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天气雷达实时回波省级直显系统设计与应用

计算机技术与发展 2024年

作者：张德玉秦三杰魏荣妮张强王遂缠张掖市气象局甘肃省气象局观测与网络处甘肃省气象信息与技术装备保障中心

天气雷达实时回波所见即所得的特性在气象业务工作中发挥着不可替代的作用。受技术条件限制，实时回波只能在雷达本站或本级气象台接收使用。本文分析了实时回波难于在大范围共享使用的主要原因，总结了目前主流解决方案的弊端，并提出... 详细信息

天气雷达实时回波所见即所得的特性在气象业务工作中发挥着不可替代的作用。受技术条件限制，实时回波只能在雷达本站或本级气象台接收使用。本文分析了实时回波难于在大范围共享使用的主要原因，总结了目前主流解决方案的弊端，并提出省级直显系统设计实现思路与方法：以天气雷达径向流传输业务为支撑，从径向流传输的省级节点上采集雷达实时数据，实现与原雷达系统的彻底解耦；在云端建立Linux集群，向全网用户转发雷达实时数据，转发时采用分段式多线程内存压缩传输技术，既保障实时性又降低网络宽带占用；客户端从集群获取实时数据，经解压缩还原后完成回波的可视化。2022年4月，该系统在甘肃省气象信息与技术装备保障中心部署成功，并向全省提供8部C波段和7部X波段共15部天气雷达的实时回波直显服务，实现了省级范围内多部天气雷达实时回波的集中接收和直接显示。

关键词：天气雷达实时回波径向流传输内存压缩回波直显

甘肃省区域自动气象站数据质量评估应用程序研究

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青海科技 2024年第1期31卷 138-143页

作者：陈秀花孔令旺蔡元成甘肃省气象信息与技术装备保障中心兰州730020 甘肃省气象局兰州730020

文章利用python编程语言开发了一款对甘肃省区域自动气象站质控疑误数据自动统计分析应用程序,能够自动链接甘肃省气象资料业务系统(MDOS)区域自动站后台数据库,对全年各月质控出的全省区域自动站疑误数据进行分站点、分要素、分疑误类... 详细信息

文章利用python编程语言开发了一款对甘肃省区域自动气象站质控疑误数据自动统计分析应用程序,能够自动链接甘肃省气象资料业务系统(MDOS)区域自动站后台数据库,对全年各月质控出的全省区域自动站疑误数据进行分站点、分要素、分疑误类型的筛选、分析,快速自动生成EXCEL统计图形和表格,自动生成WORD格式的甘肃省区域站逐月数据质量分析报告模板;程序的业务应用对提高区域站设备运行的可靠性和数据可用性具有重要意义。

关键词：区域自动气象站数据质量评估应用程序

基于GPM观测的山谷风对伊犁河谷地形降水的影响研究

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高原气象 2024年

作者：王智敏冯婉悦杨璟李圆圆汪会付亚鹏新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室中国气象局高影响天气(专项)重点开放实验室中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆维吾尔自治区气象技术装备保障中心南京信息工程大学中国气象局人工影响天气中心

研究山谷风对地形降水的影响是深入认识复杂地形条件下局地降水形成机制的关键。根据2014-2021年GPM/DPR数据，采用连通域法识别了伊犁河谷夏季地形降水系统，结合ERA5的10 m地表风资料将降水过程分为谷风型和山风型，对比分析了这两类... 详细信息

研究山谷风对地形降水的影响是深入认识复杂地形条件下局地降水形成机制的关键。根据2014-2021年GPM/DPR数据，采用连通域法识别了伊犁河谷夏季地形降水系统，结合ERA5的10 m地表风资料将降水过程分为谷风型和山风型，对比分析了这两类“喇叭口”地形降水的时空分布、垂直结构及宏微观特征差异。结果表明：谷风降水集中在河谷南部和东部山麓迎风坡，降水时段主要在午后-傍晚（12:00-20:00，北京时，下同），山风降水在河谷平原较多，降水多发于夜间-清晨（01:00-06:00），谷风平均风速(0.79 m·s-1)比山风(0.74 m·s-1)大6.8%，谷风和山风降水的近地表降水率（R）和雨顶高度（STH）平均值分别为1.32 mm·h-1、 1.15 mm·h-1和5.90 km、 5.72 km，统计发现STH与R呈正相关；在上坡风影响下谷风降水的R、 STH和质量加权平均直径（Dm）和粒子数浓度（dBNw）在地形抬升作用下出现增幅，在海拔2～3 km处达到极大值，迎风坡形成的上升气流促进了云滴凝结和碰并增长形成雨滴；谷风降水的平均dBNw（33.5）比山风（34.5）偏小近3%，而前者平均Dm（1.63 mm）较后者（1.38 mm）大18.1%。由于山风比谷风降水在0℃层以下液相区域的雷达反射率因子偏小，当雨滴下降到近地面的干燥层时，大液滴破碎蒸发导致dBNw偏多而Dm较小。山谷风影响着地形降水的宏观结构和微物理过程，未来在判别地形云人工增雨潜力及数值模拟山区降水精细结构等研究中，将注重考虑山谷风的影响及其动力学机制。

关键词：伊犁河谷降水系统山谷风 GPM/DPR

CLDAS降水产品的适用性分析及机器学习订正应用

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气象水文海洋仪器 2024年第3期41卷 111-115页

作者：王雅萍王遂缠孔令旺甘肃省气象信息与技术装备保障中心兰州730020

为获得中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)多源降水融合实况分析产品在甘肃省的精细化评估结论并提高该产品的精度,采用甘肃省2215个地面站的降水数据作为检验源,评估CLDAS快速融合和实时融合降水产品的适用性,并基于评估结论采用机器... 详细信息

为获得中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)多源降水融合实况分析产品在甘肃省的精细化评估结论并提高该产品的精度,采用甘肃省2215个地面站的降水数据作为检验源,评估CLDAS快速融合和实时融合降水产品的适用性,并基于评估结论采用机器学习方法及优化策略,订正CLDAS降水产品。结果表明:CLDAS降水产品能较好地反映甘肃省降水时空分布,日值的精度整体不如小时值;XGBoost算法较其他模型有显著优势,且在降水量大时订正效果更显著;通过提升训练数据集质量、特征工程和精细调参优化后的XGBoost模型使3级以上降水量的均方根误差减少近50%,1~2级的误判降水得到明显改善,该模型和算法能推广应用于具有相同气候特征的领域。

关键词： CLDAS降水产品检验评估机器学习订正 XGBoost模型

JKZ3-1型探空仪基测箱校准方法研究及不确定度评定

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自动化与仪器仪表 2024年第5期 256-259页

作者：汪鑫第五朋朋宋媛吴丽娜甘肃省气象信息与技术装备保障中心兰州730020

经过换型后,气象系统L波段高空气象探测使用的探空仪基测箱主要为南京大桥机器有限公司生产的JKZ3-1型电子探空仪基测箱。目前由于没有检定规程,为使新型探空仪基测箱的校准工作规范化,确保所得数据的可信程度,对基测箱的校准方法进行... 详细信息

经过换型后,气象系统L波段高空气象探测使用的探空仪基测箱主要为南京大桥机器有限公司生产的JKZ3-1型电子探空仪基测箱。目前由于没有检定规程,为使新型探空仪基测箱的校准工作规范化,确保所得数据的可信程度,对基测箱的校准方法进行研究并对其不确定度进行分析评定。首先,温度、气压选取校准点分别进行重复性测量。然后以非统计分析方法评定各分量,选取合理的概率分布类型,最后确定置信因子并计算扩展不确定度。结果表明,除了测量重复性之外,温度测量量值的分散性主要受一等标准铂电阻温度计、精密测温电桥、制冷恒温槽的不均匀性、基测箱温度分辨率影响,气压测量量值的分散性主要受标准数字气压计、全自动压力校验仪以及基测箱气压分辨率影响。

关键词：探空仪基测箱校准示值误差不确定度

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基于公有云的气象大数据云平台设计与实现

电子设计工程 2024年第10期32卷 8-15,20页

作者：张鸿刘洋金红梅徐娟陈旭辉甘肃省气象信息与技术装备保障中心甘肃兰州730020

目前,省级构建的气象大数据服务平台大部分都是基于气象业务内网环境。为了解决面向社会和公众化气象服务集约化程度低、安全性差、管理难度大、公众用户无法访问气象数据资源等问题,构建了基于公有云的气象大数据云平台,采用Keepalived... 详细信息

目前,省级构建的气象大数据服务平台大部分都是基于气象业务内网环境。为了解决面向社会和公众化气象服务集约化程度低、安全性差、管理难度大、公众用户无法访问气象数据资源等问题,构建了基于公有云的气象大数据云平台,采用Keepalived+HAproxy+Mycat+MySQL高可用集群分布式存储技术和分布式文件系统(HDFS)实现了云平台基础存储架构;利用插件化的开发理念合理地减小系统功能模块之间的耦合性,能够动态地对系统功能模块进行延伸;自动化任务调度执行体系有效地保证了DMZ区和公有云端数据的实时同步;标准化的统一访问接口实现了高并发的服务请求。该平台已通过业务验收并投入业务运行,运行结果表明,该平台安全、稳定,能够为社会用户提供高效的气象数据服务。

关键词：气象大数据 Mycat 公有云分布式

基于分期播种试验夏玉米延迟收获促进子粒灌浆和粒重增益效应

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玉米科学 2024年第4期32卷 55-64,76页

作者：赵花荣任三学张玲田晓丽中国气象科学研究院北京100081 河北固城农业气象国家野外科学观测研究站河北保定072656 中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 甘肃省气象局信息与装备保障中心兰州730020

基于2019-2022年夏玉米播期试验资料,分析夏玉米生理成熟后延迟收获对子粒农艺性状改善、增产效应。结果表明,早播10 d至晚播20 d处理的有效灌浆结束日均比生理成熟期延后,子粒有效灌浆持续日数依次比其花后10 d至生理成熟期日数延长28~... 详细信息

基于2019-2022年夏玉米播期试验资料,分析夏玉米生理成熟后延迟收获对子粒农艺性状改善、增产效应。结果表明,早播10 d至晚播20 d处理的有效灌浆结束日均比生理成熟期延后,子粒有效灌浆持续日数依次比其花后10 d至生理成熟期日数延长28~9 d,播期每推迟10 d延长日数减少6.3 d。子粒农艺性状有明显的改善,百粒重、穗粒重提高,子粒增产效应明显,理论产量增产率16.95%~7.66%,增产量1960.36~681.51 kg/hm^(2),对照增产最多,比晚播10、20 d增产粮食多2.4~2.9倍。为华北地区提高气候资源利用效率和粮食生产提质增效提供参考。

关键词：夏玉米延迟收获子粒灌浆增产效率气候变化

基于分布式的省级气象数据中心硬件监控告警系统

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计算机与现代化 2024年第7期 41-46页

作者：刘洋黄志徐娟高鹏陈旭辉甘肃省气象信息与技术装备保障中心甘肃兰州730020 广西壮族自治区气象信息中心广西南宁530022

随着气象行业的快速发展,各级气象部门对信息化建设支持的力度不断增加,而气象业务的开展需要依赖各类信息系统和基础设施。目前省级气象数据中心承载了多种气象业务,业务种类繁多,存在多种异构设备,缺乏有效的集中硬件监控告警系统,给... 详细信息

随着气象行业的快速发展,各级气象部门对信息化建设支持的力度不断增加,而气象业务的开展需要依赖各类信息系统和基础设施。目前省级气象数据中心承载了多种气象业务,业务种类繁多,存在多种异构设备,缺乏有效的集中硬件监控告警系统,给业务运维人员带来了极大的困难。针对此问题,本文分析多源复杂的气象数据环境中异构设备的差异及监控现状,设计“全流程”“集中化”“可视化”的综合硬件监控系统,采用Mycat+MySQL+Haproxy+Keepalived的技术架构,构建一个高可用、高性能和可扩展的分布式数据库集群,实现对硬件监控数据的采集、加工处理、存储、自定义告警和可视化展示。目前,该系统已在甘肃省气象数据中心进行了业务使用,运行稳定,安全可靠,能够帮助运维人员及时定位系统故障,从而提高了硬件设备监控运维的效率,能够为社会用户提供高效的气象数据服务。

关键词：分布式硬件监控气象数据可视化

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塔克拉玛干沙漠粉尘释放通量研究

沙漠与绿洲气象 2024年第3期18卷 143-149页

作者：张晨亮陶淘周成龙蒋聚金新疆气象技术装备保障中心新疆乌鲁木齐830002 新疆气象信息中心新疆乌鲁木齐830002 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐830002 库尔勒市人工影响天气办公室新疆库尔勒841000

土壤风蚀产生的粉尘颗粒物严重影响空气环境质量,为了探明粉尘释放规律,有必要研究不同高度层风速和摩阻风速对粉尘释放通量的影响机制。通过分析塔克拉玛干沙漠观测站不同高度层风速和平均摩阻风速,利用DPM模型计算粉尘释放通量,综合... 详细信息

土壤风蚀产生的粉尘颗粒物严重影响空气环境质量,为了探明粉尘释放规律,有必要研究不同高度层风速和摩阻风速对粉尘释放通量的影响机制。通过分析塔克拉玛干沙漠观测站不同高度层风速和平均摩阻风速,利用DPM模型计算粉尘释放通量,综合分析摩阻风速与粉尘释放通量的相互关系。结果表明:(1)不同观测日不同高度层的风速变化各不相同,2 m高度层风速的变化范围是0.05~7.73 m/s,4 m高度层风速的变化范围是0.09~7.19 m/s,10 m高度层风速的变化范围是0.5~8.09 m/s。(2)4月1-30日各个观测日24 h内平均摩阻风速分别为0.42、0.34、0.27、0.34、0.16、0.32 m/s,变化范围为0.16~0.42 m/s。(3)DPM模型研究发现实测跃移通量约为模拟值的129%,模拟值与实测值相关性较好,R2为0.91。

关键词： DPM模型土壤风蚀塔克拉玛干沙漠摩阻风速

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