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1991~2020年中国地面气象辐射气候值数据集研制

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大气科学 2024年第5期48卷 2080-2094页

作者：许永芳廖捷赵煜飞国家气象信息中心北京100081

基于国家气象信息中心归档的中国气象辐射基本要素数据集(V2.0),研制了1991~2020年中国地面气象辐射气候值数据集。数据集研制期间,对1991年以来的地面辐射台站观测数据集元数据进行了系统的质量检查和核实订正。依据观测站址迁移信息,... 详细信息

基于国家气象信息中心归档的中国气象辐射基本要素数据集(V2.0),研制了1991~2020年中国地面气象辐射气候值数据集。数据集研制期间,对1991年以来的地面辐射台站观测数据集元数据进行了系统的质量检查和核实订正。依据观测站址迁移信息,同时结合辐射观测沿革文件,统计了人工观测调整为自动观测的时间节点,建立气候值统计所需的分段信息,提供了一套统一为自动观测方式、代表性更好的辐射气候背景场。基于中国气象辐射基本要素数据集(V2.0)的小时值辐射数据统计得到了中国地面气象辐射小时尺度的累年气候值,与1981~2010年的中国地面气象辐射气候值相比,提供了更高时间分辨率的辐射气候值统计,具有更广泛的应用价值。最终建立的1991~2020年中国地面气候值数据集提供了中国约103个站点的总辐射、净全辐射、散射辐射、垂直面直接辐射、水平面直接辐射及反射辐射的小时(日、候、旬、月、年)曝辐量等气候值统计项目(含平均值、累计值、极值及出现日期等)的气候背景信息,为天气气候业务提供了数据支撑。

关键词：地面观测气象辐射统计标准气候值

热带印-太海温与海河流域夏季降水的联合模态及降水预测应用

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2069-2084页

作者：郝钰茜郝立生何丽烨程善俊天津市海洋气象重点实验室天津300074 天津市气候中心天津300074

利用1961—2020年中国站点观测降水资料和英国Hadley中心海表面温度资料,针对海河流域夏季降水预测困难的问题,通过多变量经验正交分解(MVEOF)方法的正、反向应用,分析了热带印度洋-太平洋前期海温变化与海河流域夏季降水异常年际变化... 详细信息

利用1961—2020年中国站点观测降水资料和英国Hadley中心海表面温度资料,针对海河流域夏季降水预测困难的问题,通过多变量经验正交分解(MVEOF)方法的正、反向应用,分析了热带印度洋-太平洋前期海温变化与海河流域夏季降水异常年际变化的联合模态特征,据此建立了海河流域夏季降水的客观统计预测模型并检验预测效果.结果表明:(1)前期ENSO事件和热带印度洋(TIO)海温季节演变与海河流域夏季降水异常分布型关系密切.若前冬El Niño事件达到鼎盛,春季开始衰减,并引起TIO海盆尺度滞后增暖,则当年夏季海河流域降水一致性偏多,偏多中心在流域北部;若前秋El Niño向La Niña事件转变,随后TIO暖海温转冷,则夏季海河流域降水易出现西部偏多、东部偏少型分布;此外,如果前期出现太平洋经向模态(冷舌模态)的海温异常分布时,夏季流域降水异常为西北多、东南少(南多北少).(2)根据联合模态统计关系建立的预测模型,对2013—2020年海河流域夏季降水有较好的预测能力.与实况相比,模型对全域降水异常预测的时间相关系数为0.86、趋势预测准确率为87.50%,对站点的趋势预测准确率为51.35%~70.27%,对旱涝程度预测的平均偏差仅为45.92%,但对降水异常空间分布的预测技巧整体较低.本文阐明了前期热带印-太海温与海河流域夏季降水异常的统计关系,并建立了海河流域夏季降水的客观统计预测模型,为我国华北地区短期气候预测提供了一种新的有效参考.

关键词：海河流域夏季降水客观预测方法热带印-太海温异常

1949—2019年中心经过渤海的北上台风统计分析

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海洋预报 2024年第3期41卷 90-97页

作者：朱男男王科胡田田赵玉娟孙晓磊天津海洋中心气象台天津300074 天津市海洋气象重点实验室天津300074 天津市气象信息中心天津300074

利用中国气象局热带气旋最佳路径数据集、自动站资料和常规观测资料,统计1949—2019年中心经过渤海海域的北上台风,共计25次过程。台风强度统计结果表明44%的台风过程为热带低压,16%为热带风暴,28%为强热带风暴,12%为台风残涡。台风中... 详细信息

利用中国气象局热带气旋最佳路径数据集、自动站资料和常规观测资料,统计1949—2019年中心经过渤海海域的北上台风,共计25次过程。台风强度统计结果表明44%的台风过程为热带低压,16%为热带风暴,28%为强热带风暴,12%为台风残涡。台风中心进入渤海后,48%的台风强度减弱,28%的强度不变,24%的强度增强。中心经过渤海的台风96%出现在7—8月,其中7月中下旬—8月上旬占总数的64%,8月上旬的台风数目最多,占总数的29%。北上台风中心最大风速在10~30 m/s,台风入海后平均风速减弱2 m/s。台风中心最小气压为970 hPa,中心最大气压为1 004 hPa,平均气压为992 hPa。西北路径台风中88%进入渤海后强度减弱,偏北路径台风中87.5%进入渤海后强度不变,东北路径台风中83.3%进入渤海后强度增强。

关键词：北上台风统计分析聚类分析渤海预报指标

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天津区域鸟类活动的双偏振天气雷达回波分析

气象 2024年第9期50卷 1142-1152页

作者：赵子杭庄庭李建勇李春李宗飞许崇海史静天津气象雷达研究试验中心天津300061 中国气象局气象探测中心北京100081 广东省气象数据中心广东510080 天津市气候中心天津300074 天津市北辰区气象局天津300400 天津市气象信息中心天津300074

利用2022年6月至2023年3月的宝坻S波段双偏振天气雷达资料,对探测到的天津区域空中生物活动进行分析,结果表明:天津区域空中生物活动存在明显的季节变化和日变化。雷达能够探测到的候鸟迁徙回波集中在2月下旬到11月下旬,其中湿地鸟类活... 详细信息

利用2022年6月至2023年3月的宝坻S波段双偏振天气雷达资料,对探测到的天津区域空中生物活动进行分析,结果表明:天津区域空中生物活动存在明显的季节变化和日变化。雷达能够探测到的候鸟迁徙回波集中在2月下旬到11月下旬,其中湿地鸟类活动在夏季比较明显,候鸟迁徙活动在2月、11月特别频繁,鸟类回波出现的时刻与日出日落有明显的关联。其中,秋季鸟类活动特征较为明显,回波在反射率产品上呈现明显的类圆形特征,回波强度能达到35 dBz以上;从径向速度产品上可以看出,鸟类飞行时径向速度约在10~27 m·s^(-1);从相关系数(CC)产品上看,鸟类回波的CC整体数值较低,主要分布在0.1~0.8;从差分反射率(ZDR)产品上看,ZDR分布不均匀,最大可达3~5 dB。相比于单偏振天气雷达,S波段双偏振天气雷达对空中生物回波的识别有显著优势。

关键词： S波段双偏振天气雷达鸟类回波回波强度相关系数差分反射率

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气象大数据云平台算法集约化环境设计与应用

应用气象学报 2024年第1期35卷 80-89页

作者：霍庆何文春何林高峰陈士旺徐拥军国家气象信息中心北京100081 陕西省气象信息中心西安710014

气象业务系统集约化发展和“云+端”业务技术体制改革是实现气象业务高质量发展的重要措施。2020年中国气象局提出构建以气象大数据云平台为云、气象业务系统为端的“云+端”业务技术体制,明确气象大数据云平台作为关键基础技术平台的... 详细信息

气象业务系统集约化发展和“云+端”业务技术体制改革是实现气象业务高质量发展的重要措施。2020年中国气象局提出构建以气象大数据云平台为云、气象业务系统为端的“云+端”业务技术体制,明确气象大数据云平台作为关键基础技术平台的定位。加工流水线作为气象算法的集约化环境,应用数算一体、高效任务调度、可视化流程编排、容器等技术,实现气象算法的统一管理与高效集约调度运行。2021年加工流水线业务运行,支撑全国202个业务系统的实时运行,业务系统性能提升1~10倍,集约化程度显著提高,对提升业务系统的运行效率、增强业务系统的协同性、加速“云+端”业务技术体制改革进程和推进气象业务集约发展发挥了重要支撑作用。

关键词：加工流水线算法库任务调度数算一体集约化 “云+端”业务技术体制

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地面自动气象站数据流式处理设计与实现

应用气象学报 2024年第3期35卷 373-384页

作者：肖卫青薛蕾刘振罗兵王颖张来恩郭萍霍庆韩书丽何文春国家气象信息中心北京100081

针对观测密度和频次日益增加的海量地面自动气象站数据,在气象大数据云平台(天擎)中设计了基于Storm的实时流式处理,利用大规模并行处理的优势提高地面自动气象站数据的处理时效。在流式处理中,设计处理拓扑直接解码标准格式的数据消息... 详细信息

针对观测密度和频次日益增加的海量地面自动气象站数据,在气象大数据云平台(天擎)中设计了基于Storm的实时流式处理,利用大规模并行处理的优势提高地面自动气象站数据的处理时效。在流式处理中,设计处理拓扑直接解码标准格式的数据消息;消息确认采用手工确认的方式,将数据解码组件锚定数据接入组件,实现每条数据的可靠处理;数据解码时进行字节校验和时间检查等,过滤异常数据;应用批量加定时的发送策略,解决海量监控信息发送气象综合业务实时监控系统(天镜)的问题;集群部署时保留部分剩余资源,有效应对单节点异常。应用效果表明:国家气象站小时数据的服务时效由全国综合气象信息共享系统(CIMISS)的175 s提高至天擎的78 s,约6×10^(4)个区域气象站小时数据的服务时效由CIMISS的5 min提高至天警的2 min,实况分析系统将数据源切换至天擎后,相同时间检索可获取的站点数量较CIMISS增加1倍。2021年12月基于Storm的流式处理与天擎一同在国省业务化运行,实现了长期稳定运行,为MICAPS4、SWAN2.0、实况分析系统等用户提供高效稳定的地面自动气象站数据。

关键词：气象大数据云平台地面自动气象站 Storm RabbitMQ 流式处理 BUFR

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气象基础信息一张图设计和实现

应用气象学报 2024年第2期35卷 247-256页

作者：陈京华肖文名张强杨和平张志强曹磊陈楠国家气象信息中心北京100081

气象基础信息一张图作为气象数据资源与行业间数据融合的应用示范,通过构建时空联动的气象大数据应用基础,解决多源气象数据融合应用服务问题。气象基础信息一张图基于高分辨率气象网格数据空间化处理、长序列海量网格数据任意时空范围... 详细信息

气象基础信息一张图作为气象数据资源与行业间数据融合的应用示范,通过构建时空联动的气象大数据应用基础,解决多源气象数据融合应用服务问题。气象基础信息一张图基于高分辨率气象网格数据空间化处理、长序列海量网格数据任意时空范围检索以及气象数据与三维地形融合服务3项关键技术,实现多源异构时空数据的统一接入、处理、存储、管理和服务。气象基础信息一张图整合基础地理、自然资源、生态环境、社会经济、气象五大数据资源,面向不同气象应用场景,通过动态组合构建专题服务,实现多源数据快速服务和高效应用。气象基础信息一张图为2022年北京冬奥会及冬残奥会的圆满举办等国家重大活动、2021年郑州“7·20”特大暴雨气象预报复盘服务以及气象数据的社会化服务共享提供应用服务保障,在服务“生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好”方面提供有效支撑。

关键词：气象基础信息一张图大数据数据服务地理信息

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基于数据感知的气象算法调度框架设计与应用

应用气象学报 2024年第4期35卷 502-512页

作者：霍庆何文春高峰陈士旺徐拥军王琦国家气象信息中心北京100081

气象产品加工任务往往由不同算法组合而成,其状态对数据源具有高依赖性。高效感知数据状态,并及时合理启动调度,对提升气象产品加工的时效性至关重要。设计并建设了基于数据感知技术的气象算法调度框架,对比测试结果分析表明:在实时分... 详细信息

气象产品加工任务往往由不同算法组合而成,其状态对数据源具有高依赖性。高效感知数据状态,并及时合理启动调度,对提升气象产品加工的时效性至关重要。设计并建设了基于数据感知技术的气象算法调度框架,对比测试结果分析表明:在实时分析数据源到报状态的基础上,数据感知调度实现数据到报即算法启动运行,任务调度延迟较定时调度显著降低,由3784 ms降至11 ms。数据感知调度作为气象大数据云平台加工流水线的核心能力,已在国省部署并实时运行。目前在国家级业务中支撑19种核心业务算法的高效调度,日调度次数约为6.67×10^(5),平均调度延迟为31 ms;在省级业务中支撑14种算法的高效调度,日调度次数约为8×10^(4),平均调度延迟为156 ms。此外,数据感知调度实现了气象业务上下游算法的无缝串联,可为解决气象业务间的脱节问题、提升气象业务间的协同性提供解决方案。

关键词：数据感知技术任务调度气象算法气象大数据云平台加工流水线

网络安全态势感知系统在天津气象信息网络中的应用

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网络安全技术与应用 2024年第5期 118-120页

作者：罗传军崇晓峰张珊王艺天津市气象信息中心天津300074

信息网络安全稳定运行是天津市气象局各项业务正常开展的基础,网络安全态势感知系统能有效提升信息系统的网络安全管理和保障能力,本文主要对感知系统在天津气象信息网络中的需求、部署与应用进行分析。结合天津气象信息网络实际情况,... 详细信息

信息网络安全稳定运行是天津市气象局各项业务正常开展的基础,网络安全态势感知系统能有效提升信息系统的网络安全管理和保障能力,本文主要对感知系统在天津气象信息网络中的需求、部署与应用进行分析。结合天津气象信息网络实际情况,进行架构设计和感知系统部署,有效解决天津市气象局信息网络安全威胁可视化不高、发现不及时等问题,并为安全决策提供辅助,提升安全管理水平,增强全局信息系统安全性。

关键词：网络安全态势感知可视化