基于虚拟仿真技术的地面气象观测装备微课件开发

为了提高地面气象观测业务人员对观测设备维护和保障的能力,开发了基于虚拟仿真技术的地面气象观测装备微课件。该微课件设计了Web和Android版本,使学员既可以在气象远程教育网上学习吸收后用于日常工作实践中,又可以现场遇到问题时登录手机APP现场查询装备故障解决办法后解决实际工作难题。该课件完全按照《气象远程学习资源建设规范》制作开发的,其包含了8种业务观测设备,建立了包含30多个维护保障素材库,丰富了地面气象观测培训资源,满足了学习培训需求。

浅谈气象干部教育培训中案例教学方法的实践——以气象为农服务“两个体系”建设骨干人员培训为例

教育培训是人才工作的基础和重要环节,气象教育培训是建设高素质气象人才队伍的先导性、基础性工作。中国气象局要求中国气象局气象干部培训学院及各分院推进干部教育培训改革创新,深入研究现代气象业务发展对培训工作的需求,创新培训方式方法,增强培训的针对性和实效性。

模块化课程在综合气象业务岗位培训中的应用

近年来,气象事业蓬勃发展,气象现代化逐步推进,县级气象机构改革不断深化,如何提升县级综合气象业务人员的综合素质是气象培训机构需要重点解决的问题。安徽省气象部门结合省内实际情况,运用模块化课程理念,根据县级综合气象业务内容和业务流程,设计了适用于县级综合气象业务人员的模块化课程,通过开展课程教学、分析应用效果,对后期优化课程和进一步的教学工作进行思考。

气象综合业务岗位人员培训效果阶段性评估分析

文章以柯克帕特里克评估模型为基础,建立气象综合业务岗位人员培训效果评估指标,从反应、学习、行为、结果四个层次进行培训效果分析,为该培训项目的设计与优化提供依据。

激光云高仪气象装备保障技术培训系统设计

对云层信息的观测是世界气象组织规定的需要测定的气象要素之一。激光云高仪已在部分国家实现业务化观测。近年来,中国气象局正在推进激光云高仪的设备考核实验并发布了相关的规范性技术文件。为加强气象观测人员装备保障技术能力,本文提出激光云高仪培训系统设计方案,教学内容包括激光发射功率、光束发散角、接收器信号噪声等光学性能测试技术和观测数据样本选取及准确性分析方法。

省域气象标准研制情况对地区GDP影响的实证研究

本文对比了我国各省标准主导研制数量、增长率和各领域的贡献。统计得出,由湖北省气象局主导研制的气象国家、行业标准居全国之首,起草标准数量占全国的比重为10.20%;辽宁省气象局主导研制的气象地方标准数量最多,占全国比重的7.69%;对比2015年前的标准数量,气象标准化改革后的气象国家、行业标准发布数量的增长率分别为232.76%和59.86%;黑龙江省气象局在气象观测领域主持起草的标准数量最多;广东、福建在雷电防御领域主持研制的标准数量最多。同时,相关性分析表明各省主导研制乞象行业标准的数量与地区GDP显著相关。实证结果表明气象行业标准在促进各省经济增长过程中发挥着十分重要的作用,对经济增长有着很高的贡献率。因此,大力加强气象标准化体系建设显得尤为迫切。

淮河流域气象业务服务及科技发展

淮河流域地处我国南北气候过渡地区,天气气候复杂多变,降雨时空分布不均。历史上,黄河长期侵淮夺淮,使其丧失入海口,淮河流域水旱灾害频发,淮河因此得名“最难治理的河流”。本文以淮河流域大型科学试验、水文气象科技、流域气象业务服务发展为主线,分析总结科学试验和科技发展成果,梳理流域气象业务发展历程。20世纪90年代以来,围绕淮河流域气象防灾减灾的科学试验和技术研发持续推进,成立了淮河流域气象中心,流域气象服务机制和服务能力显著提升,在流域防汛抗洪的关键节点发挥了重要作用。笔者提出了“十四五”流域气象服务发展设想。

虚拟自动气象站技术研究

文章通过对国内自动气象站运行机理的分析,提出了自动气象站智能化的核心概念"虚拟自动气象站",并就虚拟自动气象站实现的关键技术进行了研究,即一站一库的机器学习"空间地域"解决方案、常规气象要素变化规律、要素间相互作用的天气解决方案。若能完成总线式改造、配备简易感知设备,自动气象站即可升级为气象观测机器人。对于国家气象观测自动化进程中智能气象站的应用前景值得期待。

“模式法”地面气象观测数据质量控制方法研究

目前在地面气象观测数据三级质量控制中,台站级质量控制主要依靠台站地面综合观测业务软件(ISOS),文章通过对现有质控技术的分析,首次提出了"模式法"质量控制概念,并对质量控制因素、控制流程、控制系统进行了设计和探讨,并展望了质控系统的未来发展前景。

VR技术在自动气象站故障教学中的应用

文章介绍了利用虚拟现实技术进行自动气象站设备故障处理的课程内容和教学系统设计。虚拟了接近真实情况的地面气象观测场实习场景,设置了自动气象站设备故障实习个例库,详细介绍了VR技术在雨量传感器故障处理教学中的应用实例。应用表明,学生通过VR教学可以在短时间内掌握自动气象站设备故障判断、分析、排查、处理方法。VR实习课程操作灵活、步骤设置简单,具有进一步推广应用价值。

安徽省土壤湿度时空变化规律分析及遥感反演

为获取安徽省的土壤湿度时空信息,采用克里金法将站网实测多层土壤湿度数据插值为网格数据,分析其时空变化特征;进而建立遗传算法优化的BP(back propagation)神经网络模型进行土壤湿度反演。该模型以风云3B卫星的亮温数据为主要输入,训练后对该模型验证并进行预测。结果表明:安徽省土壤湿度月均值波动较频繁,淮北平原和大别山区较其他区域干燥;随着深度的增加,土壤湿度增大且季节和空间差异变小;所有分区平均模拟值与实测值的日序列相关性达到0. 605,均方根误差为0. 056 m^3/m^3,说明该模型能够较好地反演安徽省土壤湿度。

有机酸促进大气气溶胶成核机理研究进展

大气中有机成分种类繁多,结构复杂,有机酸作为大气环境各相中含量最丰富的有机物种之一备受关注,最近的实验研究表明,部分芳香族有机酸能够促进硫酸-水团簇的成核及生长.理论计算也表明在有机酸的存在下,一些小分子有机酸与硫酸通过氢键的相互作用形成非均相的团簇降低了成核壁垒,从而促进团簇的形成,对新粒子的成核产生具有重要促进作用。鉴于有机酸对大气气溶胶成核机理研究具有重要的意义,对其近些年在实验和理论上的进展进行了回顾,并对未来前景作了展望。

基于ECMWF集合预报的淮河流域面雨量预报性能评估

对面雨量预报进行性能评估可以更好地发挥降水预报在流域防汛抗旱调度中的决策支持作用。分别利用CMORPH融合降水产品与地面降水观测资料估算2008—2017年淮河流域15个子单元逐日面雨量;利用2013—2017年ECMWF集合预报降水产品,采用正确率、TS评分、空报率、漏报率、CPRS、RCRPS、CRPSS等指标,对淮河流域面雨量预报性能进行评估。结果表明:CMORPH融合降水产品与地面降水观测资料的面雨量估算结果之间存在显著的线性相关,CMORPH融合降水产品可用于淮河流域面雨量估算;ECMWF确定性预报的晴雨预报正确率随着预报时效延长呈下降趋势,平原地区各等级面雨量TS评分高于山区,大暴雨以下量级降水预报量级有不同程度偏大现象;各累积时段集合预报性能基本上随着预报时效延长逐渐降低,0~96h集合预报相对于气候均值预报的优势更为明显;汛期山区集合预报性能整体优于平原地区,非汛期反之。

《自动土壤水分传感器实验室检测规范》解读

1引言由安徽省大气探测技术保障中心牵头起草的地方标准《自动土壤水分传感器实验室检测规范》(DB34/T 3501-2019)经安徽省市场监督管理局联合安徽省气象标准化管理委员会,于2019年12月25日批准,自2020年1月25日开始实施。为了更好地实施和使用该标准,特对此标准相关内容进行解读。2制定标准的必要性和意义目前安徽省水利、农业、气象、环保、高校研究所等业务科研部门在用土壤水分传感器近200套。

土壤水分对冬小麦气孔导度及光合速率的影响与模拟

为了更精确掌握水分在作物模型中的贡献,通过田间设置5种不同程度的水分控制试验,分别选择冬小麦抽穗期(2011年4月18日)和开花后期(5月5日)两个典型日,利用Li-6400光合作用仪测定冬小麦叶片气孔导度和光合速率的日变化及其光响应过程,并利用SPSS软件进行分析;考虑土壤湿度因子,对气孔导度模型(Jarvis模型)和光合模型(非直角双曲线模型)进行修订,利用实测资料拟合得到各项参数,并分析其模拟效果。结果表明,气孔导度、光合速率的日变化与土壤水分含量间呈正相关关系,土壤含水量越少,气孔导度、光合速率越小。加入土壤湿度因子的气孔导度和光合作用模型,两个指标均具有更好的模拟效果,实测值与模拟值之间的相关系数由修订前的0.907、0.769分别提高至0.967、0.987,实测值与模型回代值之间的相关系数也由修订前的0.572、0.316分别提高至0.768、0.874,且均方差均显著降低。因此,土壤湿度对调节冬小麦叶片气孔导度和光合作用非常重要,在气孔导度模拟和光合作用模拟中不能忽略土壤湿度的影响。

降雨模拟实验设计与教学实践

基于人工模拟降雨实验舱技术,开发仿真降水强度及风场变化的实验系统,用于地面气象观测业务培训,使学员亲身体验降雨强度变化以及理解降水与风速、温度之间的定量变化关系。该实验系统建设20 m^(3)的实验舱,由降雨控制与采集、风速控制、温度采集3个子系统构成。降雨强度模拟范围1~6 mm/min,风速0~19.6 m/s范围内5档控制。教学实践显示,该系统可以提高观测业务人员对降雨强度的直观判断能力,了解不同风速对降雨观测的影响、降雨对气温的影响。该系统在室内有限的空间、有限的实验时间内,实现不同风雨强度的组合变化,提供定量化的实验结果,提高培训效率,同时激发学员的学习兴趣,增强培训效果。

FY-2E晴空风矢同化对台风分析和预报的影响研究

为了研究"二阶差分法"反演的晴空区风矢同化在台风分析和预报中的作用,以1509号台风"灿鸿"和1211号台风"海葵"为例,首先利用WRF-3DVAR系统对晴空风矢进行同化,探讨了晴空风矢的引入对模式初始场的影响。然后利用WRF模式对两个个例分别进行48 h的预报试验。通过对比控制试验和同化试验,结果表明,同化晴空风矢资料能够对初始风场和位势高度场进行合理的调整,在台风周围引导气流的作用下,台风路径与实况更靠近,从而提高了台风路径的预报效果。除此之外,同化晴空风矢对台风强度以及风场预报也有一定的改善作用,还可更准确地预报出降水的落区及雨强,提高降水预报质量。因此,晴空风矢的引入,有利于改善模式的初始场,从而提高WRF模式对台风的预报能力。

不同的边界层参数化方案对江淮一次暴雨过程数值试验研究

利用WRF模式分别耦合YSU、MYJ、ACM2和MRF边界层参数化方案对长江中下游地区2013年7月的一次暴雨个例进行模拟实验。为了检验边界层参数化方案的重要性,研究使用无边界层方案(NOPBL)的WRF模式对这次暴雨进行了模拟。通过与实测数据进行对比和分析,本文检验了这五种不同的实验设计对降水落区、总量、基本气象要素的模拟能力。综合模拟结果表明,不同的边界层参数化方案模拟的结果不同。不论是否使用边界层参数化方案,均能模拟出雨带的基本走向,但不同的方案对降水中心强度及位置的模拟与实况相比有差异。NOPBL产生了最大的偏差,ACM2和MRF次之,MYJ的方案对于小雨与大雨的模拟最优,而YSU对不同强度暴雨模拟的正确率都较高。通过物理量分析对比,MYJ方案较优的原因是:1)风场检测,MYJ方案的模拟结果更接近观测值;2)850hPa水汽通量散度检测,MYJ方案能够模拟两支水汽输送通道。一支以偏西南风为主,在急流出口区有较强的南风风速辐合,使得从西南方向来的水汽向暴雨区辐合;另一支将偏东水汽向西部输送,保证暴雨区局部辐合。3)垂直速度检测,MYJ,YSU方案模拟的垂直运动中心与降水落区相近,但YSU模拟上升速度偏大,相对而言MYJ方案更合理。

干湿表与湿敏电容测量差异原因初探

通过对干湿表湿度测量与自动气象站湿敏电容的对比观测实验,并对观测数据进行分析,表明了干湿表测湿与自动气象站湿敏电容测湿之间的系统差异重要原因之一在于湿球温度表下面水杯的存在,水体蒸发在给湿球温度表降温的同时,也增加了百叶箱内的湿度,无盖的水杯会增加百叶箱内相对湿度1%RH。根据实验结果,可以合理地处理人工观测湿度序列与自动气象站湿度序列之间2%RH^3%RH的系统差异。

利用SCIT算法分析江淮地区对流云特征

本文设计了一种运用SCIT算法提取雷达拼图中对流云特征量的方法:用SCIT算法识别并追踪云体,算法中只用一个反射率阈值识别对流单体、云体边界;使用模糊逻辑法区分层状云和对流云,提取对流云雷达特征量。使用该方法提取了2013-2015年江淮地区夏季对流云的雷达特征量,并对雷达特征量与降水量分布的关系进行统计分析。结果表明:江淮地区夏季对流云中生命史为13~30 min的对流云比较多,约占总数的60%;生命史大于30 min的对流云较少,并具有平均回波强度、VIL、冷层厚度较大的特征,其最大回波强度和VIL与降水量的相关性较好。