河北省加密自动气象监测网络系统

从加密自动气象站监测网络系统的组网方式、通信传输方式、信息流量以及其运行情况等几个方面,介绍河北省气象部门已经布成的加密自动气象站监测网络系统,加密自动气象站子站构件的组成部分和简要的原理。加密自动气象站监测网络系统是河北省气象局新开展的一项对气象要素(目前只是温度和降水)进行加密监测的业务系统,它弥补了河北省境内监测站点疏稀的不足,提高了河北省中尺度数值预报模式预报的准确率,系统采集数据的实时性大大地提高了对灾害性天气过程的监测、预报和决策服务的水平。

我国公众教育整体战略中气象科普的定位和价值分析

以公众教育的概念为切入点,简要总结了公众教育的发展历程和我国开展公众教育的主要形式和气象相关领域在公众教育上的探索。通过梳理气象科普事业的发展,指出进入新发展阶段,气象科普向气象公众教育转型成为必然要求,并提出了相关建议。

河北省气象变化对水资源和荒漠化的影响

河北省气候变化是引起水资源危机和土地荒漠化的主要原因之一.本文根据河北省50年来年平均气温不断升高、年降水量逐渐减少的观测事实,分析了全省142个气象台站的气温、142个气象台站和1070个雨量站降水量的年代际变化特征,论述气候变化对水资源和土地荒漠化的影响,针对全省气温升高、降水减少、水资源危机、荒漠化严重等事实,提出合理利用水资源、防止土地荒漠化的对策和建议.

河北省一次回流暴雪的数值模拟

应用WRFV3.2.1中尺度数值模式,利用每日4次1°×1°的NCEP-FNL全球分析场资料,对2009年11月9—12日河北省回流暴雪过程进行数值模拟,并利用模式输出的时空分辨率较高的资料,对冷流暴雪特征及其物理机制进行分析。结果表明:暴雪区近地层为干冷气团形成的冷垫,暖湿气流沿锋面上界自低层向高层输送,暴雪的出现与高温高湿能量的输送密切相关,水汽主要来自南方;近地层以辐散和反气旋性涡度为主,上升运动的加强与中尺度对流云团的活动相对应,受太行山地形影响降水强度加大。

基于Z指数的河北省旱涝多尺度变化特征

利用1961—2009年京、津、冀73个气象站降水资料,计算降水Z指数,采用趋势分析、小波分析等方法,对河北省旱涝特征进行了分析。结果表明:近49 a来,河北省年降水Z指数呈下降趋势,并存在多时间尺度变化特征,具有7、9 a和15 a尺度的周期。夏季降水Z指数呈下降趋势,存在15 a显著的变化周期;冬、春季和秋季的降水Z指数均呈上升趋势,10—11 a的周期震荡明显。

近49年来河北省干旱时空变化特征研究

基于河北省及邻近地区73个气象站1961—2009年逐季、年降水资料,应用降水Z指数、经验正交函数分解、小波分析等方法分析了河北省干旱的时空变化特征.结果表明:近49年来河北省年、各季的干旱空间分布特征,最常见的是全省一致的干旱(雨涝)型,其次是南涝(旱)北旱(涝)的南北相反分布型;小波分析方法得出年、各季干旱的出现不仅存在明显的年代际尺度变化,而且年际变化也显著;河北省年干旱指数呈下降趋势,1979年后,年干旱指数发生突变,该区域进入干旱期.

河北省极值气温变化特征

利用河北省60个气象观测站资料,对全省近50年极值气温变化特征进行了分析,结果表明:极端最高气温线性变化趋势不明显,但年代际变化特征突出,而极端最低气温线性升高趋势明显。低于-30℃的极端寒冷日呈线性减少趋势,而高于40℃的极端炎热日线性变化趋势不明显,但年代际变化特征突出,20世纪90年代后期以来呈多发的特点。最低气温出现偏冷段(<-10℃)的天数呈线性减少趋势,出现在偏暖段(20～30℃)的天数呈线性增加趋势,在其他界限气温的天数变化趋势不明显。最高气温出现在偏冷段(-30～0℃)的天数呈明显减少趋势,在其他界限气温的天数变化趋势不明显。河北省无霜期、无冰冻期均呈明显延长趋势,平均每10年分别延长4.5天、4.6天。年平均最高气温、最低气温和平均气温都呈显著的线性升高趋势,平均每10年分别升高0.21℃、0.45℃、0.30℃,低温升温速率明显大于高温升温速率。日较差呈逐年减小趋势,平均每10年减小0.25℃。空间上最低气温表现为全省明显升高,而最高气温升温主要集中在中北部和东部沿海地区,南部升温不明显,日较差大部分地区为逐渐减小趋势。

UML在河北气象站网管理信息系统中的应用

本文介绍了一种可视化的建模工具——统一建模语言(UML),阐述了它的显著特点以及可视化的建模方法,并以气象站网信息系统为例,分析了该系统功能需求,运用统一建模语言建立了该系统的静态模型(用例图、包图)和动态模型(活动图、顺序图),这些模型将有利于开发人员有效地对目标系统进行需求分析、系统设计、源程序自动生成,以及通过逆向工程返回到分析设计阶段,使系统能适应需求变化的要求,从而缩短软件开发周期,提高软件系统的质量。

基于温度植被干旱指数法的河北省中南部地区的干旱监测

为大范围、实时动态监测河北省中南部地区的干旱状况,利用多年同期MODIS数据地表温度产品MOD11A2和植被指数产品MOD13A2,采用最大值、最小值合成法,合成通用特征空间干、湿边方程,构建基于Ts-EVI的TVDI干旱遥感监测模型,反演2015年3—6月河北省中南部地区干旱的空间分布。利用土壤墒情站10cm、20cm和50cm不同深度的土壤相对湿度验证TVDI模型。结果表明:TVDI与10cm、20cm和50cm不同深度土壤相对湿度的相关系数(R^2)分别为0.233、0.325和0.130,TVDI模型与20cm相关性最高,10cm次之,50cm最低。表明,TVDI模型对表层土壤相对湿度更为敏感。

异常气候下极端天气事件对河北省农业的影响

在气候异常背景下应特别重视极端天气事件对农业的影响。该文以河北省冬小麦越冬和拔节期的强降温、冬末至春初季节的低温寡照、冬小麦灌浆时期的干热风为例,分析了近年来的一些极端天气事件的特点及其对农业的影响,以期总结经验,为今后的防灾减灾和农业生产提供指导和依据。

河北省GPS水汽与PM(2.5)质量浓度的比较研究

利用河北省GPS观测数据,结合同期PM2.5质量浓度数据,开展GPS水汽与PM2.5质量浓度的比较研究。结果发现,GPS水汽与PM2.5的显著性sig值小于0.01,相关系数大于0.6,两者存在显著的正相关特性。

河北省气候变化对水资源和荒漠化的影响

论述河北省气候的年代际变化特征 ,分析气温降水对水资源和荒漠化的影响 ,提出合理利用水资源、防治土地荒漠化的对策与建议。

河北省一次降水云系云物理结构的飞机探测研究

利用机载粒子测量系统资料、天气雷达和Ka波段云雷达资料,分析了2017年5月22日河北省一次低槽冷锋降水过程积层混合云的微物理结构。结果表明:降水云系出现在低槽槽前西南气流中,积层混合云为大范围的层状云系中镶嵌大量对流云核结构,0℃层高度位于3577—4004m,随降水过程发展0℃层高度降低,嵌入的对流加强将抬升云顶高度。云内粒子浓度随云内对流的发生和加强而提高,云粒子浓度从1.8×10^5L^-1上升至5.0×10^5L^-1;云内过冷水含量大幅提高,从0.05g·m^-3上升至0.60g·m^-3,冷云中上层过冷水含量可长时间维持在0.20g·m^-3,中上层过冷水占比达60%。对流发生和加强可提高冰晶粒子增长速度,弱对流区冷云低层出现冰晶粒子浓度爆发增长区,强对流区冷云中上层成为冰晶粒子浓度快速增长区;最大降水粒子直径从8000μm增长至10000μm以上,直径在10000μm以上降水粒子谱分布区域从云底向中上层拓展。

河北省中南部暴雨雨滴谱特征

基于2016—2017年河北省中南部暴雨过程的OTTParsivel激光雨滴谱仪观测资料,对3种类型暴雨过程的降水微结构特征参量、不同尺度降水粒子对雨强的贡献、分雨强下的雨滴谱分布、速度谱等进行分析。结果表明:河北省中南部暴雨不同雨强下雨滴谱基本呈现单峰型分布,低槽冷锋类暴雨雨滴谱谱宽最窄,低涡类暴雨次之,暖切变线类暴雨最宽。不同类型暴雨过程粒子平均直径和峰值直径平均值以低涡类最小,低槽冷锋类次之,暖切变线类最大。雨滴体积中值直径和质量加权平均直径均值以低槽冷锋最小,低涡类次之,暖切变线类最大。河北省中南部暴雨过程主要以直径D<1.0mm的小雨滴为主,其中1.0≤D<3.0mm的雨滴雨强对总雨强贡献接近70%,D>4.0mm的大雨滴数浓度占总数浓度百分比最小,其雨强对总雨强的贡献也最小。3种类型暴雨分雨强对应雨滴谱多呈单峰型分布,呈双峰分布时对应雨强不同。速度谱上不同类型暴雨雨滴数极大值中心位置一致,且位于经验曲线下方。与目前雷达系统采用的标准Z=300I1.40关系相比,河北省中南部暴雨过程Z-I关系低估低槽冷锋类暴雨降水,高估低涡类和暖切变线类暴雨降水,其中低涡类暴雨偏差最大。

河北重度污染天气分型及其气象条件特征

利用2013—2016年河北省196个环境观测站资料和气象资料对河北省易出现重污染的天气形势进行天气学分型:辐合型、回流型、均压场型、高压后部型、西北高压型、北高型,其中西北高压型出现频率最高,均压场型次之,回流型出现频率最低。通过对河北省3个代表站2014—2016年秋冬季混合层高度、静稳天气指数及小风日数与污染物浓度的统计,分析得到3种指数与大气污染有很好的相关性,即混合层高度越低、静稳天气指数值越大、小风日数越多,越容易出现空气污染。另外通过对比不同类型重污染天气下混合层高度和静稳指数数值,得出天气分型与气象特征量的对应关系:北高型最稳定,西北高压型最容易被破坏。

气候对农业影响的定量评价模式及方法研究——以河北省为例

该文论述气候对农业影响的定量评价模式和预评方法。利用WMO推荐的气候异常度指标,确定了气候条件(年景)的定量评价模式、旱涝等级标准及旱涝趋势预评价模式;建立了主要农作物气候灾害损失率的计算模型;提出了作物的气候趋势产量预报模式、主要农作物生长期内气候条件评价及不同生长阶段降水量的评价方法。这些模式和方法经两年试用,具有较好的定量识别能力,其方法和结论可指导其他区域开展类似研究和业务工作。

基于GPS的河北省冬春季节MODIS水汽校正模型研究

以河北省为例,利用GPS水汽进行MODIS水汽的校正模型研究。通过GPS水汽与MODIS水汽的比较发现,两者的相关系数超过0.879,均方根误差达到2.31mm,说明两者存在较好的相关性和一定的偏差;利用线性回归方法分别构建城市和区域MODIS水汽校正模型,实验证明,利用实测GPS水汽对城市模型和区域模型进行可靠性验证,9个测站的模型检验的均方根误差小于1mm。两类模型均可有效提高MODIS水汽精度,满足气象预报应用的要求。

河北省近50年蒸发量气候变化特征

利用河北省68个气象站1956～2000年20cm口径蒸发皿资料,分析了河北省蒸发量的气候变化趋势。结果表明:近50a来,河北省平均蒸发量呈明显下降趋势,各气候分区变化趋势与全省相似;各季平均蒸发量的年际变化趋势与年值相似,春季下降幅度最大、夏季次之、冬季最小;全省及各分区平均蒸发量大部在60年代最大,60年代至90年代逐渐下降。蒸发量的下降原因与平均风速的减小存在明显正相关。

河北省2次冷涡结构特征的分析

运用NCEP/NCAR1°×1°再分析资料、常规气象、加密自动站等资料对2010年6月17日和2005年5月31日2次冷涡造成的强对流天气进行了诊断分析,通过2次冷涡天气的三维结构特征分析表明:冷涡强对流天气落区均位于冷涡中心4～7个纬度的西南象限;当正涡度柱倾斜度越大越有利冰雹天气的产生;低层辐合,高层辐散,且垂直上升运动越强越有利冰雹天气的产生;冷涡东南象限500 hPa、850 hPa温度平流分布均为暖平流时,强对流天气则以降水为主,而冷涡东南象限500 hPa为冷平流,850 hPa为暖平流时,强对流天气则以大风、冰雹为主;低层强锋生区域与强对流天气区域有很好的对应关系,锋生函数正值中心区域北侧常出现大范围冰雹天气;2次过程的强对流天气生成都是由于地面气旋性辐合中心在温度发展中的锋区叠加中有明显的锋生而导致,地面气旋性辐合中心对雷暴的触发及发展提供了很好的动力抬升作用。

河北省霾时空分布特征分析

利用河北省142个气象台站的霾资料,对1971—2007年河北霾的时空分布特征进行了统计分析,发现河北霾出现频数具有明显的地域性和月际分布特征。山麓地区霾平均出现频数最高,明显高于其两侧的平原和山地,山地霾频数最小。霾频数的月际分布特征是12月或1月最多,8月或9月最少。利用2004—2007年500 hPa高度和海平面气压实况资料,通过分析对比,统计归纳出河北地区霾日500 hPa的环流形势有纬向型、两槽一脊型、均值场型、一脊一槽型和两脊一槽型5种。分析结果表明,霾的出现与天气形势有关,霾频数大小与空气污染程度和地形联系密切。这些结果对于了解河北霾的生成机制和预报具有重要意义。