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AMSU-A资料在台风模拟中的循环同化研究

张钊扬; 钟剑; 周炯; 马卫民; 张伟 中国卫星海上测控部; 江苏江阴214431
  • 循环同化  
  • 路径  

以WRF(V3.7)中尺度模式及其三维变分同化系统(WRF-3Dvar)为平台,GFS(0.5°× 0.5°)提供模式背景场,对AMSU-A微波辐射资料进行循环同化试验,研究台风数值模拟中AMSU-A资料的可用性及循环同化方法的可行性。以2014年第19号台风“黄蜂”为例,开展了控制试验和多组同化试验。同化试验主要包括循环同化常规观测资料和不同卫星测得的AMSU-A微波辐射资料。在对各试验初始场进行对比的基础上,比较了不同同化试验方案的模拟效果,结果表明:1)AMSU-A资料同化能有效地调整初始场,模拟的台风路径和强度都有一定的改善;2)不同卫星探测的AMSU-A资料同化效果存在较大的差异,其中NOAA-15资料同化模拟台风“黄蜂”的路径和强度与实况最为接近;3)循环同化是增加数值模式中资料使用量、改善台风模拟效果的有效方法。

  • 风云三号C星微波全球地表温度产品精度评估

    作者:高浩; 徐榕焓; 武胜利 期刊:《气象与环境科学》 2018年第04期

    地表温度是衡量地表水热平衡的关键参数,微波地表温度因其范围大、全天候等独特的优势,在气候、农业和环境等领域得到广泛应用。基于经质量控制的MODIS地表温度产品对风云三号卫星C星的微波地表温度日产品和月平均产品进行验证评估,结果显示:FY-3C卫星升轨(夜晚)和降轨(白天)微波地表温度日产品平均分别高估8.7 K、低估13.2 K,月平均产品平均分别高估7.9 K、低估12.0 K,日产品和月平均产品的反演误差都在15 K以内。在全球空间分布上,升轨(夜晚)和降轨(白天)月产品误差分别呈现高估和低估,热带雨林区和沙漠、荒漠区域在夜晚分别高估5 K以内和30 K以内,白天则分别低估10 K以内和10~30 K。不同土地覆盖类型间FY-3C微波地表温度反演精度存在差异,总体上升轨(夜晚)比降轨(白天)的精度高,反演精度最高和最低的土地类型分别是常绿阔叶林和荒漠、稀疏植被,不同土地覆盖类型间的地表温度反演精度在季节上存在明显差异。根据分析结果,改进FY-3C微波地表温度的反演算法,可进一步提高微波地表温度的反演精度。

  • 《气象与环境科学》核心影响因子跻身全国五十强

    期刊:《气象与环境科学》 2018年第04期

    据2018年版《中国科技期刊引证报告(核心版)》显示,《气象与环境科学》核心影响因子为2.063,排在全国大气科学类期刊的第一名,并以41名的成绩冲进全国五十强。期刊的综合评价总分为38.8分、核心他引率721条。以上三项期刊主要指标均刷新了本刊的历史记录,再创新高。在2018年版《中国科技期刊引证报告(扩刊版)》数据中,本刊的影响因子为2.660,也排在全国大气科学类期刊的第一名。

  • MODIS气溶胶产品在池州市能见度估算中的应用

    作者:孙卉; 吴语燕; 张明明; 齐建华 期刊:《气象与环境科学》 2018年第04期

    能见度可以直观反映空气污染程度,通过卫星反演获取能见度可以实现大面积同步观测,弥补地面观测在此方面的不足。基于安徽省池州市2015年Terra/MODIS的气溶胶产品(AOD)和池州市一区三县4个国家观测站的能见度观测资料,分析研究MODIS 气溶胶产品与能见度的关系。通过拟合池州市四季气溶胶标高,建立不同季节能见度回归模型,并利用标高数据和AOD的季节分布,反演出池州能见度的季节变化,研究了近地层大气气溶胶与地面能见度的关系,最终获取了池州市2015年四季能见度时空分布并对其特征进行分析。结果表明:池州市夏季气溶胶标高最高,冬季的最低;能见度模型估算值与观测值整体较为一致,季节平均值相对误差为 18.15 %;池州市2015年四季平均能见度为13.8 km,整体呈从东南向西北逐渐减小的趋势,空间分布不均;季节平均能见度夏季最高,为19.3 km,冬季最低,为9.9 km,其中石台县各季能见度均明显好于其他地区的,且四季变化小而平稳;月平均能见度7月的最好,2月、5月和9月的较差;经济社会发展状况、生态环境和气候状况是影响池州市能见度分布时空变化的主要因素。

  • 改进的ECMWF集合预报融合产品在海河流域的检验与分析

    作者:徐姝; 熊明明; 王颖; 王旭东 期刊:《气象与环境科学》 2018年第04期

    利用 2012 2015年 5 8月 欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)集合预报在海河流域的17个降水统计量产品与对应降水实况的 TS 评分检验结果,设计了适合该地区的多种统计量融合技术改进方案,并对新方案进行试验评估。4个月(2016年 5 8月 )的逐日试验分析结果显示:对于36 h预报时效,与国家气象中心下发的产品相比, 改进后的融合产品在5个降水量级的 TS 评分上均有一定程度提高,降低了暴雨以下量级降水的漏报率,同时消除了大暴雨的虚报区;对于60 h和84 h预报时效,改进后的产品对大雨及以下量级降水的 TS 评分均有所提高,降低了大雨及以下量级降水的漏报率。新方案更符合海河流域夏季降水特点,提高了该地区降水预报准确率。

  • 南京北郊大气垂直扩散参数特征的测量及其应用

    作者:曹琪敏; 邹嘉南; 马欣; 於清源; 魏夏潞; 官石坚; 张秀美; 安俊琳 期刊:《气象与环境科学》 2018年第04期

    利用平面照相法,以江苏南热发电有限责任公司# Q 2号烟囱为研究对象,进行了500次拍摄,通过风向风速、云量、太阳高度角等气象数据,确定了不同稳定度下南京北郊大气扩散参数的特征。与P-G扩散曲线对比发现,在强不稳定A、弱不稳定C、中性D层结中,南京北郊的大气垂直扩散参数在距离排放源200 m范围内更不稳定,而在 200 1000 m范围内更稳定。其中,不稳定B层结的扩散曲线与P-G扩散曲线一致,较稳定E、稳定F层结出现于白天的频率很低。对比垂直扩散参数幂函数表达式 σ z=γx α 的系数值γ和α,本研究中α 值分别比国家标准增加了28.6% (A层结)、56.4%(C层结)、30.4%(D层结),而B层结的 α 值却比国家标准减少了22.9%。此外,通过高斯扩散公式计算得到 SO 2 和 NO X 扩散到观测点的浓度,发现该计算值仅占气象楼污染气体监测平台实测 SO 2 和 NO X 浓度的0.82%和0.69%。结合风场发现, SO 2 和 NO X 实测值受观测点东部工业污染物排放的叠加效应影响较大。其中, NO X 的实测值在受到偏东风和偏南风的影响时具有较大值,且在0.5~1.5 m · s -1 的较弱风速影响时, NO X 的实测值将达到60 μg·m -3 以上。

  • 公路交通决策气象服务需求分析

    作者:田华; 吴昊; 杨静; 郜婧婧; 张楠; 张楷翊 期刊:《气象与环境科学》 2018年第04期

    采用问卷调查的方式,对气象、交通、公安等多部门公路交通决策气象服务关注的气象要素、产品类型和时段、服务改进方向等需求进行了调研。利用专家评分法对调查内容进行评估分析,并提出提升公路交通决策气象服务能力的相关建议。结果表明:专家对现有公路交通决策气象服务工作总体满意度较高,普遍认为公路交通决策气象服务在公路运输、运行调度、应急救援等方面发挥作用明显;行业领域不同需求的气象要素有所不同,交通部门专家对公路积雪、降雪、霾等要素给出的需求权重值明显高于气象部门专家给出的;不同类型的决策服务产品关注的气象要素和时效也有所不同,其中,监测类产品对低能见度、道路积雪要素最为关注;预报类产品对雨雪和大雾要素最为关注;预警类产品对大雾最为关注;而影响评估类产品对低能见度最为关注。监测类产品主要关注逐小时时段;预报和预警类产品重点关注未来 3 12 h时段;而影响评估类产品主要关注日、月、季度时段。

  • 那曲市历年冰雹日数变化特征及冰雹、雷暴环境条件分析

    作者:达瓦泽仁; 央美; 王秀明; 边玛罗布; 旦增卓玛; 姜瑛子 期刊:《气象与环境科学》 2018年第04期

    利用那曲市7个国家气象观测站建站至2015年的冰雹日数资料,分析了那曲市冰雹日数时空分布特征及气候突变情况,并分析了2012 2016年色尼区单站冰雹日、雷雨日个例,揭示了色尼区冰雹、雷暴发生前的环境条件。结果表明:那曲市年平均冰雹日数呈减少趋势,减少趋势最明显的是申扎县,每10 a减少4.9天,减少趋势最弱的为色尼区和班戈县,每10 a减少1.9天,减少趋势均通过了0.01的显著性检验;不同区域各代表站均显示减少趋势且出现突变现象;那曲市冰雹天气具有明显的季节特征,大多集中在6 9月;降雹时间多集中在14 20时,占全天的78%。对那曲市色尼区冰雹日和雷雨(无降雹)日个例分析表明,高原较强对流发生在0 ℃层高度低(多在1.5 km高度以下)、 CAPE 值小(多在500 J·kg -1 以下)、风垂直切变弱的环境下,与平原地区大冰雹环境差异显著,因而高原冰雹绝大部分为直径5 mm以下的小冰雹,严格意义上应称为霰;雷雨天气低层较雹日的更暖湿,其温度露点差略小于雹日的,露点比雹日的高,因而雹日抬升凝结高度高于雷雨日的。

  • 2018年末湖南雨雪冰冻过程对农业的影响及大棚积雪致灾指标构建

    作者:汪天颖; 廖玉芳; 李晶 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

    研究低温雨雪冰冻天气过程对越冬作物的影响及塑料大棚积雪致灾指标对开展区域农业冬季灾害防御、塑料大棚雪灾监测预警具有现实意义。为此,以湖南省为研究区域,基于全省97个地面气象观测站逐日气象资料,结合农作物、塑料大棚灾情资料,采用S-W检验、正态分布置信区间估计方法,研究2018年12月27日-2019年1月3日低温雨雪冰冻天气过程对农业生产的影响,并构建了湖南省塑料大棚积雪致灾气象指标;利用多元线性回归方程,模拟了积雪深度变化,探讨了冬季大棚灾害的主要影响因素、冰冻持续与气温要素的关系。结果表明:过程中全省大部分地区出现了≥4 d轻度及以上低温,伴随中度冰冻,其中湘西南、湘东北和湘北是受灾最严重的地区,塑料大棚和油菜、冬季蔬菜、柑橘等作物受灾严重;构建得到湖南大棚致灾积雪深度指标为5 cm,独立样本验证结果与实际灾情有较好一致性;日最高气温、最低气温、降水量3要素与积雪增量呈显著线性相关,可用于积雪深度预测;塑料大棚受损程度与农村人均可支配收入、致灾因子强度密切相关;地区冰冻观测状态与日最低气温关联程度高,农业生产中需更加关注日最低气温低于0℃的出现和持续时间。

  • 品种主要农艺性状与夏玉米机收指标相关分析

    作者:李树岩; 任丽伟; 刘天学; 张青; 陈道培 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

    籽粒含水量是影响夏玉米机收的主要指标。研究与收获期籽粒含水量相关的品种农艺性状及不同脱水类型品种产量差异,对于机收品种选育有重要参考意义。为此,于2015年和2016年在河南省鹤壁农业气象试验站,选择24个当前主要种植品种为供试材料,采取统一授粉,连续测定分器官含水量变化及收获期品种农艺性状,进行籽粒脱水相关性状研究。结果表明,籽粒含水量的动态变化与茎秆、穗轴和苞叶含水量均呈极显著正相关,收获期籽粒含水量与株高呈显著负相关,与穗轴直径、雄穗分枝数、百粒重、果穗长、果穗粗、果穗大小、种皮厚度、粒长和籽粒体积呈显著正相关。不同脱水类型品种产量差异显著,成熟期籽粒含水量与产量呈显著正相关。

  • 浙江省涂膜柑橘贮藏期烂果风险区划及历史变化特征

    作者:余丽萍; 叶海龙; 李辉; 王治海 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

    为了了解浙江省涂膜柑橘贮藏期烂果风险的时空分布规律及其近60年的变化特征,利用1961-2016年常规站日气象观测资料,以涂膜柑橘贮藏腐烂阈值及各时段发生的频率为区划指标,采用距离权重反比法(IDW,Inverse Distance Weighted),开展了柑橘贮藏期烂果时间阈值风险区划,并分析了它的年代际变化。结果表明:2006年以后,浙江涂膜柑橘贮藏期烂果出现的时间越来越早,且从西南地区到东北地区柑橘贮藏期烂果出现时间逐渐推迟。最晚时间西南部地区在3月上旬,中西部地区和沿海南部地区在3月中旬,其他地区在3月下旬。21世纪10年代前6年与20世纪60年代相比较,丽水涂膜柑橘贮藏最早烂果时间从3月第1候提前到2月第4候,而最晚时间从4月第4候提前到第1候。区划结果将为橘农合理安排柑橘贮存、及时进行贩销提供参考和科学依据,从而减少对柑橘贮藏品质的影响。

  • 基于MODIS数据的西藏荒漠化遥感监测研究

    作者:拉巴; 扎西欧珠; 白玛央宗; 顿玉多吉 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

  • 海南省台风气象服务效益评估研究

    作者:邢彩盈; 张京红; 车秀芬; 吴胜安 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

    考虑到台风气象服务效益影响因子的复杂性,利用2000-2015年海南省台风灾害损失数据和防御台风灾害行为效益评估三级指标体系调查问卷的统计数据,着重考虑防台减灾中政府组织领导、部门联防、公众防御能力、气象服务水平及不可避免损失因子,基于逆推算法构建了海南省台风气象服务效益评估模型,从防台减灾总效益中分离出其中的气象服务效益,实现了海南省台风气象服务效益的客观化定量化评估。结果表明:海南省台风灾害气象服务效益占台风直接经济损失的14%~49%,这与台风灾害过程中不可避免损失因子密切相关;2000-2015年海南台风灾害气象服务效益和台风直接经济损失均处于增长的态势,这表明当地社会经济的快速发展一定程度上使台风直接经济损失增长,同时伴随政府决策、部门联防、公众防御及气象服务能力的不断增强,气象服务效益将得到提升;台风气象服务效益与台风直接经济损失具有极高的相关性,一定程度上表明了当台风灾害影响较重时,气象服务显得尤其重要。

  • 基于FY-3卫星数据的西安市城市热岛特征分析

    作者:金丽娜; 李雄飞; 杜萌萌; 张雅斌; 杨晓春 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

    基于2011-2017年FY-3B/VIRR气象卫星影像数据及同期气象观测数据,应用改进型贝克尔(Becker)"分裂窗"地表温度反演算法计算地表温度,根据土地利用类型数据进行城郊对比,分析了西安市春、夏、秋三个季节城市热岛总面积、强热岛面积和热岛比例指数。结果表明:1)遥感反演温度与气象站点监测数据变化趋势基本一致,三季地表温度基本以西安市城区为中心呈环状递减;2)各季节强热岛面积占比年际变化明显,夏季强热岛面积占比远高于春、秋两季的,是后者的2倍以上;3)春、夏、秋三季强热岛区域主要集中在西安市城区和长安区,临潼区、长安区、鄠邑区、西安市城区夏季热岛面积占总面积的50%以上,周至县、高陵区的较小;4)总热岛比例指数总体上波动较大,年际上2016年的最大;春、夏季2014年的最大,秋季2016年的最大;总体城郊热岛差异2017年的最大,季节性城郊热岛差异表现为春季2016年的最大,夏、秋季2017年的最大,夏季城郊热岛差异明显高于春、秋季的。

  • 洛阳市臭氧污染特征及其与气象因子的关系

    作者:杨娜; 王春迎; 刘孟雄; 马帅; 靳那英; 李子凌 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

    为了了解洛阳市O3污染特征及其影响因素,利用2017年洛阳市7个国控点监测到的O3、NO2浓度及气象要素逐时数据,统计分析了2017年洛阳市O3及NO2的时间分布特征及NO2浓度、气象因子对O3浓度的影响。结果表明,洛阳市2017年O3日最大8 h第90百分位数浓度为200μg/m^3,是二级标准的1.25倍。O3和NO2浓度存在明显的季节性变化特征,O3浓度夏季最高,冬季的最低;NO2浓度冬季最高,夏季的则最低。O3浓度的日变化呈现为单峰分布,午后浓度较高,峰值出现在15:00左右;NO2受机动车早晚高峰影响,表现为双峰分布,峰值分别出现在08:00和21:00。O3与NO2浓度呈现出良好的负指数函数关系,当洛阳市NO2浓度低于40μg/m^3时,存在着O3浓度超标的风险。高温低湿条件下有利于O3的生成,当温度超过27℃时,洛阳市O3小时浓度开始出现超标现象,且温度越高,超标风险越大;当相对湿度低于40%时,O3小时平均浓度超标率最高为63.30%,随着相对湿度的增加,超标率逐渐降低,当相对湿度大于70%时,未出现O3小时浓度超标现象。

  • 2015-2016年贵港市空气污染与天气形势的关系

    作者:何林宴; 梁毅进; 黄小晏 期刊:《气象与环境科学》 2019年第04期

    利用2015-2016年贵港市空气自动监测站空气质量指数、首要污染物等数据及贵港国家气象观测站的常规气象观测资料(风速、湿度、气温等),分析了贵港市2015-2016年空气质量概况及相关气象因子,进而利用合成分析方法对贵港市在不同季节出现不同级别空气污染的天气形势变化进行了分析。分析结果表明:贵港市的首要污染物为PM2.5和PM10,其中12月、1-2月为贵港市空气污染最严重的月份。各气象要素与空气质量指数相关性较强,风速、气温、降水等气象条件对贵港市的空气质量影响显著。在春、秋、冬季,冷空气南下影响贵港市,500 hPa为持续的下沉运动且850 hPa相对湿度较低及850hPa由北风转为南风且风速较小时,贵港市极易出现轻度污染以上的天气;当云南一带有南支槽活动时,贵港市易出现重度污染天气。夏季影响贵港市空气质量的主要因素则是热带气旋移动至江苏、浙江一带时,热带气旋的外围下沉气流导致贵港市出现持续下沉运动。此时,受副热带高压系统或者其他天气系统影响,850 hPa风向出现明显转折时,应考虑贵港市出现轻度污染的天气现象。

气象与环境科学

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