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华南丘陵区马贵河小流域暴雨山洪灾害强降水特征研究

第26届中国气象学会年会农业气象防灾减灾与粮食安全分会场

作者：屈右铭汤宇蔡荣辉霍林彭莉莉湖南省气象科学研究所南京信息工程大学大气科学学院湖南省防雷中心长沙市气象局

针对目前生态气象监测轨道业务的特点,结合工作的实际需要,运用C和C++语言建立了生态气象监测评估业务平台。在程序设计中,采用了生成中间交换文件的结构组织,能够对各模块的输出结果进行详尽直观的分析,并提供了等值线色斑图与区域填... 详细信息

针对目前生态气象监测轨道业务的特点,结合工作的实际需要,运用C和C++语言建立了生态气象监测评估业务平台。在程序设计中,采用了生成中间交换文件的结构组织,能够对各模块的输出结果进行详尽直观的分析,并提供了等值线色斑图与区域填充等多种图形绘制方式。该系统可处理AVHRR和EOS/MODIS卫星遥感资料,对气象观测报文进行解译、数据分类管理和质量控制,统计计算水体密度指数、湿润指数、植被覆盖指数、土地退化指数、灾害指数和生态质量综合评价指标,以图形、图像的形式输出生态气象监测评估产品,实现了卫星遥感与生态气象地面监测数据的有效组织和智能化管理。将系统应用于湖南省生态质量气象评价,业务化运行的结果表明,该系统具有较好的业务实用性。

关键词：生态气象监测评估业务平台设计

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工程科学与技术 2022年

作者：谌芸曾智琳王协康李晟祺徐辉李青李辉国家气象中心南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 中山大学大气科学学院四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室南京信息工程大学大气物理学院中国水利水电科学研究院

降水强度及持续时间是引发山洪灾害的重要气象因素，短时间内高强度的降水极易诱发山洪灾害，研究降水因子时空变化是防范及预警山洪灾害的关键环节。为了探索不同时间尺度的降水与局地山洪灾害之间的潜在联系，本文利用2010—2018年稠...

降水强度及持续时间是引发山洪灾害的重要气象因素，短时间内高强度的降水极易诱发山洪灾害，研究降水因子时空变化是防范及预警山洪灾害的关键环节。为了探索不同时间尺度的降水与局地山洪灾害之间的潜在联系，本文利用2010—2018年稠密的气象自动站逐小时降水观测数据，统计分析了以马贵河小流域为中心的华南丘陵区多尺度降水特征，重点从短时强降水（小时降水量≥20 mm/h）的角度揭示了诱发该流域山洪灾害的可能降水成因，并分类建立了该区域典型短时强降水事件的天气学概念模型。研究表明：马贵河小流域并非华南丘陵区的年降水、年暴雨高频中心，但短时强降水发生频次较高、强度较大；山洪灾害频发与时间尺度更短的短时强降水关系更为密切，而非普遍关注的暴雨天气过程；该流域的短时强降水具有双峰型分布特征，华南前汛期（4～6月）短时强降水频次与强度略高于后汛期（7～9月），但后汛期午后的峰值频次更为集中；典型短时强降水过程可分为冷式切变型、低空低涡型、偏南急流型和热带气旋型等四种基本类型，不同环流类型的系统配置与环境条件具有明显差异。该成果一方面加深了对华南丘陵区短时强降水与山洪灾害内在联系的科学认识，另一方面可为当地短时强降水及山洪灾害预报预警提供技术支持。

关键词：

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多元信息耦合的致灾山洪降雨预报方法

水资源研究 2017年第2期6卷 91-102页

作者：熊明杨文发李俊周北平訾丽长江水利委员会水文局湖北武汉中国气象局武汉暴雨研究所湖北武汉南京信息工程大学江苏南京

雷达预估信息（0～2 h）、数值天气预报产品（0～72 h）及基于高空和地面大气探测资料的综合预报信息（0～24 h）在不同预见期的降雨预报各有差异,预报效果上各有优劣,而针对山洪的预报存在准确率低、预警有效时间短等问题,研究面向山... 详细信息

雷达预估信息（0～2 h）、数值天气预报产品（0～72 h）及基于高空和地面大气探测资料的综合预报信息（0～24 h）在不同预见期的降雨预报各有差异,预报效果上各有优劣,而针对山洪的预报存在准确率低、预警有效时间短等问题,研究面向山洪灾害防治区的数值预报模式的选取、模式最优物理参数化组合方案、同化方案、降水偏差订正技术以及基于大数据的自分型雷达估测降水最优化算法。以湖南临湘市为试验区进行验证,结果表明：WRF中尺度数值模式适用于山洪灾害降雨预报,其WSM6云微物理过程、Grell--Devenyi ensemble对流参数化方案和YSU边界层参数方案对致洪山洪暴雨过程模拟较好,基于频率（或面积）匹配的降水偏差订正方法能显著改善模式降水预报中雨量和雨区范围的系统性偏差,大数据分析方法应用于雷达估测降雨能显著提高准确度。在此研究基础上,提出了基于高空和地面大气探测、数值预报模式的0～72 h短期定量降雨预报和基于雷达的0～2h临近定量降雨预报的多元信息耦合预报方法,将对致灾山洪的预报时间由2 h延长至72 h,并可显著提高了山洪预报的精度。

关键词：致灾山洪雷达数值天气预报耦合

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一个中国边缘海的风-浪-流预报系统

海洋科学进展 2022年第4期40卷 660-683页

作者：董昌明 LIM KAM SIAN Kenny Thiam Choy 蒋星亮曹玉晗嵇宇翔王森余洋陆晓婕周书逸韦销蔚 BETHEL Brandon Justin 徐广珺董济海孙文金王海丽单海霞王锦王东霞滕芳园曹茜谢文鸿游志伟王子韵林连杰南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000 无锡学院江苏无锡214105 复旦大学大气与海洋科学系上海200438 江苏海洋大学海洋技术与测绘学院江苏连云港222005 江苏省连云港市气象局江苏连云港222006 江苏海洋大学海洋资源开发研究院江苏连云港222005 福建省气象台福建福州350007 清华大学地球系统科学系北京100084 广西壮族自治区气象局广西南宁530022 广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 中国船舶集团海装风电股份有限公司重庆401123

海洋预报是进行海上活动的安全保障,海洋预报系统技术已经成为现代海洋气象业务的技术支撑。海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等技术的进步极大地推动着海洋业务化预报的发展。采用大气数值模式(WRF)、海洋数值模式(CROCO)... 详细信息

海洋预报是进行海上活动的安全保障,海洋预报系统技术已经成为现代海洋气象业务的技术支撑。海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等技术的进步极大地推动着海洋业务化预报的发展。采用大气数值模式(WRF)、海洋数值模式(CROCO)和海浪数值模式(SWAN)的多模式高分辨率离线耦合方式,添加南京信息工程大学“海洋数值模拟与观测实验室”团队自主研发的一系列海洋模式参数化方案,包括浪致混合参数化方案、亚中尺度参数化方案、海山诱导混合参数化方案以及涡旋诱导的沿等密度面和跨等密度面混合参数化方案,并通过同化技术和最新的人工智能技术与观测资料相结合,构建一种面向中国边缘海的风浪流多参数耦合预报系统,用于海上风电功率的预报和其他海洋灾害预警。实际观测资料的验证表明,该预报系统能较准确地模拟海上风场、海流、海温、波浪、潮汐等海洋气象要素。同时实现了按需实时可视化全景展示。

关键词：海洋预报系统海面风场海面温度波浪海流中国边缘海

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东北地区设施农业气象预报技术研究

中国科技成果 2023年第15期24卷 47-49页

作者：吴曼丽张淑杰杨再强中国气象局气象干部培训学院辽宁分院辽宁沈阳110166 沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 南京信息工程大学江苏南京210044

本文针对东北地区设施农业气象服务需求,开展设施农业天气预报技术、防御指标和服务措施研究,应用3年试验和观测数据,诊断了设施农业小气候影响因子,作物及设施致灾指标,建立了针对东北地区设施农业的常规天气预报技术方法及致灾的气象... 详细信息

本文针对东北地区设施农业气象服务需求,开展设施农业天气预报技术、防御指标和服务措施研究,应用3年试验和观测数据,诊断了设施农业小气候影响因子,作物及设施致灾指标,建立了针对东北地区设施农业的常规天气预报技术方法及致灾的气象预警技术方法。

关键词：设施农业气象灾害指标预报技术

基于MODIS数据地表温度反演劈窗算法的比较研究

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气象与环境学报 2014年第6期30卷 158-162页

作者：乔小湜孙龙彧冯锐纪瑞鹏于文颖张淑杰武晋雯沈阳中心气象台辽宁沈阳110166 南京信息工程大学江苏南京210044 沈阳市气象局辽宁沈阳110168 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166

选取QIN和SOB两种代表性劈窗算法对辽宁地区地表温度进行反演,并分析二者的精度和误差分布。结果表明:QIN和SOB算法反演的地表温度(Ts)与地面气象台站准同步观测的气温和地温的线性拟合显著,SOB算法线性拟合更好;从误差分布直方图可知,... 详细信息

选取QIN和SOB两种代表性劈窗算法对辽宁地区地表温度进行反演,并分析二者的精度和误差分布。结果表明:QIN和SOB算法反演的地表温度(Ts)与地面气象台站准同步观测的气温和地温的线性拟合显著,SOB算法线性拟合更好;从误差分布直方图可知,两种算法的反演结果与地温更接近,SOB算法与同步气温和地温在±2.0℃之间的误差比例略高于QIN算法;在野外开展与卫星遥感空间尺度一致的地表温度观测试验,QIN和SOB算法与实测值的平均绝对误差均为1.5℃;与NASA官网发布的地表温度产品对比发现,QIN和SOB算法的平均绝对误差分别为1.75℃和1.70℃;因此,QIN和SOB算法在辽宁地区均适用,而SOB算法误差较小。

关键词：劈窗算法相关性误差分析

降雨型滑坡的集合预报模型及其初步应用的试验研究

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降雨型滑坡的集合预报模型及其初步应用的试验研究

第33届中国气象学会年会

作者：陈悦丽陈德辉李泽椿吴亚丽黄俊宝南京信息工程大学大气科学学院中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室中国气象局数值预报中心国家气象中心中国气象局广州热带海洋气象研究所区域数值预报重点实验室福建省地质环境监测中心

滑坡的实时预警系统GRAPES-RISLM是将数值天气预报模式GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)与滑坡预测模型TRIGRS(Transient Rainfall Infiltration and Grid-based Regional Slope-Stability Model)进行单向耦合建立起来的动力数值预报预警系统。由于滑坡预测模型TRIGRS中的关键水土参数具有空间分布很不均的特性,很难获取准确的数据加以描述,使得滑坡事件的激发、预测存在很大的不确定性,同时数值天气预报模式本身具有不确定性,因而用于诱发滑坡灾害的估测降水存在不确定性,进而使得滑坡的预报存在偏差。本研究基于预测降水和水土参数分布不确定性的考虑,提出了GRAPES-RISLM滑坡集合预报模型。滑坡集合预报模型中有5个不同的预报降水成员,分别是(1)GRAPESESO业务模式、(2)"暖—潜热加热纳近"方法、(3)基于九点平滑滤波的"暖—潜热加热纳近"方法、(4)对(1)的降水成员进行简单平均、(5)对(1)的降水成员进行概率匹配的集合。根据水土参数呈正态分布的特点,通过Monte-Carlo方法随机生成100组扰动参数值。将5个预报降水与100组扰动水土参数结合,组成GRAPES-RISLM滑坡集合预报模型。选择2013年7月18日00时到7月19日12时(世界时)福建省"西马仑"台风降雨引发闽三角地区发生大量滑坡灾害为例,进行实际预报试验。初步研究结果表明本文建立的GRAPES-RISLM滑坡集合预报系统所预测的滑坡频发区与观测区域有很好的吻合度,与目前的滑坡业务预报结果相比有明显改进,落区更精细化。因此,GRAPES-RISLM滑坡集合预报系统综合考虑了降水预报的不确定性和非均匀分布的水土参数的不确定性,为区域滑坡预测提供了一种新的可能方法。

关键词：降雨诱发型滑坡 GRAPES-RISLM预报系统集合预报

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基于BP神经网络的冬季日光温室小气候模拟

中国农学通报 2014年第5期30卷 149-157页

作者：王春玲魏瑞江申双和王鑫邢文发朱慧钦敖雪南京信息工程大学应用气象学院南京210044 河北省气象科学研究所石家庄050021 河北省气象与生态环境重点实验室石家庄050021 河北省高邑县气象局河北高邑051330 沈阳区域气候中心沈阳110016

为了系统分析日光温室内外气候特征的关系,向日光温室作物环境调控及小气候预报提供支持,根据冬季日光温室内小气候观测试验资料和附近气象站观测资料,利用BP神经网络方法建立3个模型,分别对3种不同天气状况下石家庄地区日光温室冬季小... 详细信息

为了系统分析日光温室内外气候特征的关系,向日光温室作物环境调控及小气候预报提供支持,根据冬季日光温室内小气候观测试验资料和附近气象站观测资料,利用BP神经网络方法建立3个模型,分别对3种不同天气状况下石家庄地区日光温室冬季小气候特征进行模拟。结果表明:3个模型气温训练值与实测值的均方根误差(RMSE)都在2℃以内,决定系数都在0.95以上;相对湿度训练值的RMSE都在2个百分点以内,决定系数均高于0.95;接受到的太阳辐射的训练值与实测值的RMSE都在16 W/m2以内,决定系数也均超过0.95。利用此模型得到的气温预测值与实测值的RMSE都在2℃以内,决定系数都在0.9以上;相对湿度预测值与实测值的RMSE都在4个百分点以内,晴天和少云-多云状况下决定系数均高于0.9,寡照状况下的决定系数略低约为0.8;接受到的太阳辐射的预测值与实测值的RMSE都在26 W/m2以内,决定系数均超过0.95。说明所建BP神经网络模型对于不同天气状况下石家庄地区日光温室冬季小气候特征模拟都有较高的精度,可以用于预测。

关键词：日光温室冬季小气候 BP神经网络模拟

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一次飑线背景下安徽极端大风的形成机制研究

沙漠与绿洲气象 2024年第6期18卷 17-24页

作者：王琛周后福魏鸣王一冰翟菁淮河流域气象中心安徽省气象科学研究所/大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室寿县国家气候观象台/中国气象局淮河流域典型农田生态气象野外科学实验基地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通辽市气象局

利用再分析、地面、探空和双偏振天气雷达等资料分析安徽省一次飑线天气过程，探讨飑线维持机制和极端大风2个阶段的形成机制。结果表明：（1）安徽中南部的天气形势处于强的不稳定状态，尤其是850～700 hPa的变冷变干结构有利于飑线的... 详细信息

利用再分析、地面、探空和双偏振天气雷达等资料分析安徽省一次飑线天气过程，探讨飑线维持机制和极端大风2个阶段的形成机制。结果表明：（1）安徽中南部的天气形势处于强的不稳定状态，尤其是850～700 hPa的变冷变干结构有利于飑线的爆发，地面中尺度辐合线是飑线的维持机制。（2）飑线伸展高度达到10 km，前端存在阵风锋，其相关系数ρHV较低，差分反射率因子ZDR弧和差分相位比KDP大值区均指示降雹区。（3）极端大风风速增长分为2个阶段。阶段Ⅰ的形成机制为不稳定条件、负浮力、高空风动量下传、下垫面水陆变化和峡谷效应的共同作用；阶段Ⅱ在阶段Ⅰ基础上叠加冷池密度流的作用。（4）提出三维概念模型，解释极端大风的形成机理。

关键词：极端大风形成机制动量下传冷池密度流下垫面变化概念模型