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FY-3降水测量雷达外定标试验场的大气衰减特性分析

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气象 2025年第2期51卷 221-228页

作者：吴琼商建尹红刚陈林谷松岩国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081

利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,... 详细信息

利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,水汽衰减则具有明显的季节特征。此外,水汽衰减和水汽总量密切相关,Ku波段的水汽衰减在数值上约为水汽总量的1/250,Ka波段的水汽衰减约为Ku波段的4倍。并且,基于快速方法估算的衰减和常规方法计算的衰减相比,两者之间具有很好的一致性,表明快速方法合理可行。大气衰减的计算和分析可以为降水测量雷达外定标试验的顺利开展奠定基础。

关键词：探空降水测量雷达外定标大气衰减大气可降水总量

基于南极地影区观测的FY-3E微光通道交叉定标

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光学学报 2025年第04期 104-114页

作者：高宇胡秀清何玉青徐寒列北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室微光夜视技术重点实验室国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 许健民气象卫星创新中心中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室

通过分析风云三号E星（FY-3E）和微光型中分辨率光谱成像仪（MERSI-LL）对地观测数据发现，在冬季南极区域存在杂散光影响较小的地影区（极夜，无太阳照射），使用地影区观测数据与其他微光遥感器进行交叉定标，可避免杂散光在定标过程... 详细信息

通过分析风云三号E星（FY-3E）和微光型中分辨率光谱成像仪（MERSI-LL）对地观测数据发现，在冬季南极区域存在杂散光影响较小的地影区（极夜，无太阳照射），使用地影区观测数据与其他微光遥感器进行交叉定标，可避免杂散光在定标过程中的干扰。基于南极地影区内的稳定冰雪目标Dome C为研究区域，采用美国国家海洋和大气管理局（NOAA-20）卫星可见光红外成像辐射计（VIIRS）的白天/夜间波段通道为参考基准，对FY-3E卫星微光通道进行交叉定标，筛选VIIRS和MERSI-LL交叉观测数据，同时极夜期间不同日期的月光照射条件差异提供了微光通道亮度的较宽动态范围，利用月球辐照度模型计算多天不同月相下的月球辐射，对VIIRS数据进行光谱和角度修正，反演MERSI-LL微光通道的参考辐亮度，与MERSI-LL微光通道DN(Digital number)值进行线性回归求出交叉定标系数，并与业务定标结果进行对比分析。结果表明，该交叉定标方法能较好地订正FY-3E卫星微光通道定标偏差，提升定标精度。

关键词：遥感风云三号E星微光通道交叉定标地影区多月相

基于相控阵雷达的东北冷涡背景下γ中尺度涡旋对合并型弓状回波的影响研究

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气象 2025年第2期51卷 191-206页

作者：杨雪杨磊袁潮平凡曹世腾王改利中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 辽宁省气象灾害监测预警中心沈阳110166 中国气象局龙卷风重点开放实验室广东佛山528315 辽宁省盘锦市气象局盘锦124010

针对2023年7月6日辽宁雷暴大风过程,利用X波段相控阵雷达等资料,分析了东北冷涡背景下γ中尺度涡旋(MV)对合并型弓形回波形成雷暴大风的影响机制。结果表明:辽宁境内的雷暴大风区位于东北冷涡的东南象限,该区域受低空切变线和低空急流... 详细信息

针对2023年7月6日辽宁雷暴大风过程,利用X波段相控阵雷达等资料,分析了东北冷涡背景下γ中尺度涡旋(MV)对合并型弓形回波形成雷暴大风的影响机制。结果表明:辽宁境内的雷暴大风区位于东北冷涡的东南象限,该区域受低空切变线和低空急流的共同影响,具有极端的850 hPa与500 hPa温度差等有利于雷暴大风发生的环境条件;夜间近地面相对湿度接近70%,不利于形成强冷池,飑线没有弓状特征,造成的大风较为分散。随后飑线和孤立风暴合并,在合并高度处生成浅薄的MV,后侧入流急流(RIJ)的强度有所减弱;MV附近产生的微下击暴流导致了较强的冷池效应,在冷池边缘上升气流与风暴原始上升气流的共同拉伸作用下,MV的旋转加强且垂直向上伸展。MV上空形成Z_(DR)柱,表征此处存在强上升气流,尽管MV处风暴出现弓状特征,但是MV下方仍没有出现雷暴大风;随着MV旋转强度减弱后,风暴内的降水粒子在尺度和浓度上均出现快速减小的现象,降水蒸发作用导致地面出现更强的冷池,与此同时,MV下方的RIJ快速发展,导致MV下方强冷池和RIJ处集中出现雷暴大风。地面强风并非由MV发展增强造成的,而是RIJ向下发展与水凝物蒸发共同作用的结果。

关键词： γ中尺度涡旋(MV) 合并型弓状回波雷暴大风东北冷涡相控阵雷达

秋汛期汉江上游致洪暴雨过程特征及天气概念模型分析

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气象 2025年第02期 207-220页

作者：王孝慈田刚孟英杰王海燕王继竹周耘逸徐卫立祁海霞湖北省气象台长江流域气象中心中国气象局武汉暴雨研究所全国暴雨研究中心/中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室三峡国家气候观象台三峡水利枢纽梯级调度通信中心

利用NCAR/NCEP再分析资料及常规气象、水文观测资料,以秋汛期汉江上游15例编号洪水为研究对象,研究其洪水峰型特征及对应天气系统的演变规律,构建了致洪暴雨天气概念模型。结果表明:秋汛期汉江上游编号洪水单峰型过程最多,洪水过程线具... 详细信息

利用NCAR/NCEP再分析资料及常规气象、水文观测资料,以秋汛期汉江上游15例编号洪水为研究对象,研究其洪水峰型特征及对应天气系统的演变规律,构建了致洪暴雨天气概念模型。结果表明:秋汛期汉江上游编号洪水单峰型过程最多,洪水过程线具有多样性;双峰型洪量大、洪峰高、涨水和退水较为迅速,形态多为尖瘦型;多峰型洪量最大,历时最长,峰值高低不等。单峰型洪水过程持续时间短,逐日面累计降水量起伏较大,成峰迅速,均为尖瘦型;双峰型过程持续时间一般不少于11 d,暴雨过程间隔较短,主峰和副峰差值不大,峰值在20 000 m3·s-1以上;多峰型降水过程历时最长,阴雨天气可持续20 d以上,主峰峰值低于双峰型。从大尺度环流形势来看,中高纬地区:双峰型一般会出现3次较为明显的形势调整,环流经向度较大;多峰型环流形势调整较少,贝加尔湖南侧多为小槽小脊活动;单峰型无明显形势调整。中低纬地区:多峰型西太平洋副热带高压（以下简称副高）西进发展最为强盛,无台风或热带气旋活动;双峰型副高东西摆动频繁,常有热带气旋参与;单峰型多伴有大陆高压与海洋高压合并现象,少有台风或热带气旋活动。秋汛期汉江上游致洪暴雨天气概念模型主要有5类:高空槽-急流强迫型（A-Ⅰ）、高空槽-低涡切变型（A-Ⅲ）、副高外围-急流强迫型（B-Ⅰ）、副高外围-偏南气流弱强迫型（B-Ⅱ）和副高内部-低涡切变型（C-Ⅲ）,其中,双峰型洪水多以A型为主、多峰型多以B型为主、单峰型A型和B型均有出现,且C型仅为单峰型所特有。此外,地面Ⅰ型和Ⅱ型也常与A-Ⅰ、A-Ⅲ、B-Ⅰ等组合出现,当3层天气系统配置较好时,致洪概率将会大幅度增加。

关键词：汉江上游编号洪水洪水峰型致洪暴雨过程致洪天气概念模型

秋汛期汉江上游致洪暴雨过程特征及天气概念模型分析

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气象 2025年第2期51卷 207-220页

作者：王孝慈田刚孟英杰王海燕王继竹周耘逸徐卫立祁海霞湖北省气象台武汉430074 长江流域气象中心武汉430074 中国气象局武汉暴雨研究所全国暴雨研究中心/中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205 三峡国家气候观象台湖北宜昌443099 三峡水利枢纽梯级调度通信中心湖北宜昌443000

利用NCAR/NCEP再分析资料及常规气象、水文观测资料,以秋汛期汉江上游15例编号洪水为研究对象,研究其洪水峰型特征及对应天气系统的演变规律,构建了致洪暴雨天气概念模型。结果表明:秋汛期汉江上游编号洪水单峰型过程最多,洪水过程线具有多样性;双峰型洪量大、洪峰高、涨水和退水较为迅速,形态多为尖瘦型;多峰型洪量最大,历时最长,峰值高低不等。单峰型洪水过程持续时间短,逐日面累计降水量起伏较大,成峰迅速,均为尖瘦型;双峰型过程持续时间一般不少于11 d,暴雨过程间隔较短,主峰和副峰差值不大,峰值在20000 m^(3)·s^(-1)以上;多峰型降水过程历时最长,阴雨天气可持续20 d以上,主峰峰值低于双峰型。从大尺度环流形势来看,中高纬地区:双峰型一般会出现3次较为明显的形势调整,环流经向度较大;多峰型环流形势调整较少,贝加尔湖南侧多为小槽小脊活动;单峰型无明显形势调整。中低纬地区:多峰型西太平洋副热带高压(以下简称副高)西进发展最为强盛,无台风或热带气旋活动;双峰型副高东西摆动频繁,常有热带气旋参与;单峰型多伴有大陆高压与海洋高压合并现象,少有台风或热带气旋活动。秋汛期汉江上游致洪暴雨天气概念模型主要有5类:高空槽-急流强迫型(A-Ⅰ)、高空槽-低涡切变型(A-Ⅲ)、副高外围-急流强迫型(B-Ⅰ)、副高外围-偏南气流弱强迫型(B-Ⅱ)和副高内部-低涡切变型(C-Ⅲ),其中,双峰型洪水多以A型为主、多峰型多以B型为主、单峰型A型和B型均有出现,且C型仅为单峰型所特有。此外,地面Ⅰ型和Ⅱ型也常与A-Ⅰ、A-Ⅲ、B-Ⅰ等组合出现,当3层天气系统配置较好时,致洪概率将会大幅度增加。

关键词：汉江上游编号洪水洪水峰型致洪暴雨过程致洪天气概念模型

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林火阻隔带和阻隔体系研究进展

林业科学 2025年第1期61卷 197-208页

作者：闫凯达赵凤君司莉青舒立福王明玉李伟克韩冬李笑笑周暖阳中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所、国家林业草原火灾监测预警与防控工程技术研究中心、国家林业和草原局森林保护学重点实验室北京100091 塞罕坝机械林场承德067000

气候变化和人类活动的加剧导致全球范围内林火频发的严重形势,对森林生态系统构成重要威胁。为有效防范和减缓林火蔓延,科学构建林火阻隔带和阻隔体系至关重要。首先,本研究阐述生物防火林带的阻火机理,包括树种选择、结构设计和火环境... 详细信息

气候变化和人类活动的加剧导致全球范围内林火频发的严重形势,对森林生态系统构成重要威胁。为有效防范和减缓林火蔓延,科学构建林火阻隔带和阻隔体系至关重要。首先,本研究阐述生物防火林带的阻火机理,包括树种选择、结构设计和火环境调控等方面,并探讨防火林带的选址、宽度设计、树种配置和空间布局等关键因素。其次,综述工程阻隔带的类型、作用及可燃物清理方法,并重点分析林区道路的规划与设计。再次,回顾阻隔带阻火效果的关键影响因素,并评估其潜在有效性,同时进一步分析不同评估方法的适用性和局限性。最后,从个5个方面对未来研究方向进行展望:生物防火林带多层复合设计;工程阻隔带多元化规划布局;绿色高效低成本的阻隔带可燃物管理技术;生物防火林带阻火效果评估技术;阻隔带最佳宽度和密度阈值确定方法。

关键词：林火阻隔带林火阻隔体系生物防火林带工程阻隔带可燃物管理阻隔带效果评估

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机载通量观测系统在芦苇湿地CO2通量观测中的应用

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应用生态学报 2025年

作者：蒋晓雯周广胜宋兴阳中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/河北固城农业气象国家野外科学观测研究站南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象科学研究院-郑州大学生态气象联合实验室

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度... 详细信息

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度相关系统的碳通量对比观测结果，评估了该系统的观测准确性。结果表明：机载通量观测系统能够很好地监测生态系统碳通量，其观测的碳通量源区与涡度相关系统基本一致，半小时生态系统碳通量与涡度相关系统的观测结果显著相关，相关系数达到 0.889，均方根误差为0.881。研究结果为机载通量观测系统观测不同类型生态系统-大气通量交换提供了科学依据。

关键词：机载通量通量观测机载通量观测系统芦苇湿地净生态系统CO 交换

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基于傅里叶神经算子的遥感数据预测方法

河南师范大学学报（自然科学版） 2025年第1期53卷 82-91页

作者：卫兰朱建璇徐晓斌范存群林曼筠赵现纲中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 北京工业大学信息学部北京100124

地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法... 详细信息

地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法.该算法首先对遥感数据缺失值利用空间均值法和拉格朗日插值法进行填充,之后用傅里叶神经算子训练出空间数值在时间域上的映射关系,最后利用训练出来的模型对于最新的遥感数据进行预测,基于风云4号遥感卫星真实遥感数据的仿真实验结果表明,所提出的方法在较长期的时序预测中仍能保持较好的预测精度.

关键词：地球遥感时序预测长期预测傅里叶神经算子

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海上风电气象服务关键技术及应用分析

南方能源建设 2025年第1期12卷 65-74页

作者：王博妮王锋葛行成黄芳桑小卓张敏江苏省气象服务中心江苏南京210008 中国气象局能源气象重点实验室北京100081 国家电投集团江苏海上风力发电有限公司江苏盐城224000

[目的]海上风电安全至关重要,气象服务能有效解决影响风电场安全的浪高、风暴潮、强对流以及海雾等预报预警难点问题,保障海上风电项目安全、高效运行。[方法]文章以江苏省海上风电场气象服务为例,通过数据同化技术和最新人工智能方法,... 详细信息

[目的]海上风电安全至关重要,气象服务能有效解决影响风电场安全的浪高、风暴潮、强对流以及海雾等预报预警难点问题,保障海上风电项目安全、高效运行。[方法]文章以江苏省海上风电场气象服务为例,通过数据同化技术和最新人工智能方法,结合数值模式,建立海上风电场风-浪-流预报、波浪有效波高和风暴潮智能预报、海上风电场高影响天气监测预报预警等关键技术,最终形成海上风电精细化气象服务与应用,并对气象赋能海上风电产业链和加强不同行业技术融合等提出思考。[结果]结果表明,近海风电场10 m风、100 m风、浪高等要素预报时空分辨率提高至1 h、3 km;有效波高和风暴潮潮位预报时效增至72 h,6 h预报准确率达85%;强对流预警时效提前1 h、海雾预警提前30 min,预报准确率达92%;技术实现了多工作场景的精细化气象服务应用。[结论]研究海上风电气象服务关键技术的应用,能有效提升海上风电安全生产和运维能力,优化海上风电机组发电效率,降低出海作业成本及损耗,保障出海作业安全,减少生命财产损失。此外,随着海上风电的发展,气象服务将不断加强与不同学科的技术融合,赋能海上风电全产业链的发展。

关键词：海上风电气象服务数据集高影响天气全产业链