季北京地区发生的4次强降水过程为例,考察了北京市气象局业务运行的快速更新循环同化预报系统对京津冀地区雷达网的雷达反射率资料的同化性能以及雷达反射率资料和径向风资料同时同化的效果。数值试验结果表明:(1)同化反演雨水或水汽都能改善降水预报,但同化反演水汽对降水预报效果的改善起了更重要的作用;(2)同化反射率资料能极大地提高短时降水预报的效果,其稳定的正面效果可以延伸到6 h的预报时效,而同化径向风资料不能得到稳定的正效果;(3)同化雷达资料时,应用快速更新循环同化预报系统是提高短时定量降水预报的一个有效途径。

大别山区地形对春季冷锋附近中尺度对流系统影响的数值模拟研究

安徽省地处亚热带气候和温带气候的过渡带,从副热带高压边缘和孟加拉湾汇合而来的西南暖湿空气与北方南下的干冷空气经常在江淮流域相遇,带来丰沛降水.其中,当大别山受暖湿西南气流影响时,其北部易触发对流,出现中小尺度对流系统;当有冷锋等系统影响时,山区北部易出现对流旺盛的中尺度对流系统(MCS).选取2005年3月10日的冷锋过程用天气研究预报模式(WRF)分析研究了大别山地形对冷锋附近MCS发生发展的影响.研究表明:由于大别山地形的作用,山区北部的温度和湿度明显高于平原地区,这一方面产生平原和山区之间的水平气压梯度,形成局地中尺度力管环流,具有触发对流的作用;另一方面,又使山区北部的大气层有大的对流有效位能(CAPE),一旦对流发生,容易剧烈发展.此外,当冷锋移近时,由于大别山的影响,锋后东北风在山区北侧发生堆积和偏转,形成了额外水平风场辐合,使MCS更易形成和维持.

C波段雷达快速循环同化技术在宁夏降水天气预报中的应用

介绍了宁夏C波段雷达快速循环同化技术及其在2018年夏季降水预报中的应用效果.快速循环同化技术主要基于天气研究预报(weather research and forecasting,WRF)模式,通过对C波段多普勒雷达资料进行去除奇异点、地物遮挡、谱宽检查、退模糊等质量控制,利用三维变分同化、动力降尺度及冷暖启动方法,实现了C波段多普勒天气雷达观测数据的逐小时快速循环同化分析,可逐时滚动输出未来12 h逐小时间隔、水平分辨率3 km的降水、气温、风向风速、相对湿度、物理量场等格点预报产品以及雷达回波产品.通过在2018年宁夏降水预报中的应用分析发现,加入雷达资料同化后的WRF模式降水预报能力有明显提升,可为宁夏降水天气智能网格预报特别是暴雨的短临预报预警提供技术支撑.

南海海域海表面温度对低空大气波导数值模拟的影响研究

为了研究海表面温度(sea surface temperature,SST)对低空大气波导数值模拟的影响,针对南海海域基于天气研究与预报(weather research and forecasting,WRF)模式开展了不同SST对低空大气波导数值模拟的影响研究.结果表明:精确的SST对低空大气波导数值模拟影响最大,其次是更新周期;美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)提供的最优插值SST给出的大气波导模拟结果最好,正确率为68.2%,且波导底高平均误差和标准差最小,这是由于其模拟的相对湿度和气温变化较为准确,其次为气候预报再分析系统(climate forecast system reanalysis,CFSR)给出的SST方案较好;此外不同嵌套网格方式对大气波导数值模拟也有影响,在最优方案中子网格模拟的大气波导正确率和发生概率分别提高了11.8%和10.4%,虚报率降低了2.4%.该研究可为南海低空大气波导的精确预报提供技术支撑.

基于中尺度数值大气模式的海雾特征参数研究

为了研究掠海激光类武器在海雾气溶胶环境下的回波特性,需要进一步获取海雾气溶胶的特征参数。基于中尺度数值大气模式的天气研究与预报模型,在垂直空间针对海雾所在空间区域设置更为密集的η分层,对2015年4月28日~2015年4月29日的渤海海雾过程进行数值模拟分析,得到云水混合比、雾顶高度等海雾特征参数的数据,进而计算出影响激光回波的水平能见度数据。研究结果表明:对于海雾所在空间区域(海拔高度400 m以下),增大η分层数能够进一步细化海雾的特征参数,提高获取的数据精度;能见度参数可以通过云水混合比等海雾特征参数推算得到,其精度受海雾参数精度影响。

基于WRF数值模式的SDAE-SVR风速预测模型研究

风速预测是风力预报中的核心与基础,采用天气研究和预报(Weather Research and Forecasting,WRF)模式进行风力预报往往存在风速预测误差较大的问题.为了提高风速预测精度,提出了一种基于深度学习和支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)相结合的风速预测模型.该模型以WRF模式预报输出的多种气象变量为基础,结合气象自动观测站传感器的实测风速,引入堆栈降噪自动编码(Stacked De-noising Auto-Encoder,SDAE)深度网络来学习样本数据中隐含的深度特征,然后将该深度网络最后一层输出的深度特征置入回归器SVR中,利用SVR良好的回归预测性能对WRF模式预报的未来1 h风速进行预测订正.结果表明:所建立的SDAE-SVR风速预测模型具有较高的风速预测精度,在对典型日的WRF模式预报未来1 h风速的预测订正中,其平均百分比误差与均方根误差仅为8.28%与0.8066m·s^-1.

西北天气预报业务历程和发展机遇

西北天气预报业务历程和发展机遇夏建平，陈敏连（兰州中心气象台７３００２０）１９９３年９月兰州区域气象中心宣告成立，标志着西北气象业务上了一个新的台阶。一批现代化业务设备为天气气候工作创造了较为良好的工作环境，尤其对实时性较强的天气分析和预报服务工作提...