宁夏局部突发性特大暴雨中小尺度分析

2006年7月2日下午,宁夏陶乐县突遭短时特大暴雨袭击。此次暴雨降水强度大,1h和10m in降水量为宁夏44年之最。本文利用常规气象资料、宁夏本地化中尺度数值预报MM5模式产品、多普勒雷达探测资料、卫星云图,对本次突发性短时暴雨发生前后的天气环流背景、影响系统及中小尺度系统发生发展等进行分析。结果表明:这次突发性暴雨具有明显的中小尺度系统特征,主要影响系统有地面河套热倒槽,500hPa和700hPa兰州与银川的暖性低涡及地面中β尺度低涡,为暖湿不稳定能量的贮存和短时强降水的产生与维持提供了有利的动力条件。     

内蒙古雨雪转换期强降雪多普勒雷达产品特征

对照实况降水及天气背景资料,应用赤峰站、通辽站、呼和浩特站以及海拉尔站的多普勒雷达产品资料,对2012年11月初连续出现在内蒙古的2次明显降水天气过程进行较为详细的分析,一方面,为了提高多普勒天气雷达产品资料对雨雪转换及降雪天气过程预报的分析、运用能力;另一方面,也在探讨新一代雷达产品对雨雪转换的可预报性。结果表明：降雪过程中的雷达回波特征揭示出2次降雪过程均为稳定性降雪过程;降雪回波强度基本小于35 dBz,大都在30 dBz以下,高度在5 km左右;回波强度梯度小,回波顶高较低;强降雪时段“牛眼”型结构明显,存在低空急流;降雪期间风随高度顺转,为暖区降雪;雨或雨夹雪期间有明显的零度层亮带,亮带距测站近,高度低;由雨或雨夹雪转为降雪后,回波强度有所减弱,回波顶高有所降低。     

河西走廊东部高温天气成因分析及预报研究

利用河西走廊东部武威市5个气象站1971-2005年逐日极端最高气温≥35℃资料,使用数值预报产品,应用诊断预报和统计预报方法,分析了高温天气气候特征、形成原因及预报着眼点。结果表明:河西走廊东部高温天气主要发生在中部平原和北部荒漠地带;西太平洋副热带高压动力抬升、青藏高压热力加强是造成极端高温事件发生的直接原因。并系统分析了高温天气发生的主要环流形势,总结出武威市高温诊断预报指标和高温定量预报方程,开发出高温预报业务系统,投入业务使用,预报效果良好。     

最优子集回归在武威市降水预报中的应用

选用Micaps下发的ECMWF 0～120 h格点场资料,使用差分法、天气诊断、因子组合等方法构造出能反映本地天气动力学特征的预报因子库.根据大气环流产生降水的物理机制不同,将天气形势分为西北气流型、西南气流型和不规则型3种,分别对预报因子和预报量进行线性0,1标准化处理,采用Press准则初选冈子,最优子集回归建立武威市6个站点不同天气类型的0～120 h降水预报方程,用多因子概率权重回归预测其降水概率.预报方程的降水和晴雨拟合率达0.742,0.783;投入业务试用后,0～120 h降水和晴雨预报准确率Ts 达0.653,0.813.说明该预报模型对降水天气预报能力强.其预报能力超过或接近日常业务预报,为地市级客观预报提供了有效的指导产品.业务系统与MICAPS对接,实现全自动化,输出的预报产品客观、定量.     

宁夏中北部暴雪过程分析

2007年3月2日08:00~3日20:00,久旱的宁夏迎来了一场喜雪,全区降雪量3.0~18.3mm,其中,中北部普降大到暴雪,12h和24h降雪量为宁夏最近30年之最。本文利用常规气象资料、宁夏本地化中尺度数值预报(MM5)模式产品、多普勒雷达探测资料、卫星云图,对本次降暴雪的天气环流背景、影响系统及中小尺度系统等进行分析。结果表明:这次中北部大到暴雪具有明显的中小尺度系统特征。主要影响系统有地面河套热倒槽,500hPa西南暖湿气流和700hPa兰州的低涡及地面中β尺度,为此次降雪的持续提供了有利的水汽和动力条件。     

基于模糊数学的甘肃河东地区短时暴雨的大气环境参数综合评价研究

为了改进短时暴雨预报方程,提高短时暴雨预报准确率,综合评价多种大气环境参数对甘肃河东短时暴雨预报的影响权重是十分必要的。本文利用甘肃河东2013—2018年汛期降水量资料,采用百分位法计算了甘肃河东6—8月短时暴雨阈值,根据阈值挑选出甘肃河东92个短时暴雨个例,使用ECMWF 0.25°×0.25°再分析资料,分析大气环境参数发现,K指数、700 hPa相对湿度、大气可降水量等参数对甘肃河东短时暴雨有较好的指示意义;基于模糊数学的方法,考虑显著性及适度性,构建了28个大气环境参数的综合评价方案,得出不同时段大气环境参数权重,综合分析表明:甘肃河东汛期发生短时暴雨时,各时段大气环境参数权重排序不同,预报短时暴雨时需考虑其所处气候时段大气环境参数的权重,并对权重排序较前的参数进行重点考虑。     

青海东北部一次典型冰雹过程的观测分析

青海东北部是青海省主要的农作物生产区、也是冰雹高发区和灾害影响的高风险区,冰雹预报预警和人工防雹作业是降低冰雹灾害的重要手段,掌握冰雹发生时各监测资料的变化特征是提高冰雹预报能力、尽早开展人工防雹作业的前提。2021年6月29日青海东北部出现了一次大范围的冰雹天气过程,利用多普勒天气雷达、雨滴谱资料,结合高空和地面常规气象资料,对此次冰雹天气过程进行了分析。结果表明：青海东北部地区高空有冷平流输送,地面增温明显,导致层结不稳定,是产生此次冰雹的天气背景。平安地区降雹阶段平均雨滴谱和速度谱均呈多峰分布,人工观测的平安冰雹最大直径和雨滴谱仪观测的相差不大,说明雨滴谱仪能很好的观测到冰雹粒子,并且能确定最大冰雹出现的时间。雹云发展大致经历了发生、跃增、降雹和消亡等阶段,降雹前低层雷达反射率因子出现明显的“V”字型入流缺口;雹云成熟阶段具有明显的有界弱回波区结构,中低层有明显的偏南气流入流,且此时径向速度图上雹云有明显的“0线”,“0线”垂直向上,穿过悬垂回波和有界弱回波区域上部,指向冰雹云顶。此次冰雹个例的分析,对青海东北部冰雹预报具有重要的指导意义,冰雹发生前各要素变化特征是后期科学指导防...     

2011年8月宁夏连日强对流天气监测预警技术分析

2011年8月21-25日宁夏发生了连日分散性强对流天气,综合多种探测资料,对其进行监测预警技术和可预报性分析,初步提炼出冰雹、短时强降水分级监测预警指标。强对流天气发生在稳定的西高东低环流背景下,属于典型的高层干冷、中低层暖湿的前倾槽配置;0 ℃层高度平稳,-20 ℃层高度的显著降低与冰雹发生有较好的对应关系,0 ℃层与-20 ℃层高度差减小至1 500 m以下时,降雹概率较大;进行回波强度比较时必须选取与雷达站距离相当的点,回波强度相同时,持续时间越长,降水量越大;回波强度与持续时间一定时,垂直液态水含量越大,可降水率越大,降水越强;对冰雹尺寸反映较敏感的是垂直液态水含量。中气旋可作为冰雹形成的一个监测指标。阵风锋雷达回波是产生雷雨大风天气的标志。     

陇东南地区中尺度物理量分布特征及其短历时强降水的关系

探空资料在强降水天气分析中占有重要地位,强天气的出现必然对应某些中尺度物理量的异常。文中通过使用站点降水和探空资料,研究了在强降水和无降水时中尺度物理量分布规律,并且通过确定物理量阈值,计算了在不同不稳定和稳定物理量个数时的命中率、降水概率等。研究发现:相对而言热力稳定度类物理量相关系数最高,表明陇东南地区短时强降水主要是由热力不稳定所引起,发现对流抑制能量(CIN)大于500J/Kg时基本不会发生强降水,大多集中在300J/Kg以下;尝试使用多物理量组合综合预报,随着不稳定物理量个数的增加,降水几率稳步增加,虚假警报率逐渐减小,说明组合多个物理量是提高短时强降水预报准确率的一个有效途径,并且发现随着不稳定物理量个数的增加,将会有更大的产生更强降水的几率。     

甘肃临夏地区一次扬沙与强寒潮天气诊断分析

利用基本气象资料和欧洲中心数值预报产品资料,对发生在2006年4月10～11日临夏地区的一次扬沙和强寒潮天气过程进行了分析.结果表明:临夏地区扬沙伴有强寒潮天气发生,在大气环流调整过程中,冷空气活动是造成扬沙和强寒潮灾害的主要动力,高空急流是大风的动量来源,蒙古气旋和冷锋是触发这次扬沙、强寒潮天气的重要天气系统.高、低空冷、暖平流的空间配置使降温更为剧烈.同时,涡度和散度对扬沙和寒潮的落区有很好的指示作用.在受灾区,对流层和近地面层为不稳定层结,从而引起强烈垂直上升运动,导致低层强烈辐合,出现了10～11日的灾害性天气过程.     

相似离度的沙尘暴预报业务系统

选择1988年以来ECMWF资料齐全的沙尘暴个例,将其按区域分为全区、西部、中部、中西部以及中东部5类,再按强弱分别分为强和一般2类,建立不同的样本库。根据多年预报经验建立消空指标,对实时资料进行消空,在消空的基础上,用相似离度分析方法对ECMWF的3个场(500hPa高度场、850hPa温度场和海平面气压场)的历史资料库和实时资料进行比较,制作不同时次的沙尘暴预报。并利用VB和Fortran语言编程,建立沙尘暴预报业务系统,用人机交互的方式完成预报的制作,实现预报结果在Micaps系统下的自动显示。     

基于地理信息系统的全国主要粮食作物病虫害实时监测预警系统的研制

为提高病虫害防治的准确性和科学性，依据植保知识、专家经验，采用人工智能、自行开发的具地理信息系统基本功能及决策支持系统（DSS）的相关技术，研制了基于Internet网络传输的全国主要粮食作物病虫害实时监测预警系统。本系统能够对小麦、玉米、水稻、马铃薯、高粱和谷子6种主要粮食作物的60余种病虫害进行实时监测、预警、诊断、提供植保知识，能够对年度间同期病情、虫情做出图形比较，可将抽象的预警数据转化成清晰简明的点图式电子地图，直观明了地显示病虫害发生点数及地域分布，可根据品种的抗病虫性、病虫害发生基数和未来天气预报等信息对小麦白粉病、赤霉病、纹枯病、稻瘟病、稻曲病、马铃薯晚疫病、麦蚜、小麦吸浆虫和玉米螟9种重要病虫害做出短期防治决策，系统的运行有助于提高人们对主要粮食作物病虫害管理的科学水平。     

山西省农业结构调整的数学模型与对策

运用线性回归、灰色系统理论及运筹学的方法确定了山西省农业内部结构调整的约束条件,预测并建立了山西省近期、中期、长期农业内部结构调整的线性规划数学模型,提出了全面建设小康社会时期山西省农业内部结构调整的方案及结构调整的重点与相应对策。     

Monthly and seasonal streamflow forecasting of large dryland catchments in Brazil

Streamflow forecasting in drylands is challenging.Data are scarce,catchments are highly humanmodified and streamflow exhibits strong nonlinear responses to rainfall.The goal of this study was to evaluate the monthly and seasonal streamflow forecasting in two large catchments in the Jaguaribe River Basin in the Brazilian semi-arid area.We adopted four different lead times:one month ahead for monthly scale and two,three and four months ahead for seasonal scale.The gaps of the historic streamflow series were filled up by using rainfall-runoff modelling.Then,time series model techniques were applied,i.e.,the locally constant,the locally averaged,the k-nearest-neighbours algorithm(k-NN)and the autoregressive(AR)model.The criterion of reliability of the validation results is that the forecast is more skillful than streamflow climatology.Our approach outperformed the streamflow climatology for all monthly streamflows.On average,the former was 25%better than the latter.The seasonal streamflow forecasting(SSF)was also reliable(on average,20%better than the climatology),failing slightly only for the high flow season of one catchment(6%worse than the climatology).Considering an uncertainty envelope(probabilistic forecasting),which was considerably narrower than the data standard deviation,the streamflow forecasting performance increased by about 50%at both scales.The forecast errors were mainly driven by the streamflow intra-seasonality at monthly scale,while they were by the forecast lead time at seasonal scale.The best-fit and worst-fit time series model were the k-NN approach and the AR model,respectively.The rainfall-runoff modelling outputs played an important role in improving streamflow forecasting for one streamgauge that showed 35%of data gaps.The developed data-driven approach is mathematical and computationally very simple,demands few resources to accomplish its operational implementation and is applicable to other dryland watersheds.Our findings may be part of drought forecasting systems and potentially help allocating water months in advance.Moreover,the developed strategy can serve as a baseline for more complex streamflow forecast systems.     

面向果园的苹果、梨病虫害防治决策支持系统

为了改变果农在果园病虫害防治中存在的盲目使用化学药剂,以致于造成成本高,防效低和污染重的现象,特研制了苹果、梨病虫害防治决策支持系统。本系统包含了果园管理数据库,病虫害生物学数据库,１２种常发病虫害的中短期预测模型库,专家经验库以及药剂库。本系统可根据未来１周的天气预报,针对果园的具体特点作出病虫害的预测和防治建议,这些建议能够以决策表和咨询电话的方式传送给果农。该系统运行１年多来受到了广大用户的     

黑龙江省农作物病虫测报信息管理与预测系统的开发

根据黑龙江省植保工作的实际需要,同时考虑全国各地植保系统应用的通用性,利用数据库技术和专家系统技术开发了农作物病虫测报信息管理与预测系统。该系统建立了比较完善的数据管理机制,将病虫害监测数据的管理与专家系统测报的应用有机结合起来,具有较强的灵活性和通用性等特点。本文介绍了系统的设计与开发,包括系统的整体结构与功能、系统病虫害信息数据库的设计及整个系统的数据关系、各主要功能模块的设计与实现等,并就未来应用发展的可能性进行了讨论。     

稻瘟病预测——周期分析方法

根据江西省婺源县稻瘟病(Pyricularia oryzae Cav.)的历年发生程度资料,运用方差分析方法寻找其显著周期,并提取其周期数组,重复这一过程,直至没有显著周期时为止,共提取出4个显著周期的周期数组。将这些周期数组外延和叠加后,进行拟合检验,结果表明,周期分析方法适用于拟合并预测婺源县稻瘟病流行的年变化情况。于是对该县的稻瘟病发生程度进行了多年预测,其中最初两年的预测结果已得到证实,表明用周期分析方法进行预测是可行的。最后讨论了在稻瘟病流行的年度变化过程中造成其多重周期性的可能原因,及用周期分析方法进行稻瘟病预测的条件和特点。     

Estimating the global severity of potato late blight with GIS-linked disease forecast models

Global severity of potato late blight was estimated by linking two disease forecast models, Blitecast and Simcast, to a climate data base in a geographic information system (GIS). The disease forecast models indirectly estimate late blight severity by determining how many sprays are needed during a growing season as a function of the weather. Global zonation of estimated late blight severity was similar for both forecast models, but Blitecast generally predicted a lower number of sprays. With both forecast models, there were strong differences between potato production zones. Zones of high late blight severity include the tropical highlands, western Europe, the east coast of Canada and northern USA, south-eastern Brazil and central-southern China. Major production zones with a low late blight severity include the western plains in India, where irrigated potato is produced in the cool dry season, north-central China, and the north-western USA. Using a global GIS data base of potato production, the average number of sprays was calculated by country. These averages were compared with estimates of current fungicide use. The results using Blitecast and Simcast were correlated but only Blitecast estimates correlated with observed data for developed countries. The estimated number of sprays, whether from Blitecast or Simcast, did not correlate with the observed number of sprays in developing countries, and in a number of developing countries the predicted optimal number of sprays was much higher than the actual number observed. In these countries, increased access to host resistance and fungicides could have a strong economic impact.     

集合预报方法在新疆大降水中的试验

采用多模式多物理参数化方案的集合预报方法,以GRAPES和WRF中尺度区域数值模式为基础,分别使用2个模式提供的多种物理过程参数化方案和积云参数化方案,通过敏感试验进行有效组合,形成了8个集合成员的集合预报系统。使用该系统对新疆2007年和2008年以降水为主的27场天气过程进行模拟试验,采用Ts评分和BS评分方法,对...