森林火灾的多普勒雷达特征

利用位于浙江省温州市大罗山的新一代多普勒天气雷达,对发生在2007-01浙江省南部地区6次不同规模的森林火灾引起的雷达回波进行分析,发现雷达的基本反射率、径向速度等产品能很好地追踪火灾所产生的烟尘,即使过火面积在1ha2以下的火灾也有明显的反映。表明多普勒雷达在森林防火方面具有一定的监测、预警能力。雷达分析发现,火灾引起的回波具有水平尺度小、回波顶高度低、强度强等与地物回波相类似的特点,径向速度图上一般会出现辐散径向速度或速度辐散等特征。     

A STUDY OF RAPID DECAY TYPHOONS IN OFFSHORE WATERS OF CHINA

On the basis of NCEP/NCAR reanalysis data and yearbooks of CMA tropical cyclones, statistical analysis is performed for 1949—2013 offshore typhoons subjected to rapid decay(RD). This analysis indicates that RD typhoons are small-probability events, making up about 2.2% of the total offshore typhoons during this period. The RD events experience a decadal variation, mostly in the 1960 s and 1970 s(maximal in the 1970 s), rapidly decrease in the 1980 s and 1990 s and quickly increase from 2000. Also, RD typhoons show remarkable seasonal differences: they arise mainly in April and July-December, with the prime stage being in October-November. The offshore RD typhoons occur mostly in the South China Sea(SCS) and to a lesser extent in the East China Sea(ECS); however, none are observed over the Huang Sea and Bo Sea.Composite analysis and dynamic diagnosis of the RD typhoon-related large-scale circulations are performed.Physical quantities of the composite analysis consist of 500-h Pa height and temperature fields, vapor transfer, vertical wind shear(VWS), density of core convection(DCC), and high-level jet and upper-air outflow of the typhoon. The results suggest that(1) at the 500-h Pa height field, the typhoon is ahead of a westerly trough and under the effects of its passing trough;(2) at the temperature field, the typhoon is ahead of a temperature trough, with an invading cold tongue present;(3) at the vapor transfer field, water transfer into the RD typhoon is cut off; and(4) at higher levels, the related jet weakens and the outbreak of convection becomes attenuated in the typhoon core. In addition, VWS bears a relation to the RD typhoon; in particular, strong VWS favors RD occurrence.The differences in RD events between the SCS and ECS show that for the RD, the VWS of the ECS environmental winds is markedly stronger in comparison with its SCS counterpart. The cold advection invading into the typhoons is more intense in the SCS than in the ECS, and the low-level vapor transfer and high-level outflow are weaker in the SCS RD typhoons.Data analysis shows that sea surface temperature(SST), VWS, and DCC can be employed as efficient factors to predict RD occurrence. With appropriate SST, VWS, and DCC, a warning of RD occurrence can be given 36, 30-36,and 30 h, respectively, in advance. These values suggest that atmospheric SST responses lag. Owing to this time lag,the prediction of RD typhoons is possible.     

基于多普勒天气雷达的火情自动识别系统

新一代多普勒天气雷达(CINRAD-SA)具有探测森林火灾的能力,由于火灾雷达回波的空间尺度仅为降水回波的几分之一甚至小几个量级,且混合在杂波中,因此难以被及早发现.为了使雷达自动识别火情(火灾)成为可能,文章提出并详细讨论了自动识别火灾回波的“火灾杂波过滤法”,以及利用非零速度距离库数和反射率距离库数来过滤降水回波的“降水回波过滤法”,并在此基础上研制了基于多普勒天气雷达的火情自动识别系统.在长达一年半时间的试运行中,系统监测到温州辖区内近百起火情,它对火情预警的命中率(POD)、误警率(FAR)和临界成功指数(CSI)分别为79％、4％和76％.在有效监测范围(距离雷达站半径约110 km)内,该系统能对森林(草原)火情进行自动识别、定位和报警,并提供每6 min一次的连续跟踪监测.这种新的火情自动识别和监测方法可为森林消防指挥部门提供更为及时、准确的火情动态信息,也为多普勒天气雷达拓展了新的应用领域.     

应用多普勒雷达制作近海台风临近预报技术研究

台风、局地暴雨等灾害性天气是浙江省夏季汛期的主要气象灾害.利用新一代天气雷达探测的重要特征,将浙江省近年来收集的台风雷达资料进行试验研究,应用雷达基数据数字组网3-D数据,通过回波自动识别与跟踪、动态定量估测降水、台风旋转环流结构快速诊断分析等技术,进行省级台站基于雷达的台风临近预警预报技术的应用研究.根据台风主体回波螺旋带形状的结构,及其回波系统(团)移动过程中又具有明显的旋转性运动的特点,对交叉相关法进行了适当改进.首先,在矩心跟踪法进行强对流回波团识别跟踪的基础上,利用多普勒速度场及其与台风旋转环流的逻辑一致性建立第一猜测场,对外推出的回波在移动方向上加以控制和修正;其次.结合雷达覆盖范围内自动雨量站实时数据,应用最佳概率窗求得最配合的Z-I关系进行动态降水量估测,再将估测的降水强度与格点化的自动站雨量强度进行变分订正(尽量减少降水强度不均匀引起的误差);最后,在回波追踪与外推基础上结合估测降水强度作出0～1小时的降水临近预报和监测预警.对近海台风,采用基于地基速度示踪法(GBVTD)对台风中心、旋转环流结构作快速诊断.研究表明,针对性地开展和建立基于雷达的台风临近预报应用技术的探索,可以对正面登陆或临近的台风预报服务及相关研究提供更多的依据和帮助.通过对台风的连续定位、位置移动、结构演变、暴雨落区、流场变化等特征的分析,对台风的临近预报和气象服务具有重要的作用.     

台风螺旋带回波识别追踪及结构分析技术应用

通过浙江省雷达基数据3-D数字组网和时空同化处理,利用回波自动识别、跟踪、定量估测降水等方法,实现对台风螺旋带回波的识别与追踪预报。为适应台风暴雨的强对流回波团的识别,充分考虑了螺旋带中尺度对流群系统性移向趋势。对交叉相关法进行改进、用矩心跟踪法进行强对流回波团的跟踪,再结合浙江省自动雨量站实时数据,应用最佳概率窗求得最配合的Z—I关系,进行动态降水量估测,经过变分订正后,最终用外推方法作出0-1小时的降水临近预报。同时,利用台风旋转环流的特点,用GBVTD方法对台风中心、旋转环流结构作快速诊断分析,以满足临近预报服务的需求。     

湿陷性黄土地基侧向防渗结构模型试验研究

水分对于湿陷性黄土地基具有重要影响。本文通过室内土工试验,得到兰州黄土和灰土的物理力学参数;并通过室内模型试验研究了不同侧向防渗结构对于路基的侧向防渗效果;同时对路基进行了沉降监测。试验结果表明:灰土的渗透系数远小于黄土的渗透系数;经过灰土挤密桩和灰土防渗墙处理的工况,其土中含水量远小于不作侧向防渗处理的情况,且路基的湿陷变形情况明显改善。其中灰土防渗墙的防渗效果比灰土挤密桩的更好。试验结果可有效地指导湿陷性黄土路基的防渗处理,为湿陷性黄土地基处理提供新的思路。     

数字KVM系统在新一代天气雷达远程管理中的应用

针对新一代天气雷达站大多建设在高山等偏远的地方,解决无人值守条件下对雷达RDA子系统、RPG子系统、PUP子系统计算机管理难度大的现状,引入KVM技术。提出KVM-over-IP技术应用于新一代天气雷达管理的远程监控管理的解决方案,投入使用后取得较好的效果。     

ERA再分析陆面温度资料在浙江省的适用性

利用浙江省2016年71个气象台站观测的日平均气温和地表(0cm)温度资料对ERA再分析陆面温度资料的适用性进行了初步评估,通过计算2套再分析资料(ERA5和ERA-Interim)与观测资料之间的相关系数、平均偏差、平均绝对偏差、均方根误差和纳什效率系数等统计参数,综合评估了ERA再分析资料在浙江省的适用性。结果表明:①ERA2套再分析资料与观测值均较为接近,均能够较好地再现浙江省2m气温的时空分布特征且变化相关系数均高于0.98,日绝对偏差较小。②对于地表温度,2套再分析资料的适用性要差于气温,主要表现在2套再分析地表温度均低于观测值,且夏季的偏差显著大于其他季节,但绝大多数站点相关系数高于0.9,均方根误差高于2℃。总体来说,2套ERA再分析陆面温度资料对浙江省具有较好的适用性,ERA5整体上优于ERA-Interim,地表温度的改善更明显。     

气象赋能:气候资源价值转换开创生态气象服务新方向

乐清市作为全国最大的电气产业基地,近年来,更是聚焦“两新两联”(即让传统产业与“物联网”“新世代”相结合,推进产业数字化,同时以“物联网”“联全球”推动电气产业嫁接新能源,往新兴产业延伸),探索从资源型城市转型为低碳发展型城市。为充分挖掘发挥乐清工农业优势,根据“双碳减排,生态发展”大形势发展要求,围绕国家碳达峰碳中和战略目标,结合绿色金融发展要求,以气象服务乐清生态良好建设为目标,搭建气象先导金融联动服务,提升绿色金融气象保障能力,防范化解重大气象灾害,着力推进气候友好型企业的认定标准,联合保险业、金融业将认证评估结果纳人放贷条件,开展面向气候友好型企业的“气候贷”试点工作,形成浙江省首个“气象+信贷”绿色融合产品实施方案,为乐清市建设全省首批产业低碳转型类低碳试点县提供强有力的金融支撑。主要围绕乐清市生态文明中对气象服务的需求,阐述探索“气候+金融”融合新途径,为助企提质、防灾减灾提供新方向的重要做法。