大气探测高技术及应用研究进展

大气探测技术是支撑大气科学,特别是大气物理和大气环境学科发展的重要基础,其主要任务是发展新的探测和试验手段、原理和方法,为认识大气运动以及大气中各种物理、化学、生物过程的基本规律及其与周围环境的相互作用提供技术手段和方法。除了充分利用国内外已有的成熟技术和产品对大气科学发展提供支持外,大气探测还存在一系列科学与技术问题需要研究和开发,这也是大气探测科学与高技术的前沿。本文从强对流和降水探测技术、雷电探测技术、云特性探测技术、臭氧和气溶胶等大气成分探测技术、地基GPS观测反演大气和海洋参数、大气与环境综合探测平台六个方面综述近五年来中国科学院大气物理研究所在地面大气探测高技术研发、实验观测及相关研究领域所取得的一些主要进展,并对未来发展进行展望。

基于深度学习的高时空分辨率降水临近预报方法

降水临近预报在强对流天气监测预警中具有重要地位,对于防灾减灾至关重要。在气象业务中,主要采用雷达回波外推方法解决高时空分辨率的临近预报问题。针对传统雷达回波外推方法中普遍存在的资料信息利用率不足和预报准确率低的问题,利用上海地区多年的高时空分辨率天气雷达探测资料,基于数据驱动的深度学习方法进行雷达回波外推,提出了一种新的降水临近预报模型——SwinAt-UNet模型。该预报模型通过融合UNet模型和Swin Transformer结构捕捉历史天气雷达探测资料中的短期和长期动态变化特征,可以自适应地学习潜在的雷达回波生消演变规律。此外,为提高模型的泛化能力和预报准确率,引入深度可分离卷积和卷积块注意力模块。结果表明:在不同基本反射率阈值下,SwinAt-UNet模型的预报准确率均高于UNet、SmaAt-UNet、TransUNet和AA-TransUNet模型;在45 dBZ的基本反射率阈值下,SwinAt-UNet模型临界成功指数提高了13%,同时在预报时效上具有一定的优越性;SwinAt-UNet模型外推图像具有更加清晰的边缘和细节性纹理,对降水范围、移动方向和强度变化的预测更为准确。

强天气的发生与防灾抗灾的气象联防对策

本文从强天气(包括强对流天气和强降水天气)发生的机理论述用气象联防的方法抗御强天气灾害的合理性和有效性。强天气是世界上主要的气象灾害现象之一。浙江省地区副热带区域,又东邻太平洋,是强天气的多发区域。38年来,冰雹和龙卷夺走了1070余条生命,伤害近7200人,危害农田400多万亩,

国内外短时天气预报的评述

本文主要介绍70年代以来由于计算机的发展及新的探测手段,尤其是遥感技术的发展,使短时预报工作在一些国家很迅速发展的情况。文章着重介绍了美国等国家在中小尺度系统的短时预报方面的工作、今后5—10年的一些打算及目前以及90年代中将出现的问题。文章在回顾了我国开展短时预报的情况后,介绍了80年代以来我国短时预报工作的进展,着重介绍了正在建设中的珠江三角洲、长江三角洲、京津冀、长江中上游四个基地建立短时预报工作站、探测网、通信网及强对流天气的分析研究及临近预报的情况。

闪电定位仪资料的统计特征分析

1前言 闪电与强对流、强降水关系十分密切，因此，雷电的探测一直是传统的地面观测项目，然而由于此项记录的主观成份大、受测站环境、天空状况影响严重，探测范围小、时效短，仅能在08、14时天气图上反应出来，供分析参考，得不到充分的应用，1996年下半年，由中国科技大学和中国气象科学研究院合作，