Early Warning of Snow Disaster in Pasturing Areas of Inner Mongolia

Using ground and remote sensing monitoring, and national standards of snow disaster monitoring evaluation standards, quantitative evaluation of snow disaster was realized. Threshold of animal husbandry weather forecast indexes were applied to establish snow disaster early warning for different grasslands in pasturing areas of Inner Mongolia, and make the grade distribution map of snow disaster early warning. The forecast results basically met the real conditions, it proved that this forecast method was capable of evaluating scale and influence degree of snow disaster. However, the snow disaster grade forecast deviated from the real conditions for the influence of weather forecast accuracy rate.

不同灌溉方式下无花果需水规律及作物需水量预报

探究不同灌溉方式下无花果需水规律及作物需水量的预报对无花果生产具有重要的研究和指导意义。根据广东省水利重点科研基地2022年5月至2023年12月的无花果种植数据,分析不同灌水方式下无花果需水规律,推求作物系数曲线,结合Hargreaves-Samani模型和单作物系数法,基于公共天气预报进行无花果需水量预报。结果表明:不同灌水方式中沟灌的需水量最大,2023年日均需水量为2.44mm/d,其次是喷灌和地面滴灌,日均需水量分别为2.23mm/d和2.04mm/d,地下滴灌需水量最小,为1.92mm/d,5-9月为无花果需水旺盛期。采用联合国粮农组织(FAO)推荐的单作物系数法推求出试验站无花果Kc作物系数曲线,作物系数地下滴灌<地面滴灌<喷灌<沟灌。气温预报精度较高,最低气温的预报精度优于最高气温的预报精度。经过率定的Hargreaves-Samani模型具有良好的ET0预报精度,相关系数平均值可达0.86。4种灌溉方式无花果作物需水量预报精度低于ET0预报,相关系数范围为0.68~0.74。无花果作物需水量预报模型可以提供未来两周内的无花果需水量,为灌溉决策者提供信息,有利于农民提前安排水资源的分配。

长江中上游一次极端暴雨天气过程成因分析

利用常规气象观测资料、气象信息综合分析处理系统Micaps 4资料、自动站实时数据和多普勒雷达资料等,通过诊断分析方法,对2020年6月27日一次极端暴雨天气过程成因诊断分析。结果表明,在有利的环流背景下,高空槽东移、中低层切变、西南低空急流及梅雨锋的共同作用形成了此次暴雨天气过程。暴雨发生在低层辐合、高层辐散的上升运动区,副高稳定维持在20°N附近,受副高阻挡,中纬度低槽和中低层切变线稳定维持,低空急流强劲,地面上形成梅雨锋,高空急流入口区右侧的强辐散使低层低值系统强烈发展,加强了上升运动,同时水汽条件充足,使得研究区出现暴雨天气。为提高研究区天气预报精准度提供参考。

处理非线性分类和回归问题的一种新方法(I)——支持向量机方法简介

简要介绍了近年来倍受瞩目的一种处理高度非线性分类、回归等问题的计算机学习的新方法———支持向量机 (SVM)方法 ;分析了这一方法的特点及其在数值预报产品释用及气象研究业务中的应用前景。SVM是一种有坚实理论基础的新颖的小样本学习方法。它基本上不涉及概率测度及大数定律等 ,因此不同于现有的统计方法。从本质上看 ,它避开了从归纳到演绎的传统过程 ,实现了高效的从训练样本到预报样本的“转导推理”(transductiveinference) ,大大简化了通常的分类和回归等问题。SVM的最终决策函数只由少数的支持向量所确定 ,计算的复杂性取决于支持向量的数目 ,而不是样本空间的维数 ,这在某种意义上避免了“维数灾”。

大雪预报失误个例分析

20 0 2年 11月 6～ 7日大雪天气过程预报有一定难度 ,降水预报失误较大。在分析数值预报天气形势、气象要素预报的基础上 ,阐述了当时预报员的预报思路 ,分析实时天气形势的演变 ,指出 30 0hPa上亚洲中部的西北或偏西风急流轴逐渐南压 ,是诱发实时天气形势突变的触发物理机制。上下层高空槽从后倾转为前倾 ,不利于强烈的上升运动产生。高空引导气流的演变 ,导致地面气压路径改变、暖湿空气的配置变化 ,是预报失误的主要原因。

北京延庆山区降雪云物理特征的垂直观测和数值模拟研究

基于风廓线雷达、云雷达、粒子谱仪、微波辐射计和自动站等垂直观测设备,结合中尺度数值模式WRF对2017年3月23~24日北京延庆海坨山地区的一次降雪过程进行了观测和数值模拟研究。研究结果表明:垂直探测仪器结合中尺度数值模式可以获得降雪的宏观结构和微物理信息,有助于对降雪的深入研究。此次降雪过程由中高层西南及偏南暖湿气流与低层东南偏冷空气交汇造成动力和水汽辐合抬升形成,4~5 km高度处的风切变有利于降雪的增强。上升气流有助于水汽的输送、冰雪转化以及雪晶凝华、聚合,冰晶数浓度中心对应着上升运动顶部。然而此次降雪云系低层过冷云水含量不足,降雪回波<20 dBZ,回波顶高<7 km,雪花垂直下落速度<2 m s-1,地面降水量大值与低层强回波区对应。降雪粒子谱分布范围较窄,以直径1 mm左右的小粒子为主,相态主要为干雪,基本不存在混合相态。

广东2008年低温雨雪冰冻灾害及气象应急响应

2008年初我国南方遭受了百年一遇低温雨雪冰冻灾害,广东的受灾程度属80年一遇,造成了重大经济损失和严重社会影响。分析发现:灾害过程在近年来最严重的一次"拉尼娜"事件背景下发生的,与欧亚地区持续大气环流异常密切相关。在"北脊南槽"和西太平洋副高偏北偏强的形势下,冷暖气流在我国南方地区频繁交汇,使对流层中低层形成逆温层和局地经向环流产生异常,造成了此次持续低温雨雪冰冻过程。面对灾害引发的公共事件,广东省气象部门打破常规、准确预警,启动预案,通过媒体和"公共事件预警信息发布平台",及时传播权威的公共预警信息,为安定民心、稳定社会、减少灾害起到积极作用。灾后反思发现,山区冰灾的监测、灾害的评估、公共信息发布等的能力和规范均亟待加强。

基于天气分型的北京地区雷电潜势预报预警系统

对1997-2006年457个雷暴过程的环流形势进行对比分析,将北京地区的雷暴天气分为东北低涡低槽、贝蒙低涡低槽、西来槽等11种雷暴天气型;利用南郊观象台(54511站)的探空资料计算对流有效位能、抬升指数和相对风暴螺旋度等33个对流参数,通过与北京地区SAFAIR3000获取的闪电定位资料进行统计分析,提取BCAPE、BLI、MDCI、BIC、KNEW和SWISS等6个对流参数作为北京地区潜势预报参数;采用事件概率回归(REEP)方法,利用获取的6个对流参数作为变量,形成了11种雷暴天气型下的潜势预报方法。利用WRF模式的预报场,建立适用于北京地区3～36 h雷电潜势预报系统。个例实验结果表明其具有较好准确性。由于该系统建立过程中使用了高分辨率探测资料和中尺度模式的输出结果,实现了雷电潜势预报由点到面,由粗到细的突破,对北京地区雷电预警预报具有一定的应用价值。

大到暴雪天气模型及数值产品释用预报方法

用欧洲数值预报产品格点资料,对1986年11月-2002年3月河南省出现的87个大到暴雪个例进行对比分析,将大到暴雪划分为3个类型,即高原低槽型、阻高-横槽型和L型,对每个型进行合成平均,建立了大到暴雪的天气学概念模型。为提高样本中大到暴雪的概率,先将样本进行消空处理,然后选取物理意义清晰、天气学意义明确的预报因子,分别建立了全省分片大到暴雪1-7 d预报方法,在业务试应用中取得了较好的预报效果。

T639数值预报产品对黄渤海沿海大风预报效果检验

根据影响系统对2008—2011年黄渤海沿海的大风分了四个天气类型:气旋、低槽冷锋、台风和综合类。对不同类型的大风天气,就T639数值预报产品天气系统的影响时间、强度和中心位置以及大风出现的开始时间、结束时间、大风落区、最大风速值和最大风速值的开始时间、结束时间和落区的预报准确率进行了统计。结果表明,T639数值预报对黄渤海沿海大风具有较好的预报准确率,漏报率较低;对于台风类的预报能力偏差;预报数值比实况偏小,当预报有气旋、或预报大风时间长范围大时,实况风将增大1—2个量级;对于大风的开始时间预报略偏早,而对于大风的结束时间和最大风速的开始和结束时间预报均略偏晚。

近54年陕西两次冰雪灾害天气过程对比分析

利用陕西过去54年96个测站降雪资料、常规高空地面气象资料及NCEP再分析资料,分析了陕西省1955—2008年连阴雪天气气候特征和时空分布,对两次全省性强连阴雪天气过程的环流形势及动力、热力特征进行了对比分析,并与秋季连阴雨比较,结果表明:陕西54年间连阴雪天气强度及时空分布差异明显,2008年1月连阴雪天气为1955年以来陕西省最强连阴雪天气,1989年次之。强连阴雪天气发生时长波系统稳定少变,高空锋区、东西路冷空气、偏强偏北的副热带高压、稳定的南支槽是两次持续降雪的主要影响系统。200hPa西风急流演变对连阴雪天气发生、发展有指示意义。两次连阴雪天气期间水汽输送主要存在于对流层低层,副热带高压外围水汽输送带和偏东气流为主要水汽来源。连阴雪天气期间陕西省处于能量锋锋区中,不同于秋季连阴雨天气。强降雪天气过程发生与陕西夏、秋季强降水有相似的热力和动力学特点,但强度偏弱。提出了陕西冬季连阴雪天气预报着眼点。

内蒙古牧区雪灾的预警

利用地面和遥感监测相结合的方法,运用雪灾监测评估等级国家标准,实现了雪灾的定量化评估;结合牧用天气预报指标阈值,建立了内蒙古牧区不同草地类型雪灾等级预警方法,制作了雪灾预警等级分布地图。实况检验和预报结论基本相符,说明本预报方法能够对雪灾的范围和影响程度进行预估,但由于受天气预报准确率的影响,部分区域雪灾预估等级出现偏差。

吉林省烟霾现象的气候特征及预报

通过对1951-2005年吉林省区域性霾现象气候特征的诊断分析,结果表明:霾主要集中在50、60年代,70年代开始骤减,霾被记成烟或轻雾是近二三十年来吉林省霾骤减的主要原因之一;霾主要出现在冬半年(10-3月),约占总数的80%,峰值集中在11-1月;霾的空间分布与地形特征及城市化进程的加快密切相关,吉林省东部盆地及中部城区是霾(或烟霾)天气的高发地区。通过对霾天气形势场及气象要素场的综合分析,建立了吉林省烟霾天气的预报方程及判别指标,并在2007年冬季(2007年11月-2008年2月)吉林省烟霾天气预报中加以应用,效果较好。

基于关键气象因子和天气类型的广州空气污染预报方法应用

以广州市环境监测站2007年1月—2009年12月监测的空气污染指数(API)以及SO2、NO2、PM10等污染物为研究对象,探讨了广州市空气污染的变化规律;并分析它们与常规观测的地面气象资料之间的关系;建立了API指数以及SO2、NO2、PM10等污染物的预报方程;为了弥补单纯基于数学模型预报的不足,分析和确定了造成广州严重空气污染的典型天气类型和相关指标,以便在具体的业务预报中可以根据天气形势和相关指标做进一步的订正;该预报方法于2010年10月起应用于广州市环境监测中心站,作为2010年16届亚运会广州空气质量预报预警服务的重要工具之一,运行服务效果良好.

区域尺度气象因子向局部尺度聚解的灰色系统与模式识别方法研究

无论是全球气候变化研究还是降水定量预报研究,都涉及如何将区域尺度气象因子向局部尺度聚解(Downscaling)的问题。提出了两种各有特色的聚解,一种是与天气动力学模式相联系的灰色系统模型方法。在宏观或中观尺度的大气动力学模型和地面局部尺度降水变化之间,嵌入一个反映区域尺度气象因子向局部尺度聚解的灰色转化器。运用我们研究的灰变量运算法则,能够将其简化为一个确定性的聚解方程和反映聚解转化不确定性的灰区间半径系统方程。通过系统识别可分析聚解过程中的确定性规律和不确定性风险问题。另一种是模式识别的方法。它的特点是在利用模式识别理论,分别辩识天气动力学模式的特征向量和地面降水模式的特征向量。然后,设法建立二者多变量的联系。给出了两种方法在湖北省降水定量预报的一个应用实例。对动力学方法、黑箱子的模式识别方法和介于两者之间的与动力学模式耦合的灰色系统方法进行了比较与评述,指出目前需进一步研究的问题。

黑龙江省沙尘天气发生的气候背景和预报方法

对2000～2003年黑龙江省较典型的7次沙尘天气过程进行气候条件和地面天气形势分析,并对沙尘天气影响下哈尔滨地区的空气污染状况特别是颗粒物污染进行了分析。结果表明:持续少雨、高温、春季大风是发生沙尘天气的气候条件;沙尘天气发生时,中等以上污染的地面天气形势有高低压同时发展、强低压发展、春季其它类型鞍形场均值区和弱低压内3种类型;在沙尘天气影响下,哈尔滨地区的颗粒污染物浓度迅速上升,形成中、重度污染。建立了未来24h发生沙尘天气的高空及地面预报模型。

大连市冬季大气污染数值模拟及其对人工增雨(雪)作业的指示作用

利用国家环境保护部大气污染指标和常规气象观测资料,结合区域空气质量模式系统(Weather Research and Forecasting-Community M ultiscale Air Quality,WRF-CM AQ)的模拟结果,对2015年12月大连市大气污染过程的气象要素和气溶胶的时空分布特征进行了分析,并对大气污染天气条件下有效开展人工增雨(雪)作业进行了初步探讨。结果表明:2015年12月大连市出现5次大气污染过程,累积污染日数为13 d,占12月总日数的41.94%,且日平均最低能见度为2.27 km。出现大气污染时,近地面温度均略有升高,大气层结稳定,因此,实施人工增雨(雪)作业时,宜选用增雨火箭和增雨飞机,从而保障催化剂可以播撒到高效核化层高度(-15℃^-10℃);同时,模拟结果表明,污染天气条件下一定量的细颗粒物在大气各种扰动下可以扩展至3.00 km以上,对具有增雨(雪)潜力的冷云实施作业时,应考虑催化剂量在常规作业剂量基础上适当减少。通过对2015年12月大连市的一次重度大气污染个例分析发现,大连市形成重污染的大气气溶胶物种主要为硝酸盐、铵盐和硫酸盐,其中硝酸盐占比最大,可以达到51.27%,说明除了相关工业源和燃煤排放,交通源排放也是大连市主要的大气污染源之一。

广东近60年一次最大范围的降雪过程分析

利用地面、探空实时业务观测以及NCEP 1°×1°分析数据等资料,对2016年1月下旬寒潮过程地面气压场、过程最低气温、广东降雪空间分布、大气温湿结构以及天气系统等方面进行了分析,结果发现:该次寒潮过程广东地面气压突破了有气象记录(1951年)以来的历史极值,但大部分市县最低气温未破历史记录;降雪南界较历史南界(1951—2015年)明显南压,即西部压到信宜、阳春一带,中东部则南压到了沿海;t850<0℃或t925<0℃的单层温度指标难以判断广东雨雪相态;当高空整层温度都在0℃以下,且近地面0℃层高度低时降水相态多为雪,0℃层高度过高时则降水相态为雨,其余为雨夹雪(霰);当高空有暖层存在时,出现纯雪的可能性较小,若地面0℃层高度低,且高空暖层厚度<位于其下方的冷冻层,则有雨夹雪(霰)的可能;降雪时大气湿度呈下干上湿状态,90%以上的高湿度区主要在800~500 h Pa之间;降雪时的辐合抬升主要发生在700~500 h Pa,中层的槽和西到西南急流是重要的动力因子。

物候模式识别在生态动力预报中的应用

以物候资料和数值天气预报模式输出图为基础,应用模式识别和数理逻辑判断的自动化技术,阐述制作生态动力预报的原理、方法和步骤.生态动力预报技术使传统的物候学在气象学和自动化技术支持下,扩展应用到生态预报业务领域,使物候预报从单站预报阶段发展到区域预报阶段,同时促进了农业气象预报方法从定性、统计阶段向动力预报阶段发展.该方法在农作物播种、长势、灌溉与施肥、病虫害防治等方面具有广阔的应用前景.

基于天气分型的赤潮预报方法研究——以福建沿海为例

以2001—2012年我国沿海赤潮相关资料为依据,对福建沿海赤潮的时空分布特征进行了分析。结果显示:4月第6候—7月第1候是福建沿海赤潮暴发的最盛期,赤潮高发海域为闽东北沿海和厦门近海,大面积赤潮主要发生在三沙湾、厦门和平潭海域。在此基础上,利用NCEP再分析资料,从大气环流形势诱发赤潮的角度出发,基于典型天气形势场相似法构建了福建沿海5—6月赤潮定量化预报模型。敏感性试验和预报检验结果表明,该模型能够在赤潮大面预报中获得较为满意的效果,预报检验准确率达55.8%,可以在赤潮业务预报中予以应用。此外,对模型生成的4种最易诱发福建沿海赤潮的天气类型:西南季风扰动型、高压脊控制型、东亚低槽扰动型和西太平洋副热带高压控制型分别做了个例分析,以期为赤潮预报研究提供参考。