逐时本站气压数据分阶段空间一致性检查方法研究

基于气压和海拔高度的相关关系,将本站气压订正到气压表海拔高度序列的中位数高度,本文设计了一种由粗粒度质控和细粒度质控组成的分阶段逐小时本站气压空间一致性检查方法。将海平面气压作为参考要素,通过分析气压空间变率,讨论了将中位数高度订正气压用于本站气压空间一致性检查的合理性和适用性,且引入人工植入误差法定量分析方法的疑误检测能力,并利用2015年中国2420个国家级自动气象站观测资料对设计的空间一致性检查方法进行检验。结果表明:中位数高度订正气压可以用于本站气压空间一致性检查,其空间变率变化稳定且小于海平面气压,高海拔地区尤为明显,对小偏差疑误较敏感;四季引入不相同植入误差时,中位数高度订正气压的疑误检出率均高于海平面气压,误差越小提升比率越大,植入误差为2.5 h Pa时不同季节疑误检出率均超过90.00%,夏季疑误检出率最高,达98.00%;逐时本站气压分阶段空间一致性检查方法可以有效降低算法的时间复杂度,运行时效可以满足实时业务需求,并可有效检出疑误数据,检出率约为0.01%。     

点绘雷达单独测风时高线的探讨

探空、测风综合观测规定,等压面高度的时间是在探空时间高度线(以下称时高线)上读取,以规定高度出现的时间与量得风层的时间之差,经内插得到各个高度上的风向风速。雷达单独测风求取高度,是按照H=R·sinδ(H 为高度、R 为斜距、δ为仰角)算出高度,并经大气折射、地球曲率及几何米与位势米三项订正后点绘     

迟按放球键记录的判断和处理

为及时发现L波段实时高空气象探测中的迟按放球键现象,保证秒数据正确性,介绍如何根据放球前、后的仰角、气压秒数据判断迟按放球键的方法和记录的处理方法。     

L波段探空雷达探测高度偏低分析

海拉尔站L波段雷达探测高度经常出现偏低现象,为弄清探测高度偏低的具体原因,通过ASOM系统统计分析了该站探空和测风数据,并从多个可能造成雷达探测高度偏低的成因分别进行分析,发现造成海拉尔站L波段雷达探测高度偏低的主要原因为:(1)探空仪突然变性;(2)1600g探空气球在冬季的施放高度偏低;(3)海拉尔站值班大楼在固定方位、仰角区间内会对探空信号造成遮挡。     

《陕西气象》作者现状分析

在传统质量控制方法的基础上,依据台站多年预审工作经验和T639数值预报模式所提供的背景场数据,利用西安泾河气象站L波段雷达探空观测数据研究了高空观测数据台站实时质量控制方法及软件,并投入业务应用。结果表明：适用于台站实时质量控制的方法有极值检查、时间序列检查、同期历史资料对比检查和数值预报背景场资料检查等,其中极值、时间序列、同期历史资料对比等检查方法是基于本站历史资料数据库实施,质量控制软件采用自动和人机交互两种方式,自投入业务试运行以来,疑误提示21次,其中,高度15次、温度6次,大大提高了值班员对疑误数据的诊断时效。

     

西安L波段雷达观测数据实时质量控制方法

在传统质量控制方法的基础上,依据台站多年预审工作经验和T639数值预报模式所提供的背景场数据,利用西安泾河气象站L波段雷达探空观测数据研究了高空观测数据台站实时质量控制方法及软件,并投入业务应用。结果表明:适用于台站实时质量控制的方法有极值检查、时间序列检查、同期历史资料对比检查和数值预报背景场资料检查等,其中极值、时间序列、同期历史资料对比等检查方法是基于本站历史资料数据库实施,质量控制软件采用自动和人机交互两种方式,自投入业务试运行以来,疑误提示21次,其中,高度15次、温度6次,大大提高了值班员对疑误数据的诊断时效。     

中国L波段探空湿度观测资料的质量评估及偏差订正

L波段探空观测资料无论在天气预报还是数值预报中均为最基本和最重要的一类数据,而其湿度观测资料的质量对同化分析及降水预报有直接影响。通过用L波段探空湿度观测资料与不同类型的其他观测反演的湿度资料互校及与NCEP、GRAPES、EC等不同模式分析场为背景的湿度场比较,评估中国L波段探空湿度观测资料的质量状况,对探空湿度资料的质量有了新的认识,为更好地使用该资料提供依据。研究发现中国L波段探空湿度观测资料存在偏干的现象,特别是当背景场湿度大于60%时,观测湿度偏低更加明显。通过分析其偏差特征,找出了适合中国L波段探空湿度观测资料偏差特点的分段函数订正方法。个例试验表明,对探空湿度观测资料的偏差订正后,观测偏差明显减小,订正效果非常显著;模式降水强度预报能力有一定的提高。从连续试验检验的降水预报评分(TS)和预报偏差(Bias)看,中雨和暴雨的预报在探空湿度观测偏差订正后都表现出正效果。     

面向数值同化应用的L波段秒级探空资料的质量控制方法研究

世界气象组织于2003年提出探空报文格式改革,推动探空资料从传统报文转向二进制秒级存储,这一举措促使秒级探空资料在数值预报模式中的应用成为未来的发展趋势。资料的质量控制是同化应用前极为重要的基础性工作,L波段秒级探空观测误差特点与传统常规探空显著不同,因此,本文发展了面向同化应用的L波段秒级探空资料的两步质量控制方法。第一步质控在集成常规探空质量控制方法的基础上,针对秒级探空的资料特性增加对应检查步骤,旨在尽可能剔除人为观测误差;第二步质控在同化系统中引入动态黑名单检查模块,同时借助同化系统自带的背景场检查来剔除观测和背景间偏离较大的资料,目的在于控制观测的代表性偏差。本文通过对比和分析质量控制前后观测样本的统计特征,并结合数值模式的实际同化分析结果,综合论证了两步质量控制方案的合理性：两步质控后资料异常大幅减少,观测背景差更接近高斯分布,资料的同化适用性更强,同化应用效果更优。本文的研究工作为今后L波段秒级探空资料在GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)模式中的实现业务应用奠定了基础。     

L波段与59—701系统高空对比观测资料特征分析

选择喀什探空观测站10个位势等压面上的高度、气温、露点L波段雷达探空系统与59—701雷达探空系统对比观测资料进行分析,结果表明,两种仪器的露点差异最大,而且随高度增加而增加。对各时段高度、气温、露点观测资料进行“检验也表明,L波段与59—701雷达探空高度和气温观测资料无显著性差异,属于同一气候序列;而部分露点值没有通过检验。另外,气温观测值的离散性相对较大,各位势层高度、气温、露点观测值的离散性19时比07时大,低空比高空大。两种仪器在各等压面上的气温值有一定差异,这种差异在大气对流活跃时尤为突出。     

L波段系统观测施放后斜距不自动跟踪时的处理方法

L波段系统是目前我国较先进的高空温、压、湿、风观测设备,该系统较701雷达系统精确度高,采集数据密集,全自动化跟踪.但使用过程中也发现一些不尽人意的现象:放球后几分钟内斜距常常不能自动跟踪,特别是地面风速较小时,都是以人工手动跟踪,按照放球软件界面显示的气高数据换算成相应的斜距值.     

净举力过大对气球施放高度的影响

提高探空施放高度,是探空员每次值班时要考虑的问题之一。影响施放高度的因素较多,有球皮质量、天气条件、球皮处理、净举力大小等等。我站在一九八○年施放高度,比全国平均高度偏低二仟多米。针对此问题,我们对施放工作进行了一些分析,发现本站的净举力过大,对施放高度产生了影响。一九八一年元月份,我们采取前后对比试验的方法,取得了净举力减小775克,施放高度提高3702米的经验数据。在此试验基础上,要求严格控制净举力,不     

701-400MHz电子探空仪系统

新一代的高空气象探测系统,其性能、操作方法、业务流程等与59-701探测系统有所不同.本文介绍了伊宁高空站在2006-2007年使用新一代高空气象探测系统的一些使用技巧和故障处理方法.内容包括雷达常规检查、探空仪基测、电池浸泡、仪器装配、瞬间观测及数据输入、气球施放、旁瓣抓球判断、探测中途无探空信号、放球软件出现非正常现象等.     

高空气象探测中测风数据的检查程序

1999年的探空处理程序中 ,测风记录只计算显示每分钟的量得风层 ,经过实践发现 ,雷达传输给计算机的数据经常有误 ,主要是仰角 ,斜距。有的及时发现并改正 ,有的则必须借助计算器算出每分钟的测风高度加以分析才能看出 ,遇到时间长一些的记录 ,很容易造成错报、迟发。为了减少工作量 ,提高时效 ,根据测风气球的升速特点 ,我们用 VB6.0编写了高度检查程序。程序共分为两个窗口 ,第 1个窗口是控制窗口 ,根据需要随意选择年、月、日、时 ,默认时次是最近一次的测风记录。确定之后打开第 2个数据窗口。窗口内显示的是时间、仰角、斜距、高度、…     

改进的C波段天气雷达定量降水估计算法研究

针对我国新一代C波段天气雷达,提出了综合考虑雷达波束阻挡、信号衰减以及雷达波束随距离增加而抬高和展宽等因素影响的定量降水估计算法。该算法基于高分辨率地形高度数据计算极坐标中每个方位-斜距库上不受地形阻挡的最低观测仰角,依此从雷达体扫数据中提取用于降水估计的混合反射率因子;结合雷达和雨量计资料对雷达系统标定偏差进行估计后...     

L波段雷达探空高度评估及其质量标识

以美国NCEP FNL分析数据和我国GRAPES_GFS预报数据为背景场,对2016年7月1日-2017年6月30日北京探空站的L波段秒级探空位势高度（探空高度）从观测余差、平均偏差、标准偏差、概率密度分布、峰度系数、偏度系数、相关系数和均方根误差等参数进行误差分析。根据分析结果对探空高度进行质量标识,并根据质量标识的结果再次求解参数,评估质量标识效果。结果表明:探空高度质量较好,无论是基于NCEP FNL还是GRA-PES_GFS,探空高度的误差基本在±5 dagpm以内。探测高层的观测余差平均偏差和标准偏差表明基于GRAPES_GFS的评估优于NCEP FNL的评估。单一个例选取的可疑点和错误点阈值具有误差特征、自适应的特点。     

东源探空站秒数据在探空异常情况下的应用

利用日常探测中探空出现的异常记录,分析得出在常规探测中探空仪信号突失、丢球、气球下沉或超升速等异常情况时,可及时运用L波段秒数据来判断温压湿3要素及测风数据的正确性,通过秒数据找出原因,进一步选取删除飞点、重新追踪目标、做部分资料缺测或重放球等处理方法;丢球时立即查询该次丢球前和前一时次该时间段的秒数据资料,迅速锁定目标,准确抓球,杜绝补放和重放球;遇气球下沉或升速异常时,查看下沉前后温压湿3要素秒数据,准确确定记录下沉段,并按L波段（1型）高空气象探测系统业务操作手册要求,在L波段（1型）高空气象探测系统处理软件中做删除下沉记录处理。     

L波段与59 701探空系统观测资料差异评估

利用四川在59-701探空系统向L波段雷达GTS1型电子探空仪系统转变时,就4个高空台站开展了两套系统对比观测的资料进行了差异评估。结果表明:太原厂59型探空仪所测的温度、位势高度比上海厂59型探空仪所测偏高。100 hPa高度以下温度、位势高度观测数据没有明显的跳变,但以上高度换型带来的变化较明显;两套系统所测湿度差异较大,近地面差值最小,差值随高度升高而增大;L波段系统所测湿度基本是低于59-701系统所测湿度。两套系统所测平均风向、平均风速差异较小。直接差异各要素差异的峰值均较大。各要素差值的离散情况随高度的变化各异,总体离散程度最大的是位势高度,其次依次是风向、湿度、露点、风速、温度。两套系统所测要素的差值变化趋势虽然普遍没有太大差异,但湿度、风向和风速的差值变化还是表现出与地理位置、季节和施放时间有关。两套系统在观测所使用设备、原理、精度、订正、观测方法、对比时的放球时间等的不同,都会引起测量值出现差异。     

气象消息

中央研究院气象研究所,以本月十三日至十八日为国际规定施放控空气球周,曾于十三、十五两日施放探空气球,其一落任句容,仪器破坏,纪录毫无,殊为可惜;其一落在扬州,业已派人提回,查算终果,测得该球升空高度达8,772公尺,为该所自放探空大气球以来之升空最高纪录。     

秒级探空数据随机误差评估

利用2007年6月和2008年6—7月国内GPS探空仪同步比对试验数据及2010年中国阳江国际探空系统比对试验数据,基于现有的探空仪随机误差的间接计算方法,深入分析不同的探空原始数据平滑处理程度对随机误差评估的影响。分析表明:现有的探空仪随机误差评估方法不能完全适用于秒级探空数据,特别是对风、平流层温度和对流层相对湿度这3个要素的随机误差的评估。在同步比对施放中,如果对探空原始数据的平滑处理程度一致,可以利用现有的随机误差评估方法,不会产生明显偏差;反之,如果平滑处理程度差异较大,则间接计算得出的随机误差会明显偏大。在比对施放方案中,为了更好地获取某种型号探空仪的随机误差,建议将多个同型号探空仪同球施放进行比对观测,避免作为参考仪器的其他型号探空仪自身的误差参与计算,影响待测探空仪随机误差的评估。同型号探空仪同球施放的探空仪越多,获取的有效统计数据越多,随机误差的分析越准确。     

中国探空观测与多套再分析资料气温序列的对比研究

为比较中国探空观测与再分析气温的差异,利用中国118站850—30 hPa经质量控制和均一化处理后逐月气温和NCEPv1、NCEPv2、ERA-40、ERA-Interim、JRA55、20CR、MERRA和CFSR等8套再分析月平均气温,通过对比1981—2010年探空观测与多套再分析气温序列的平均偏差、相关系数、标准差和变化趋势,分析两者在数值、年际变率、离散度及长期变化的差异。结果表明,中国探空温度原始序列存在较为显著的非均一性,均一化对原始气温序列总体为负订正,对流层上层至平流层下层(200—100 hPa)订正值最为显著。均一化气温去除了原始序列中由仪器换型和系统升级等因素导致的系统误差,与再分析气温相关较原始序列明显提高。再分析气温与均一化气温偏差约1℃,多数再分析气温较均一化气温在对流层偏低、平流层偏高。再分析与均一化气温年际变率较为一致,正相关达到显著。多数再分析与均一化气温均在对流层中低层呈上升趋势、平流层中层呈下降趋势。对流层上层和平流层下层不确定性较大。总体上,ERA-Interim、JRA55和MERRA与其他再分析相比更相近中国均一化探空气温。