- 张小玲;杨波;盛杰;田付友;周康辉;林隐静;朱文剑;曹艳察;
强对流天气具有空间尺度小、生命史短、天气剧烈并极易造成人员伤亡和财产损失的特点。近10年,伴随着国家级强对流专业化预报中心的建设,我国已经建立起包括实时监测、临近预警和短期潜势预报的强对流天气预报业务,初步实现对雷暴、短时强降水、雷暴大风和冰雹的监测预警以及72 h内的潜势预报。但对龙卷等小尺度强对流天气尚不具备监测和预警能力。中国气象局正在开展龙卷预警试验,将依赖于对流可分辨数值模式的发展以及高分辨率数值模式预报结果与多源观测资料的综合应用技术发展,建立短时临近无缝隙预报技术,提升致灾性强对流天气的短时临近预警能力和龙卷等小尺度强对流天气的监测能力。
2018年03期 v.8 8-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 5229K] [下载次数：705 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：54 ] |[阅读次数：1 ] - 张小玲;杨波;盛杰;田付友;周康辉;林隐静;朱文剑;曹艳察;
强对流天气具有空间尺度小、生命史短、天气剧烈并极易造成人员伤亡和财产损失的特点。近10年,伴随着国家级强对流专业化预报中心的建设,我国已经建立起包括实时监测、临近预警和短期潜势预报的强对流天气预报业务,初步实现对雷暴、短时强降水、雷暴大风和冰雹的监测预警以及72 h内的潜势预报。但对龙卷等小尺度强对流天气尚不具备监测和预警能力。中国气象局正在开展龙卷预警试验,将依赖于对流可分辨数值模式的发展以及高分辨率数值模式预报结果与多源观测资料的综合应用技术发展,建立短时临近无缝隙预报技术,提升致灾性强对流天气的短时临近预警能力和龙卷等小尺度强对流天气的监测能力。
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近十几年来,一直致力于开发一个适用于对流尺度的三维变分同化系统。在最近版本的系统中,目标函数定义为包括背景项、观测项(包括常规观测、雷达径向风和反射率)和一些弱约束项。背景误差协方差矩阵的空间相关是通过递归滤波的方法来实现的。并且利用了背景误差协方差矩阵的平方根使目标函数的条件数减小,从而加速了求解过程。在系统研发的初期阶段,把重点放在对雷达径向风的分析上,最近几年的研究延伸到了在变分框架内对反射率资料的同化上。在此基础上,为NOAA的"基于数值模式的预警"研究课题发展了一个根据当前天气形势的演变,动态定位分析区域的实时高频率(5 min)、高分辨率(1 km)风场分析系统。文中将给出几个实例分析。在NOAA灾害性天气试验基地的初步评估中,该实时系统得到了很好的评价。在结论部分将简要介绍两种新的资料同化方法:集合三维变分同化、混合三维变分和卡尔曼同化方法。当前正在评估这些方法在对流尺度强风暴天气分析和预报中的应用。
2018年03期 v.8 19-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 17857K] [下载次数：137 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 傅承浩;郜吉东;王云恒;唐杰;周长青;叶成志;庄照荣;
近十几年来,一直致力于开发一个适用于对流尺度的三维变分同化系统。在最近版本的系统中,目标函数定义为包括背景项、观测项(包括常规观测、雷达径向风和反射率)和一些弱约束项。背景误差协方差矩阵的空间相关是通过递归滤波的方法来实现的。并且利用了背景误差协方差矩阵的平方根使目标函数的条件数减小,从而加速了求解过程。在系统研发的初期阶段,把重点放在对雷达径向风的分析上,最近几年的研究延伸到了在变分框架内对反射率资料的同化上。在此基础上,为NOAA的"基于数值模式的预警"研究课题发展了一个根据当前天气形势的演变,动态定位分析区域的实时高频率(5 min)、高分辨率(1 km)风场分析系统。文中将给出几个实例分析。在NOAA灾害性天气试验基地的初步评估中,该实时系统得到了很好的评价。在结论部分将简要介绍两种新的资料同化方法:集合三维变分同化、混合三维变分和卡尔曼同化方法。当前正在评估这些方法在对流尺度强风暴天气分析和预报中的应用。
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对强雷暴的预报一直以来都是天气预报的重点和难点。先进的集合资料同化方法能够减小中小尺度数值天气预报的初始场中的误差,以此提高对强雷暴天气的预报的准确程度。本文简要地介绍了集合资料同化方法的原理及其变体,提高集合资料同化方法的分析场质量的多种方案,不同观测平台的数据在强雷暴天气集合资料同化系统中的应用,已经开始业务化或准业务化持续运行的一些着眼于强雷暴天气预报的集合资料同化系统,强雷暴天气集合资料同化应用中目前面临的一些问题和未来可能的发展方向。
2018年03期 v.8 38-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2688K] [下载次数：303 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 张云济;张福青;
对强雷暴的预报一直以来都是天气预报的重点和难点。先进的集合资料同化方法能够减小中小尺度数值天气预报的初始场中的误差,以此提高对强雷暴天气的预报的准确程度。本文简要地介绍了集合资料同化方法的原理及其变体,提高集合资料同化方法的分析场质量的多种方案,不同观测平台的数据在强雷暴天气集合资料同化系统中的应用,已经开始业务化或准业务化持续运行的一些着眼于强雷暴天气预报的集合资料同化系统,强雷暴天气集合资料同化应用中目前面临的一些问题和未来可能的发展方向。
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集合数值天气预报目前是全球中期业务数值预报的核心支柱,在区域性短期天气预报中集合预报也已有广泛业务应用。中小尺度灾害性对流天气过程具有强烈非线性特征以及更为复杂的湿微物理过程,加上极高的空间和时间分辨率要求,其数值模式预报面临更大的不确定性及挑战。延展集合预报技术到雷暴天气尺度也就成为自然合理的选择。故此,对雷暴尺度天气集合数值预报所面临的科学问题、主要构造技术、研究现状、仍存在的问题及挑战等做了力所能及的综述和讨论。
2018年03期 v.8 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2300K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 孔凡铀;
集合数值天气预报目前是全球中期业务数值预报的核心支柱,在区域性短期天气预报中集合预报也已有广泛业务应用。中小尺度灾害性对流天气过程具有强烈非线性特征以及更为复杂的湿微物理过程,加上极高的空间和时间分辨率要求,其数值模式预报面临更大的不确定性及挑战。延展集合预报技术到雷暴天气尺度也就成为自然合理的选择。故此,对雷暴尺度天气集合数值预报所面临的科学问题、主要构造技术、研究现状、仍存在的问题及挑战等做了力所能及的综述和讨论。
2018年03期 v.8 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2300K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 王啸华;郑媛媛;濮梅娟;宗培书;禹梁玉;
江苏省气象台通过建设强天气综合报警追踪平台(Sever Weather Alert and Track Compre Hensive platform,SWATCH),将省市县三级气象台强对流预警的业务分工、业务流程、资料处理和预报技术进行了集成应用和软件化表达。通过SWATCH实现了多源资料显示应用、强对流天气客观识别和客观外推、省市县三级预警快速制作和实时联动、省市县三级业务行为记录分析等强天气综合报警追踪关键技术。同时,SWATCH整合处理当前短临业务中常用的PUP、SWAN等业务系统中风暴识别和外推相关的核心产品,是结合江苏实际业务需求和业务场景的一次众创型省级业务平台试验。2015年开始SWATCH成为江苏省市县三级气象台强对流预警主业务平台,在2016年6月23日阜宁龙卷风等重大突发灾害天气的预警过程中发挥重要作用。
2018年03期 v.8 61-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 3583K] [下载次数：155 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 王啸华;郑媛媛;濮梅娟;宗培书;禹梁玉;
江苏省气象台通过建设强天气综合报警追踪平台(Sever Weather Alert and Track Compre Hensive platform,SWATCH),将省市县三级气象台强对流预警的业务分工、业务流程、资料处理和预报技术进行了集成应用和软件化表达。通过SWATCH实现了多源资料显示应用、强对流天气客观识别和客观外推、省市县三级预警快速制作和实时联动、省市县三级业务行为记录分析等强天气综合报警追踪关键技术。同时,SWATCH整合处理当前短临业务中常用的PUP、SWAN等业务系统中风暴识别和外推相关的核心产品,是结合江苏实际业务需求和业务场景的一次众创型省级业务平台试验。2015年开始SWATCH成为江苏省市县三级气象台强对流预警主业务平台,在2016年6月23日阜宁龙卷风等重大突发灾害天气的预警过程中发挥重要作用。
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- 解小寒;王勇;郭倩;
INCA是由奥地利国家气象局发展的具有复杂地形适应性的短临集成分析预报系统,也是世界天气研究计划预报示范项目INCA-CE推荐的短临业务系统,已经在十几个国家和地区得到广泛应用。INCA构建高分辨系统地形、地表层指数和垂直坐标系,在分析中结合地面实况和遥感资料,一方面保证分析中实况信息得以准确保留,另外一方面利用遥感资料来提供基于实况插值的空间结构。INCA短临预报中使用了经典的相关运动矢量外推方法,并引入了地形影响方案。由于INCA系统实现了对山区地形的精细化描述,进而充分考虑了地形对要素场的影响,INCA在地形复杂的山区具有一定优势,在有着山洪地质灾害隐患的地区将能发挥较好的短临预警作用。INCA在强对流预报中发展了基于INCA分析场对流参数组合和卫星产品的决策算法来实现对流生消预报。还发展了一个雷暴大风物理参数化预报方案,主要基于雷达观测和短临预报来估算降水粒子载荷和负浮力,进而预报雷暴大风。对INCA分析和预报进行了验证检验,在短临时段对数值模式有明显提升,INCA对流算法对纯外推预报有所改进。
2018年03期 v.8 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2431K] [下载次数：205 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 解小寒;王勇;郭倩;
INCA是由奥地利国家气象局发展的具有复杂地形适应性的短临集成分析预报系统,也是世界天气研究计划预报示范项目INCA-CE推荐的短临业务系统,已经在十几个国家和地区得到广泛应用。INCA构建高分辨系统地形、地表层指数和垂直坐标系,在分析中结合地面实况和遥感资料,一方面保证分析中实况信息得以准确保留,另外一方面利用遥感资料来提供基于实况插值的空间结构。INCA短临预报中使用了经典的相关运动矢量外推方法,并引入了地形影响方案。由于INCA系统实现了对山区地形的精细化描述,进而充分考虑了地形对要素场的影响,INCA在地形复杂的山区具有一定优势,在有着山洪地质灾害隐患的地区将能发挥较好的短临预警作用。INCA在强对流预报中发展了基于INCA分析场对流参数组合和卫星产品的决策算法来实现对流生消预报。还发展了一个雷暴大风物理参数化预报方案,主要基于雷达观测和短临预报来估算降水粒子载荷和负浮力,进而预报雷暴大风。对INCA分析和预报进行了验证检验,在短临时段对数值模式有明显提升,INCA对流算法对纯外推预报有所改进。
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- 李宇梅;狄靖月;许凤雯;张国平;王志;
降水是引发滑坡、崩塌、泥石流的主要诱因。通过全国地质灾害易发程度区划研究,初步将全国划分为西北、东北、青藏高原、黄土高原、秦岭大巴山区、华北、云贵高原、中南和东南地区共9大预警分区。应用1950—2014年地质灾害历史灾情数据,选取灾害当天降水量作为建模因子,对其进行正态化处理后对地质灾害发生概率密度进行多项式、傅里叶和高斯拟合,发现高斯拟合方法最优,选取高斯拟合方法分区建立地质灾害概率预报方程,并结合业务地质灾害风险预警等级划分,制定地质灾害风险预警当日临界雨量阈值指标,应用2015年4—10月172个地质灾害样本以及江西兴国和于都2015年5月17—21日降水诱发地质灾害过程对当日临界雨量指标进行预报检验,结果表明当日临界雨量指标判别简单可行,判定效果较好,具有实际应用价值。
2018年03期 v.8 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2750K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：0 ] - 李宇梅;狄靖月;许凤雯;张国平;王志;
降水是引发滑坡、崩塌、泥石流的主要诱因。通过全国地质灾害易发程度区划研究,初步将全国划分为西北、东北、青藏高原、黄土高原、秦岭大巴山区、华北、云贵高原、中南和东南地区共9大预警分区。应用1950—2014年地质灾害历史灾情数据,选取灾害当天降水量作为建模因子,对其进行正态化处理后对地质灾害发生概率密度进行多项式、傅里叶和高斯拟合,发现高斯拟合方法最优,选取高斯拟合方法分区建立地质灾害概率预报方程,并结合业务地质灾害风险预警等级划分,制定地质灾害风险预警当日临界雨量阈值指标,应用2015年4—10月172个地质灾害样本以及江西兴国和于都2015年5月17—21日降水诱发地质灾害过程对当日临界雨量指标进行预报检验,结果表明当日临界雨量指标判别简单可行,判定效果较好,具有实际应用价值。
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