2019—2021年南京市区域站气压资料质量评估与分析

利用南京市2019—2021年45个区域自动站气压资料,结合气候学界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查和时间一致性检查4种质量控制方法和对缺测数据的统计,对气压数据的质量进行了初步分析。结果表明:45个区域站均通过气候学界限值检查及内部一致性检查,综合其他两种质量控制方法、数据完整性及可疑站点排名统计后发现,其中19个区域站(M3527、M3528、M3529、M3548、M3550、M3553、M3554、M3555、M3559、M6725、M6728、M6732、M6733、M6737、M6738、M6777、M6789、M6791、M6795)的气压数据质量较好,数据缺测率低,对可疑及错误数据及时反馈和修改有利于提升数据的质量,并能为区域站的维护提供依据。

南京地区臭氧总量变化与对流层顶高度的相关性研究

基于南京国家气象探空站2021年11月24日至2022年11月6日每周三14时开展的臭氧探空观测与地面臭氧激光雷达垂直观测,开展同层高度数据对比分析,并结合臭氧探空仪的基本信息特征,计算臭氧总量,分析对流层顶高度与臭氧总量的相关关系。结果表明,在400~500 m高度以下,两种臭氧垂直观测数据的吻合度较高,相关系数可达0.95以上,两者比值基本维持在1附近,且具有相同的上升趋势。而在此高度以上,两者的偏差逐渐增大,探空数值明显偏大,两者的比值波动也逐渐增大;南京地区臭氧总量与对流层顶高度呈显著正相关,相对变率分析发现臭氧总量比对流层顶高度变化得更为强烈,且交叉谱分析进一步证实臭氧总量的变化超前于对流层顶高度,臭氧总量发生改变时,会造成对流层顶高度发生相应变化。

基于拉曼激光雷达和探空资料对南京市水汽混合比的对比分析

利用南京国家高空气象观测站,2022年3月26—31日19:15施放的探空气球获取的探空数据及拉曼激光雷达的水汽混合比观测数据,对比探空仪与激光雷达水汽混合比的探测结果后发现,2种探测方式结果的相关性随着高度升高而降低;以探空仪的水汽混合比探测结果为准,400m高度以下的激光雷达水汽混合比具有较好的可比性,激光雷达水汽混合比探测值整体大于探空仪,不同高度区间的比值分布存在较为明显的差异;处于昼夜交替的6:00、18:00由于大气稳定度下降,导致水汽混合比垂直廓线明显区别于其他时间段。

地面气象观测缺测记录替代方法的误差特征分析

以2014年南京、吕泗、淮安三个国家基准气候站的地面气象观测资料,统计分析了不同气象要素采用不同的记录替代方法时产生误差的特征。一般地,用自动站临近正点的分钟数据代替的方法要优于其它方法,越靠近正点的资料误差越小;备份站的资料同现用站相比,存在明显的系统误差,记录代替时宜作订正;为保证气象资料序列的均一性,建议在数据代替时,动态地选择误差较小的代替方法。

农业气象灾害及其对作物产量的影响分析

我国是农业大国,农业经济的发展和农作物的产量有着直接的关系。在农业生产过程中,气候会对农业产生巨大的影响,不同的气象灾害也会对农作物产生不同的影响,重大的灾害还有可能带来巨大的经济损失。因此,加大对农业气象灾害的研究分析,明确气象灾害对农作物产量的影响,及时采取有效的防范措施,对提高农作物的产量,促进农业经济的稳定发展,具有非常重要的意义。本文阐述了几种常见的农业气象灾害及其特点,并探讨分析了其对农作物产量的影响,提出相应的防范措施,以期降低灾害效应,提高农作物产量,保障农业增产增收。

激光雷达技术及其在大气环境监测和气象中的应用

在经济高速发展的当下,环境保护是人类不可避免的议题,作为环保体系之一的大气环境监测,其重要性也逐渐为人们所知;结合了现代激光技术及传统雷达技术的激光雷达技术以它独特的技术优势在大气环境监测及气象领域的应用中占领一席之地。本文阐述了激光雷达技术的概念、分类、特点等内容,简述了大气环境监测的意义和现状,并综合探讨了激光雷达技术在大气环境监测、气象要素监测中的具体应用情况。

MP-3000型地基微波辐射计探测性能分析

本研究利用南京MP-3000型地基微波辐射计与L波段高空气象探测系统2016年逐日探测的温湿度数据进行对比分析。结果表明:微波辐射计与探空测量温、湿度具有较好的相关性和一致性,两者观测58层高度的温度、相对湿度的相关系数分别为0.98、0.59和0.86,均达到0.01显著性水平。

基于PSO-BP神经网络的探空湿度太阳辐射误差修正

采用计算流体动力学(CFD)软件仿真太阳辐射偏干误差可获得无线探空仪的湿度修正因子,提高了湿度廓线的精度,有助于提升天气预报、气候预测及气象灾害预报预警能力。但湿度修正因子存在明显的时空分布特性,采用CFD方法对每条湿度廓线进行修正计算量庞大。针对这一问题,以CFD软件仿真出典型气压、太阳辐射量和太阳高度角下的温度误差作为数据样本,通过粒子群优化(PSO)的BP神经网络构建预测模型,对探空湿度太阳辐射温度误差进行预测,并利用饱和水汽压逼近公式推算湿度测量的修正因子。研究结果表明,以南京探空站某一天的探空数据作为测试对象,CFD计算和PSO-BP预测的湿度测量太阳辐射误差吻合度较好,说明PSO-BP神经网络预测方法能够对湿度廓线的太阳辐射偏干误差进行有效修正,而且可显著提高修正效率。

Parsivel激光雨滴谱仪与雨量计观测降水的一致性分析

利用南京市气象局在江宁布设的激光雨滴谱仪、称重式雨量计和翻斗式雨量计,整理2014-2018年期间2590h的降水观测资料,重点分析了Parsivel激光雨滴谱仪对降雨和降雪的测量性能。结果表明,与称重式雨量计结果相比,翻斗式雨量计测量的降水时数和累积降水量均偏低,激光雨滴谱仪测量的降雨时数偏低,但累计降水量偏高15.07%;激光雨滴谱仪能够有效跟踪降水强度的变化,但在雨强较小(<2.5mm·h^-1)时对雨强略有低估,在降雨强度较大(≥2.5mm·h^-1)时对雨强有不同程度的高估,最大可达近50%,而且雨强越大,一致性就越差;翻斗式雨量计无法有效测量降雪;激光雨滴谱仪则可以有效跟踪降雪的变化情况,但是受到测量原理的限制,对等效降水强度则有不同程度的高估。从5年数据来看,没有发现随着激光雨滴谱仪安装时间的增长,性能变差的问题。

雨滴谱式降水现象仪与人工观测结果的一致性分析

为验证雨滴谱式降水现象仪的测量性能,利用南京市气象局在江宁布设的PARSIVEL型雨滴谱式降水现象仪2018年1—11月期间的天气现象观测资料,重点分析了雨滴谱式降水现象仪对不同类型降水的测量性能。结果表明:①总体而言,雨滴谱式降水现象仪与人工观测具有良好的一致性,但是在降水时间、降水类型方面存在一定差异。②白天,人工观测的总降水时间明显高于仪器观测结果,主要原因在于人工观测有时会忽略降水间隙,而仪器可能会漏掉极微量降雨;人工观测的降水现象分类较粗,有时会忽略降水的精细变化,而仪器能够灵敏检测到降雨的短时变化、毛毛雨和雨的转换、降雨和降雪的转换等。③夜间,人工观测有时会忽略个别时次的毛毛雨或雨,而仪器容易漏测微量降水,大雨强条件下有时会把降雨误判为霰或雪,降水现象的判别算法仍需改进。