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基于速度和数量阈值的雨滴谱质量控制方法

气象 2022年第7期48卷 891-898页

作者：李林孙赫敏仰美霖杜传耀范雪波卢一皎尹佳莉北京城市气象研究院北京100089 北京市气象探测中心北京100089

降雨的微观结构观测对于降水的精确预报以及人工影响天气至关重要,但受到非降水因素、湍流和雨滴重叠等因素影响,雨滴谱的观测数据存在一定的误差和错误。选取北京市9个国家级地面气象观测站在2017年4—10月期间的雨滴谱仪观测数据,结... 详细信息

降雨的微观结构观测对于降水的精确预报以及人工影响天气至关重要,但受到非降水因素、湍流和雨滴重叠等因素影响,雨滴谱的观测数据存在一定的误差和错误。选取北京市9个国家级地面气象观测站在2017年4—10月期间的雨滴谱仪观测数据,结合翻斗雨量计观测资料和人工记录天气现象,研究雨滴谱观测数据质量控制方法。结果表明:错误的雨滴谱观测数据主要由霾、沙尘天气及昆虫活动引起,粒子速度主要在5 m·s^(-1)以下,粒子大小分布较为分散。建立了速度、数量的双阈值质量控制方法,可以有效剔除错误雨滴谱观测数据,当速度、数量阈值系数分别为0.4和0.7时,TS评分最优,达到0.92;雨滴谱仪与翻斗雨量计观测降雨量的决定系数从0.757提高到0.985。该方法可以更有效地利用降雨观测资料,充分发挥新型探测设备建设效益。

关键词：雨滴谱仪翻斗雨量计降水量数据质量控制

X波段双偏振雷达对造成北京门头沟泥石流的强降水观测分析

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气象科学 2023年第5期43卷 578-588页

作者：庄潇然王辉孟庆春杜传耀韩旭江苏省气象台南京210041 北京市气象探测中心北京100176 中国气象局气象探测中心北京100081

利用房山X波段双偏振雷达观测资料,分析2017年6月18日北京门头沟泥石流的强降水过程,重点研究了泥石流发生地上空10 km×10 km区域内雷达反射率因子时空变化特征,并结合雷达定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation,QPE)讨... 详细信息

利用房山X波段双偏振雷达观测资料,分析2017年6月18日北京门头沟泥石流的强降水过程,重点研究了泥石流发生地上空10 km×10 km区域内雷达反射率因子时空变化特征,并结合雷达定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation,QPE)讨论该类雷达探测设备在复杂地形区域的适用性。结果表明,在山区常规自动气象站布网稀疏的条件下,X波段双偏振雷达能够有效捕捉此次强降水的发生发展过程,同时,雷达定量降水估测得到的高分辨率降水场可以把握山区强降水中心,进而弥补山区雨量站匮乏的不足。此次过程中影响泥石流事件发生的降水时间发生在6月18日12-16时,其中,15时事发区域小时QPE最大值达到53.9 mm·h^(-1),上游来水和局地突发性强降水共同作用是本次泥石流事件的主要成因。

关键词： X波段双偏振雷达泥石流定量降水估测

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中国农业气象观测业务的发展及未来展望

中国农业气象 2023年第8期44卷 735-749页

作者：张全军宏观吴东丽侯英雨庄立伟朱永超杨大生刘聪石耀辉侯飙张静令聪婧李雁中国气象局气象探测中心北京100081 国家气象中心北京100081 北京市气象探测中心北京100176 黑龙江省气象数据中心哈尔滨150030 中国气象科学研究院北京100081

农业气象观测是农业现代化发展的重要基石。本研究全面梳理了中国农业气象观测发展历程、业务服务现状和存在的问题,探讨了未来中国农业气象观测业务服务的发展趋势,以期为护航现代化农业可持续发展和国家粮食安全提供参考。中国农业气... 详细信息

农业气象观测是农业现代化发展的重要基石。本研究全面梳理了中国农业气象观测发展历程、业务服务现状和存在的问题,探讨了未来中国农业气象观测业务服务的发展趋势,以期为护航现代化农业可持续发展和国家粮食安全提供参考。中国农业气象观测业务发展大致经历了理论探索、机构组建、试点建设、形成规模、优化调整和稳定快速发展六个阶段。目前全国已经建立了以653个农业气象观测站(含70个农业气象试验站)为基础的观测站网体系,开展作物、土壤水分、自然物候、畜牧、果树、林木、蔬菜和农业小气候等的观测与研究;在观测业务发展的基础上,构建了结构科学、功能先进的国家、省、市、县四级农业气象业务服务体系,全国农业气象监测评价、作物产量预报、农业气象灾害监测评估与影响预报、农用天气预报、农林病虫害发生发展气象等级预报、农田墒情、抗旱救灾及生态气象监测与预测预报等的业务服务技术已较为成熟,服务成效显著。随着全国农业产业布局优化、种植结构和种植方式调整,以及自动观测技术和设备的迅猛发展,农业气象观测业务服务逐渐显现出观测站网布局不够合理、观测规范不能满足需求、观测技术和观测设备自动化不足、业务服务精细化多元化程度不够等问题。从对农业气象观测业务发展战略部署、农业气象观测高质量发展目标以及现代农业发展对农业气象服务需求的角度来看,未来中国农业气象观测业务需形成观测站网布局和观测任务科学合理、业务质量管理体系健全、现代化观测体系完善、业务服务多元精细,以及与国际接轨的现代化农业气象观测业务服务体系。

关键词：农业气象观测农业气象服务发展历程展望

气象观测质量管理体系审核问题的分类分级及实践研究

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中国质量 2022年第9期 106-113页

作者：张鹏李雁北京市气象探测中心中国气象局气象探测中心

通过对质量管理体系审核发现的问题开展研究，可以识别质量管理体系持续改进的机会。在质量管理体系审核中发现的问题存在多样性，不同类型的问题其数量、原因、影响范围和危害程度都有很大差别，气象局应对问题的纠正措施和预防措施也... 详细信息

通过对质量管理体系审核发现的问题开展研究，可以识别质量管理体系持续改进的机会。在质量管理体系审核中发现的问题存在多样性，不同类型的问题其数量、原因、影响范围和危害程度都有很大差别，气象局应对问题的纠正措施和预防措施也有所不同。本文结合北京市气象局质量管理体系审核问题管理的实例，对气象观测质量管理体系中审核发现的问题进行分析与研究，根据原因不同将审核问题划分成管理问题和技术问题两类，并将管理问题和技术问题按照重要程度划分成红、橙、黄、蓝四级，提出审核问题的闭环处理方法，从而彻底解决审核问题和消除质量隐患，旨在进一步提高气象观测质量管理体系运行效益。

关键词：气象观测质量管理体系审核问题分类分级闭环

结合闪电定位数据分析北京市同时间点几起雷击事故

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科技资讯 2024年第2期22卷 172-177页

作者：王浩陈孟涵沈东波崔东凯汪悦陈晖俞勇佩霍沛东北京市气象探测中心北京100089

准确及时的灾害调查事故分析有助于人们更好地了解雷击途径和方式。结合闪电定位资料,分析某区域的雷电概率分布,可判断并认识雷电导致灾害的规律性,便于采取更有效的防护措施。通过对2022年5月24日北京市东城区同时间节点的三起雷击事... 详细信息

准确及时的灾害调查事故分析有助于人们更好地了解雷击途径和方式。结合闪电定位资料,分析某区域的雷电概率分布,可判断并认识雷电导致灾害的规律性,便于采取更有效的防护措施。通过对2022年5月24日北京市东城区同时间节点的三起雷击事故的详细分析,还原雷击过程,探究导致雷击的原因,提出相关解决方案,从而减少或避免以后类似雷电灾害事故的发生。对北京市东城区和西城区近年来的雷击数据统计分析发现,总的落雷走向大多在古河道或大致水位线,因潮湿或水位高,其建筑物下的土壤电阻率较小。尤其在北侧护城河一带每年都会或多或少地发生雷击事故。以上这些雷击规律虽是北京城区的,但颇具普遍性,因而对防雷、防火很有参考价值。城区周边的现代建筑和各古建筑物的雷电灾害防护要引起足够重视,对其进行定期全面的防雷检测是必要的。

关键词：雷击闪电定位资料概率分布数据分析

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雷达回波大地坐标的参考定位计算方法

气象科技 2023年第1期51卷 22-30页

作者：杨洪平韩微王辉胡姮中国气象局气象探测中心北京100081 北京市气象探测中心北京100176

随着现代空间技术发展和国家大地坐标系CGCS2000的全面启用,精确的点位坐标得到了广泛地应用。库长小于百米的高分辨率天气雷达的业务化应用,提高了回波点位表达的准确性要求。在本研究中,定义了雷达“参考定位球”,利用CGCS2000的三维... 详细信息

随着现代空间技术发展和国家大地坐标系CGCS2000的全面启用,精确的点位坐标得到了广泛地应用。库长小于百米的高分辨率天气雷达的业务化应用,提高了回波点位表达的准确性要求。在本研究中,定义了雷达“参考定位球”,利用CGCS2000的三维地心坐标,在参考定位球和地球椭球体之间建立数学联系,通过大地坐标、参考坐标和雷达观测坐标之间的相互转换,实现了雷达回波大地坐标的精确计算。在此基础上对目前普遍采用的地球圆球体近似方法进行了误差分析:其误差以水平偏离为主,偏离程度与雷达观测坐标和雷达纬度位置有关,高纬度雷达和低纬度雷达的偏离程度要大于中纬度雷达;最大偏离随距离增加而增加,探测距离50~400 km的最大偏离与探测距离之比在2‰~5‰之间,一般情况下可忽略,在坐标精度要求较高时需要考虑误差带来的影响。

关键词：雷达回波大地坐标参考定位方法

Spark Streaming框架下的气象自动站数据实时处理系统

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计算机应用 2018年第1期38卷 38-43,55页

作者：赵文芳刘旭林北京市气象信息中心北京100089 北京市气象探测中心北京100176

针对现有气象自动站业务平台面临处理数据不及时、交互式响应慢、统计时效差等问题,提出了使用Spark Streaming技术和HBase解决该问题的方法,将实时计算框架和分布式数据库系统结合起来实现大规模流式数据处理。使用Flume收集自动站数据... 详细信息

针对现有气象自动站业务平台面临处理数据不及时、交互式响应慢、统计时效差等问题,提出了使用Spark Streaming技术和HBase解决该问题的方法,将实时计算框架和分布式数据库系统结合起来实现大规模流式数据处理。使用Flume收集自动站数据,Spark Streaming对数据进行流式处理并存储到HBase数据库中,并设计Spark框架下的自动站数据流式入库处理算法和要素极值的实时统计算法,在Cloudera平台下实现了一个高速可靠的实时采集、处理、统计的应用系统。通过对比分析和性能监测,验证了该系统具有低延迟和高吞吐量的优势,运行状况良好,负载均衡。实验结果表明,Spark Streaming用于气象自动站的实时业务处理,数据并行写入HBase、基于HBase的查询和各类要素统计均能达到毫秒级响应,完全能满足自动站数据的应用需求,有效地支撑天气预报业务。

关键词：气象自动站 Spark Streaming 流计算气象数据处理 Flume

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北京城区大气边界层高度的反演研究

气象科技 2022年第1期50卷 9-20页

作者：田野刘旭林于永涛孟磊张龙斌北京市气象探测中心北京100176

采用北京市国家大气探测试验基地2017年5月1日至2019年8月31日的微波辐射计观测结果,通过位温气块法反演了该地区的大气边界层高度,统计其日变化和月际变化特征,并与相应的探空反演结果进行对比。结果表明:日间大气边界层高度的变化特... 详细信息

采用北京市国家大气探测试验基地2017年5月1日至2019年8月31日的微波辐射计观测结果,通过位温气块法反演了该地区的大气边界层高度,统计其日变化和月际变化特征,并与相应的探空反演结果进行对比。结果表明:日间大气边界层高度的变化特征与日照时长对应关系很好。除热力作用外,边界层高度受地面风速的影响较大,近地面的较强大风对大气边界层高度起到了抬升作用,导致1—4月的夜间边界层高度明显高于其他月。2月、3月、4月、9月和10月的日间大气扩散条件较好,最大边界层高度均超过了3 km。月均最高大气边界层高度为1461 m,月均最低大气边界层高度为242 m。2月的平均边界层高度最高,为943 m,12月的平均边界层高度最低,为426 m。由于7、8月多为降水和多云天气,所以平均边界层高度较低。微波辐射计反演结果与探空反演结果具有较好的一致性,二者的皮尔逊相关系数达到了0.874,均方根误差仅300 m。

关键词：微波辐射计大气边界层探空反演日照观测

气象低速回路风洞检定结果的测量不确定度分析

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气象水文海洋仪器 2023年第2期40卷 83-85,90页

作者：张鹏孙雪琪范雪波北京市气象探测中心北京102600

文章对北京市的气象低速回路风洞检定结果的测量不确定度进行了分析与研究。首先阐述了测量不确定度的定义和低速回路风洞的工作原理,然后通过建立风洞检定结果的数学模型,以及确定标准皮托管、温度传感器、湿度传感器、气压传感器和数... 详细信息

文章对北京市的气象低速回路风洞检定结果的测量不确定度进行了分析与研究。首先阐述了测量不确定度的定义和低速回路风洞的工作原理,然后通过建立风洞检定结果的数学模型,以及确定标准皮托管、温度传感器、湿度传感器、气压传感器和数字微压计分量的测量不确定度,得到气象低速回路风洞检定结果的扩展不确定度。由分析结果可以得出,要想提高风洞检定结果准确度,除了保证检定技术水平以外,还要进一步减少或消除仪器及仪器安装、人工读数、实验环境等影响因素带入的误差。

关键词：气象低速回路风洞检定测量不确定度