基于均一化格点资料的全球变暖趋缓期中国气温变化特征分析

利用1961—2014年水平分辨率为0.5°×0.5°的均一化气温网格数据,分析全球变暖趋缓期(1998—2014年)中国气温的变化特征。结果显示:1998—2014年中国气温上升趋缓明显,与增暖期(1985—1997年)相比,年平均气温和年平均最高气温由升温趋势转为降温趋势,分别为-0.05℃/10a和-0.11℃/10a,而年平均最低气温仍保持弱的上升趋势(0.06℃/10a)。全球变暖趋缓期中国的增暖型发生了显著变化:北方地区由增温趋势转为降温趋势,青藏高原和西南地区则呈现出相对强的增温趋势;从季节来看,冬季降温最强、夏季增温较其他季节偏强,而冬季(强降温)正是中国增暖趋缓的主要贡献季节。增温最强的要素仍然是最低气温。

气象格点资料的准无损压缩方法

格点数据是气象资料存储交换的重要形式,资料量的爆炸性增长给数据的存储、传输带来了巨大压力。采用离散余弦变换(Discrete cosine transform,DCT)构造了气象格点资料的准无损压缩方案,对位势高度、经向风、纬向风及温度4个要素,分别按照3种精度对压缩效果进行了对比,并对该方案在要素场的直接分析和作为初始场进行模式积分两类应用进行了误差分析。结果表明,该方案可以大幅度提高气象格点数据的压缩效率,由此带来的压缩损失非常小,无论是用于数据的直接分析、诊断计算还是模式积分,其误差是可以接受的。该方案能提高气象海量数据的存储和传输效率,为提供快速气象数据响应和预报服务打下基础。

利用插值法建立历史旱涝格点资料的可行性

主要利用《中国近五百年旱涝分布图集》等历史文献旱涝等级资料,采用气候学分析中常用的插值方法,建立中国东部地区(106°—122°E、25°—41°N)历史时期旱涝等级格点场资料,试图从大尺度的时空变化上,分析比较插值前后资料的结构和特征方面的异同,以说明采用格点资料对中国东部地区进行古气候分析的可行性。采用普通Kriging插值法,对1470—2000年中国东部地区旱涝等级资料进行空间插值。通过交叉验证,分析了站点实际值与估算值间的平均绝对误差,说明采用Kriging插值法将站点旱涝等级资料网格化是可行的;在获取插值结果后,采用数理统计分析方法,比较了插值前站点资料与插值后网格点资料的要素场时空特征,其时间变化趋势的一致性及空间分布的无漂移,进一步说明采用该插值方法是可行的。

多层次格点资料相似离度动态综合做广东多站点长期趋势预报

介绍一种长期趋势预报方法。该法结合预报经验，按照形势变化特征对５００和１００ｈＰａ高度、太平洋海面温度等多层次月平均格点资料进行分区统计，然后用相似离度理论做计算。其中，既同时考虑空间多层次的气象信息，又从连续几个月的信息变化去进行动态的相似综合，力图使相似比较中的片面性得到改善。用该法对广东降水和气温的长期趋势做预报试验。

用格点资料作汛期大降水预报

一、数值预报在青藏高原及其边坡地带的准确性数值预报产品对地处青藏高原边坡地带的甘肃,能否充分有效地发挥其作用,这是我们首先需要考虑的问题。我们应用1986年7月、8月欧洲中心500百帕48小时形势预报与实况资料,对东亚50—140°E。

日本数值预报格点资料介绍及处理的几个技术问题

主要介绍了日本数值预报格点资料以及资料下载、解压、格式转换、图形生成等业务化处理过程中的关键要点和技术细节,半年多的业务运行表明,日本数值预报格点资料具有较高的应用价值。

挑取成片区域格点资料的程序设计

本文阐述了挑取满足某种条件成片区域格点资料的程序设计思路,并详细叙述了程序设计中的重点,格点的重复入选、边界处理、循环的设计、计数器等的解决方法。

气象格点资料预测压缩方法初探

通过二维线性预测方法来降低气象格点资料间的冗余度,解决气象格点资料在存储时所占内存空间太大和在网络传输过程中的带宽问题。从原理及500hPa高度场分析得出:预测误差序列的方差比原序列方差小一个数量级,这充分说明和原序列相比,误差序列的相关性已有很大的降低,证实了格点资料预测压缩是完全可以实现的。

格点降水资料在中国东部夏季降水变率研究中的适用性

本文使用1951～2010年PREC、CRU、APHRO和GPCC 4种格点降水资料,通过比较其与中国756站点观测降水资料在中国东部（105°E以东）夏季降水变率中的差异,检验和评估了它们的可靠性和适用性。结果表明：中国东部夏季降水变率的前3个主要模态分别是以江淮流域、长江流域和华北与东北南部为核心的经向多中心分布,有明显的年际和年代际变率特征,且干旱特征较洪涝更明显;长江流域夏季降水异常的主周期为3～7 a和20～50 a,而江淮流域和华北地区夏季降水异常的主周期则为准2 a和准10 a。另外,长江与江淮流域和华南地区分别在1970s末和1990s初发生了显著的年代际转变;4种格点降水资料都能很好地再现中国东部夏季降水的时空变率特征,但由于GPCC格点降水资料是基于更多的基站观测和更精细复杂的质量控制方案得到的,因此它具有更高的可靠性。

基于BP神经网络的气象格点数据无损压缩方法

格点资料是目前气象数据存储、传输和应用的主要形式,爆炸性增长的资料给数据的存储、传输带来了巨大压力,设计适合格点资料特点的压缩方案越来越重要。大气是一种连续介质,格点资料是反映其动力学及热力学性质的连续物理量的采样和量化,相邻格点间存在很大的相关性。在二维线性预测基础上引入BP神经网络,建立了基于神经网络的二次预测模型,有效剔除气象格点数据的冗余信息,结合熵编码,提出了一种高效无损压缩新方案。该方案具有极高的压缩比,并能保证在有效精度内数据完全无损。与广泛应用的netCDF格式压缩效率对比试验表明,该方案的编码效率是netCDF格式的3～5倍,接近压缩的理论下限,能极大地减少存储空间及传输时间,适合大气以及地球科学中海量数据的存储和传输,有很好的实际应用前景。

基于中国降水格点数据集的陕西夏季不同等级降水时空变化特征分析

利用1961—2015年中国地面降水日值0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)(下称V2.0格点资料)及同期陕西省内55站逐日降水资料,评估了V2.0格点资料在陕西地区的适用性,并分析了近年来不同等级降水事件在陕西地区的时空变化特征。结果表明:V2.0格点降水资料在陕北地区的误差较小,在关中大部较实况降水偏大,在陕南地区较实况偏小;各等级降水在全省呈现出南多北少的分布特征,V2.0中雨和大雨等级降水空间分布与实况较为一致,V2.0小雨雨量及雨日大于实况,V2.0暴雨事件较实况显著偏少;观察不同等级降水的时空变化特征发现,小雨在全省大部呈下降趋势,中雨在陕北北部、关中大部及陕南东部呈增加趋势,在陕北南部及陕南西部等地减少,大雨和暴雨在全省大部增加,V2.0各等级降水变化幅度小于实况变幅,暴雨事件变化趋势差异最大。

格点报综合绘图软件的研制方法

格点报资料即数值预报产品输出场是天气分析和预报制作的重要资料源之一.目前虽然欧洲中心资料有传真图形式,但通过无线方式接收下来的图象清晰度不高且易受干扰,另外象T42和有限区域资料尽管其输出产品比较丰富,但几乎没有图形产品提供.因而建立一套适合省、地、市台使用的格点报绘图软件很有必要.长期以来,我们绘图基本上使用一些专用的绘图软件包,如NCAR、BDPLOT等,这些软件包都具有一些共同的缺点,如屏幕界面不理想、绘图速度慢、无打印方法等.我们利用C语言自行编制了一套格点报综合绘图软件,克服了以上的缺陷.

1979-2017年CRU、ERA5、CMFD格点降水数据在青藏高原适用性评估

利用1979—2017年青藏高原131个气象台站实测降水资料,分别从年、季尺度对CRU、ERA5和CMFD 3种再分析降水资料在青藏高原的适用性进行了评估。结果表明:(1)CRU、ERA5、CMFD 3种数据对青藏高原年降水的模拟能力都很强,与观测值的相关系数均超过了0.9,较观测降水量值均偏大;CRU和CMFD的春季降水较为接近观测值,CMFD夏、秋季降水与观测值最接近,3种数据对冬季降水模拟能力均较弱。(2)从降水量分布来看,CMFD数据对青藏高原年、春季、夏季、冬季降水的分布模拟能力最好,3种数据对青藏高原秋季降水的模拟能力具有区域差异性,CRU、CMFD在青藏高原西部的降水与观测值较为接近。(3)从变化趋势来看,青藏高原年、春季、夏季、秋季降水均呈增加趋势,其中夏季增加幅度较大,冬季降水整体呈减少趋势。(4)CRU数据对青藏高原年、春季、夏季、秋季降水的变化趋势与观测值较为一致,其次为ERA5,ERA5冬季降水与观测值较为一致。(5)从偏差分析来看,CMFD数据与观测值的年、季降水偏差最小,最接近观测值。(6)3种数据与站点平均的年、季降水的时间变化序列表明,CMFD的年、春季、夏季、秋季降水与观测值的变化最为接近,其次为CRU;CMFD冬季降水较观测值最为接近,但相关系数未通过95%的显著性检验。

基于CAMM和CLDAS的黄淮海冬小麦成熟期连阴雨时空特征

利用黄淮海地区2008—2023年的CLDAS数据和同期65个农业气象观测站的冬小麦花期、成熟期观测数据,订正机理性中国农业气象模式(CAMM)中发育模块(RAM)的参数,评估模式对冬小麦成熟期的模拟精度,而后重构格点化的历年成熟期日期,统计成熟期前6天后9天共16天的降水量和雨日数,随后基于连阴雨指标,研究连阴雨的时空分布特征。结果表明:(1)RAM模式对冬小麦成熟期具有较好的模拟能力,各站RMSE平均值为2.28±0.46 d,模拟值与实测值的R2为0.915。(2)黄淮海地区冬小麦成熟期降水量和雨日数均呈南北两端高中间低的空间分布格局,区域平均降水量为8.8~84.6 mm,平均值为31.9 mm,雨日数为1.0~9.1天,平均值为5.4天。(3)2008—2023年连阴雨灾害波动较大,其中2009、2013、2018和2023年较为严重,大致呈4~5年发生一次的周期性规律,且灾情呈加重的趋势。(4)连阴雨灾害在黄淮海地区北部很少发生,河北和山东交界处偶发,灾害高发重发区主要集中在河南省,尤其是郑州以南的驻马店和信阳一带最为严重,发生频率约为5年一遇,持续天数多在9天以上。

辽宁台风环流形势图历史资料库及其查询系统

为提供一套台风实时业务预报和科研所需要的影响辽宁台风的环流形势,背景,在IBM PC机上建立了辽宁台风环流形势图的历史资料库及其查询系统.这套系统能随时在IBM-PC机屏幕上调看在辽宁台风警戒区内的历史上各个台风不同时次500hPa环流形势图以及图中各主要天气系统的具体位置、强度等资料,并能打印和拷贝.

长期天气预报业务化系统资料库简介

西北区地域辽阔,地形复杂,气候变化和长期天气过程的影响因子范围很广。各省(区)台虽有30多年制作长期预报的历史和经验,许多人为此做了大量富有成效的工作,但由于种种原因,对历史资料的搜集整理不够,缺乏系统完整、结构合理的长期天气过程研究和预报所需的资料库。为配合兰州区域气象中心长期天气预报业务化系统建设。

基于CMPAS产品的河西走廊汛期降水日变化特征

利用CMPAS格点和河西走廊国家气象站、区域气象站逐小时降水量数据,运用常规的气候统计方法,分析了河西走廊2018—2022年汛期(5—9月)降水量、降水频次、降水强度的空间分布和日变化特征。结果表明:(1)受地理位置、海拔高度、纬度以及影响系统影响,降水总量、降水频次及降水强度的空间分布总体上表现为由西北向东南增加,低纬度高海拔的走廊中东部及沿山区大于高纬度低海拔的走廊西部及平原区;(2)受青藏高原东北侧午后湿对流和凌晨到上午气温较低影响,降水量、降水频次和降水强度日变化均表现为双峰型分布,峰值时间段出现在16—23时和06—10时,谷值出现在12—14时;(3)持续7~12 h的降水量和1~3 h的降水频次最多,持续13~24 h的降水频次和降水量最少,不同持续时长降水量和降水频次大值都集中出现在傍晚和凌晨。

网络系统中T42资料的处理

1 引言 T42资料是中央气象台转发的H500hPa、H100hPa,5X5的格点资料,资料按候、旬、月的格式按日分别分发,计算机未组网前靠人工挑选,输入磁盘得到旬、月资料,处理起来费时费力,工作强度大,差错率大,给进一步应用候、日资料带来了诸多不便。1993年省气象台组建计算机网络系统,从网络系统中可以得到完整的T 42资料,通过对T 42资料的分析,编写了一套处理T 42资料的应用程序,通过近一年的试运行,效果比较理想,达到了快速、准确、灵活、实用、方便的设计要求,现将T 42资料的程序介绍如下。

省台天气预报实时业务系统中的实时资料库

在省级气象台天气预报实时业务系统(简称STYS)中,实时资料库是整个系统的基础、核心。本文重点介绍我们在实施STYS中,如何开发实时资料库,并使其真正能具有资料的实时性、正确性、完整性,为各子系统提供必需的实时资料。

基于CLDAS的贺兰山区5—9月降水时空分布特征及其与地形的关系分析

利用2008—2016年5—9月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)格点融合分析降水资料以及降水观测资料,在对CLDAS格点降水融合资料进行验证的基础上,对贺兰山区降水时空分布特征以及与地形的关系进行了分析。结果表明:贺兰山区降水呈“东多西少、南多北少”的分布特征,贺兰山主峰偏西0.1°存在一个超过240 mm的降水高值中心,日降水量极值西侧高于东侧。8月降水量和短时强降水次数最多,11:00—18:00降水次数最多,午后到前半夜短时强降水次数最多。贺兰山区降水以小雨为主,其次是中雨,中雨和小雨雨量占区域总雨量的比例高达85%。贺兰山区降水量随海拔高度的增加而增加,西坡降水随高度的增加率为5.1 mm/hm,东坡降水随高度的增加率为2.1 mm/hm,西坡明显高于东坡。中雨日数与地形高度的相关性较好,其它级别降雨日数与地形相关性不强。