检索结果-南通市图书馆

敦煌戈壁地表反射率光谱的旋翼无人机测量及定标评估

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1439-1448页

作者：张勇徐寒列张立军李元孙凌覃丹宇戎志国胡秀清陆其峰卢乃锰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 中国气象局气象卫星工程管理办公室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传... 详细信息

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传统的地表反射率光谱星地同步测量方法是基于汽车跑场观测,不仅耗费较大的人力物力、容易造成场地破坏,而且获取的测量数据缺乏区域代表性。鉴于此,自2016年起,在敦煌星地同步观测试验中以旋翼无人机低空同步测量为主,跑场测量为辅,完成从航线设计、航高选择、仪器参数配置、采样策略、航空数据处理的全链路摸底测试。多次飞行试验表明,采用多旋翼无人机低空飞行来代替汽车跑场同步测量,不仅提高了地表反射特性测量的空间一致性和代表性,还提高了地表反射率光谱的测量效率,也对宝贵的中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区地表进行了有效保护,极大的节约了人力物力成本。通过传统跑场测量和航飞测量的地表反射率光谱数据对比分析,发现多次测量数据的均值一致性较好,并且航飞测量的数据标准差更小。利用TERRA MODIS的同步观测来对无人机测量数据开展辐射定标评估,结果表明航飞数据的相对偏差均在5%以内,可以代替跑场数据完成定标,精度满足要求。随着无人机性能的进一步优化和提高,在不久的将来必将得到更加广泛和深入的应用,在外场定标试验领域也将发挥更大更重要的作用。

关键词：中国遥感卫星辐射校正场无人机地表反射率在轨绝对辐射定标星地同步观测敦煌戈壁

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对流边界层灰区尺度数值模拟研究进展

地球科学进展 2024年第3期39卷 221-231页

作者：魏伟白嘉怡中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心重点开放实验室北京100081

随着计算能力的不断提高,数值天气预报模式的水平网格分辨率已经达到公里—次公里量级,这一网格尺度与对流边界层中的湍流特征尺度相当,数值模式可以对有组织对流结构进行解析计算。传统的一维边界层参数化方案(适用于几公里或更粗水平... 详细信息

随着计算能力的不断提高,数值天气预报模式的水平网格分辨率已经达到公里—次公里量级,这一网格尺度与对流边界层中的湍流特征尺度相当,数值模式可以对有组织对流结构进行解析计算。传统的一维边界层参数化方案(适用于几公里或更粗水平分辨率)和大涡模拟三维湍流闭合方案(适用于几十米以下水平分辨率)的假设条件在这一尺度上均不成立,称为对流边界层的灰区尺度。在讨论传统参数化方法的适用性和局限性的基础上,从理论、方案方法和影响3个方面介绍了对流边界层灰区尺度的研究进展,总结了近20年来国内外发展的各对流边界层灰区尺度模拟方法的特点,探讨了该尺度上边界层过程对数值模式中其他物理过程(如浅/深对流等)的影响,最后展望了未来可能的研究方向和思路。

关键词：灰色区域尺度自适应边界层参数化对流边界层

葵花-8卫星AOD资料在CMA-MESO/CUACE CW 3DVar同化系统中的个例应用研究

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高原气象 2024年第5期43卷 1259-1270页

作者：田伟红庄照荣韩威沈学顺中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局地球系统数值预报重点开放实验室北京100081

CMA-MESO/CUACE CW化学天气耦合模式是自主研发的大气化学耦合模式,目前CMA-MESO/CUACE CW3DVar同化系统实现了地面气溶胶观测可吸入颗粒物PM_(2.5)和PM10的同化,为增强耦合同化系统非常规观测的同化能力,文中在CMA-MESO大气化学天气耦... 详细信息

CMA-MESO/CUACE CW化学天气耦合模式是自主研发的大气化学耦合模式,目前CMA-MESO/CUACE CW3DVar同化系统实现了地面气溶胶观测可吸入颗粒物PM_(2.5)和PM10的同化,为增强耦合同化系统非常规观测的同化能力,文中在CMA-MESO大气化学天气耦合三维变分同化框架基础上,利用查表法获得气溶胶消光系数,然后建立气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth,AOD)和气溶胶组分之间关系的观测算子、切线性观测算子和伴随观测算子,实现AOD观测资料的同化应用。针对2016年12月18-20日华北、黄淮地区一次污染天气过程进行同化预报试验,试验结果表明同化葵花-8卫星(Hi‐mawari-8)气溶胶光学厚度观测后,PM_(2.5)分析的重污染区范围有所扩大,山西东南部分析与实况分布更为接近,但是山东大部地区PM_(2.5)分析偏强,与观测相比PM_(2.5)质量浓度存在高估。同时同化Himawari-8 AOD观测和地面气溶胶站点观测的PM_(2.5)分析最优,分析与观测距平相关系数最高,平均偏差、均方根误差及标准差最小。重污染区的PM_(2.5)预报检验结果表明,同化Himawari-8AOD观测对大于350µg·m^(-3)量级PM_(2.5)预报正贡献可以持续到48 h,但整体来说,同时同化Himawari-8AOD观测和地面气溶胶站点观测对各个量级的PM_(2.5)质量浓度预报质量最优。

关键词：气溶胶光学厚度观测(AOD) CMA-MESO三维变分 CUACE 葵花-8(Himawari-8)

基于伴随模式的典型PM和O双高污染事件减排措施研究

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中国环境科学 2024年

作者：刘哲安兴琴王超李江涛中国气象科学研究院气象影响与风险研究中心中国气象局地球系统数值预报中心

近年来，PM2.5和O3浓度“双高”的复合污染事件频繁发生，给大气污染控制带来了新挑战.为了探讨双高污染及其有效控制措施，本研究运用GRAPES-CUACE伴随模式对2019年4月19日至25日北京市的一次典型双高污染事件进行“源-浓度”敏感性分... 详细信息

近年来，PM2.5和O3浓度“双高”的复合污染事件频繁发生，给大气污染控制带来了新挑战.为了探讨双高污染及其有效控制措施，本研究运用GRAPES-CUACE伴随模式对2019年4月19日至25日北京市的一次典型双高污染事件进行“源-浓度”敏感性分析，定量评估了本地及周边地区前体物排放对北京市24小时平均PM2.5(24-hr PM2.5)和MDA8 O3浓度峰值的贡献，并利用伴随模式开展相应的减排措施试验.伴随敏感性分析结果表明，此次北京市双高污染事件的24-hr PM2.5和MDA8 O3浓度峰值受到本地及周边地区的前体物排放的共同影响.一次PM2.5(PPM2.5)排放源对24-hr PM2.5浓度峰值的主要贡献在前48小时，其中河北源贡献最大（49.7%），其次是山东源（24.4%）和北京源（20.1%）.O3的生成由VOCs控制，NOx和VOCs排放源对MDA8 O3浓度峰值分别为负贡献和正贡献，主要贡献时段分别为前30小时和前38小时.其中河北贡献最大，NOx和VOCs分别贡献了27.0%和23.8%，北京源（20.9%和4.9%）次之.双高污染的减排试验结果显示，当北京市24-hr PM2.5浓度峰值达标时，NOx、VOCs和PPM2.5减排比例相近，各省市的减排力度依次为: 河北（55.8%、59.1%和61.3%）、北京（60.0%，47.4%和60.4%）、山东（44.0%，51.2%和61.3%）、天津（42.7%，42.7%和42.7%）及山西（44.0%，40.9%和42.7%）.而MDA8 O3浓度峰值在迭代过程中先上升后下降，最终NOx和VOCs减排接近，各省市减排力度依次为河北（67.8%和67.1%）、北京（66.0%和56.3%）、山东（57.3%和59.5%）、天津（50.9%和52.4%）及山西（55.4%和46.0%）.

关键词：伴随模式双高污染敏感性分析污染控制北京

尺度适应性起沙机制在CMA-CUACE/Dust中的应用

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应用气象学报 2024年第4期35卷 400-413页

作者：周春红饶晓琴盛黎张健陆建燕林建胡江凯张碧辉徐冉中国气象科学研究院北京100081 国家气象中心北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

沙尘暴是影响我国重要的灾害性天气之一,针对中国气象局亚洲沙尘暴数值预报系统CMA-CUACE/Dust(China Meteorological Administration Unified Atmospheric Environment for Dust)的沙尘质量浓度在中亚高估、蒙古北部低估、在我国消散... 详细信息

沙尘暴是影响我国重要的灾害性天气之一,针对中国气象局亚洲沙尘暴数值预报系统CMA-CUACE/Dust(China Meteorological Administration Unified Atmospheric Environment for Dust)的沙尘质量浓度在中亚高估、蒙古北部低估、在我国消散过快以及极端沙尘暴预报峰值偏低等问题,应用与模式格距匹配的尺度适应性起沙机制并更新风蚀资料库对模式进行改进。对2021年3月13—17日东亚最强沙尘暴个例和2023年3—5月与业务运行环境一致的连续预报试验表明,改进后的模式(CMA-CUACE/Dust V1.5)有效改善了上述不足,极端沙尘暴过程传输至我国后的沙尘质量浓度峰值与观测接近。连续预报试验TS(threat score)评分显示:CMA-CUACE/Dust V1.5预报一致性和连续性较好,1~5 d不同时效预报TS评分明显高于改进前和韩国模式ADAM(the Asian Dust Aerosol Model),漏报率明显降低,对2023年5次沙尘过程的4次预报TS评分高于0.3,部分过程超过0.5。

关键词：沙尘暴数值预报 CMA-CUACE/Dust V1.5 尺度适应性起沙机制风蚀资料库

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毫米波雷达在台风外围云系研究中的应用

气象 2024年第5期50卷 577-590页

作者：朱怡杰李泓骆婧瑶中国气象局上海台风研究所上海200030 中国气象局台风数值预报重点实验室上海200030

为评估台风条件下毫米波雷达的探测表现,利用上海2018年和2019年4个台风影响期间的毫米波雷达数据,结合雨滴谱仪、静止卫星、S波段天气雷达等资料,探讨了利用毫米波雷达研究台风外围云系的可能性。结果表明:毫米波雷达探测台风外围区域... 详细信息

为评估台风条件下毫米波雷达的探测表现,利用上海2018年和2019年4个台风影响期间的毫米波雷达数据,结合雨滴谱仪、静止卫星、S波段天气雷达等资料,探讨了利用毫米波雷达研究台风外围云系的可能性。结果表明:毫米波雷达探测台风外围区域具有良好的性能,对于云降水结构的垂直探测具有一定应用潜力;在降水强度低于5 mm·h^(-1)时雷达对于云顶高度的探测较为准确;提出一种融化层亮带判别方法,亮带识别结果与探空观测一致。对比毫米波雷达与S波段天气雷达降水强度反演,结果显示利用毫米波雷达衰减特征能够实现降水强度廓线的反演,但需要对存在显著雨滴碰并增长的降水进行识别并订正,可为毫米波雷达探测台风外围云系提供参考依据。

关键词：毫米波雷达台风云顶高度融化层亮带降水强度

CMA-MESO模式对“21·7”河南特大暴雨的预报评估与误差分析

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气象 2024年第1期50卷 33-47页

作者：万子为孙思远赵滨陈起英中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 灾害天气国家重点实验室北京100081

为分析CMA-MESO模式对2021年7月19—21日河南特大暴雨的预报性能,除了常规观测资料,还利用雷达和卫星非常规观测资料,对模拟回波和云产品开展传统和新型空间检验,以揭示对流风暴和中尺度对流系统(MCS,基于卫星红外通道)的模式预报偏差细... 详细信息

为分析CMA-MESO模式对2021年7月19—21日河南特大暴雨的预报性能,除了常规观测资料,还利用雷达和卫星非常规观测资料,对模拟回波和云产品开展传统和新型空间检验,以揭示对流风暴和中尺度对流系统(MCS,基于卫星红外通道)的模式预报偏差细节,并从降水形成的水汽、动力、触发和维持机制等角度分析模式误差产生的原因。结果表明:模式能较好预报雨带形态、弱回波持续时间以及主要降水发生前期和后期MCS的面积和强度演变趋势;模式偏差主要体现在低估了降水强度且未报出郑州站极端小时降水,错报主雨带小时降水演变,严重低估了对流风暴和强对流风暴的持续时间,未能报出午后MCS面积陡增的变化趋势且MCS位置预报偏西、偏北;模式降水偏差的原因主要在于水汽的模拟,模式水汽垂直分布不合理,对台风烟花和查帕卡的水汽输送均偏弱,而水汽输送不足的根源是低空急流偏弱和超低空急流脉动不足。另外,模式未能在郑州站附近预报出稳定少动的地面中尺度辐合线,加之大气层结不稳定度不足和对流不稳定能量偏低,使得对流发展不够旺盛,最终导致降水预报不足。

关键词： CMA-MESO 极端暴雨模式评估误差分析

2022年西北太平洋和南海台风预报精度评定

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气象 2024年第5期50卷 630-641页

作者：杨梦琪陈国民张喜平汤立春白莉娜郭蓉中国气象局上海台风研究所上海200030 亚太台风研究中心上海201306 中国气象局台风数值预报重点实验室上海200030

评定2022年西北太平洋和南海台风业务定位定强、路径和强度预报精度,结果表明:2022年,官方台风预报机构的定位误差与台风强度等级呈负相关;中国气象局中央气象台在各强度等级的定位平均误差最小,全年定位平均误差(15.4 km)较2021年(19.7... 详细信息

评定2022年西北太平洋和南海台风业务定位定强、路径和强度预报精度,结果表明:2022年,官方台风预报机构的定位误差与台风强度等级呈负相关;中国气象局中央气象台在各强度等级的定位平均误差最小,全年定位平均误差(15.4 km)较2021年(19.7 km)减小21.8%,定强平均绝对误差(1.3 m·s^(-1))较2021年(1.4 m·s^(-1))略减小。主观预报和客观预报方法的路径预报平均误差较2021年普遍有所减小,而强度预报平均绝对误差较2021年普遍有所增大。SSTC、CMA-TRAMS和ECMWF-IFS路径预报技巧评分相对较高。NCEP-GFS、JMA-GSM、CMA-TRAMS和CMA-TYM强度预报系统性偏差不明显,NCEP-GFS、HWRF和CMA-TRAMS强度预报技巧评分相对较高。

关键词：台风定位定强误差路径预报误差强度预报误差

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气候变暖对天气预报的影响及应对策略

气候变化研究进展 2024年

作者：丁一汇柳艳菊徐影谌芸中国气象局国家气候中心中国气象局国家气象中心

天气预报与社会经济和人们的生活息息相关。随着全球气候变暖日益加剧，极端天气事件呈现广发、频发和强发的特点，传统的天气预报将面临更重大的挑战。文中首先阐述了气候变化与极端天气事件的关系，然后分析了全球气候变暖对常规天气... 详细信息

天气预报与社会经济和人们的生活息息相关。随着全球气候变暖日益加剧，极端天气事件呈现广发、频发和强发的特点，传统的天气预报将面临更重大的挑战。文中首先阐述了气候变化与极端天气事件的关系，然后分析了全球气候变暖对常规天气预报和极端天气预报的影响，发现气候变暖将加大极端天气预报的难度，同时也更加强调“新常态”下提高极端天气预报准确率在防灾减灾方面的作用，并进一步分析气候变暖将使天气预报面临新的挑战。在此基础上，提出了适应气候变化的未来天气预报业务发展新动向以及应对措施和建议，如大力发展高分辨率和多圈层嵌套的数值预报模式、深入开展气候变暖背景下极端天气事件机理和可预报性研究、大力发展基于物理机制的动力-统计相结合的新模型、建立人工智能与数值预报技术融合的新方法以及提高预报员的科学素养和能力等。

关键词：气候变暖天气预报应对策略