基于偏振雷达的积层混合云降水增雨潜力识别方法研究

强对流系统诱发的局地暴雨往往造成城市内涝, 带来严重的经济损失,危害人民生命、财产安全。为加强城市内涝预警能力、提高内涝预报精度、改善风险空间描述,急需研发高精度、高时空分辨率的城市降水监测产品。本研究基于深圳市1部S波段双偏振雷达和2部X波段双偏振相控阵雷达观测资料,研发了深圳市S波段双偏振雷达和X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测（QPE）组网拼图系统。该系统主要包含以下4个模块：（1）雷达非气象回波的识别与去除;（2）复合平面扫描仰角信息计算;（3）S波段和X波段雷达单站降水率计算;（4）S波段和X波段雷达QPE拼图。基于新研发的S波段和X波段雷达定量降水估测拼图系统,产生时间分辨率1 min、空间分辨率30 m的QPE产品,并以自动气象站观测降水为标准,与深圳市目前天气预报业务QPE产品进行对比分析。结果表明,使用新研发的降水拼图系统产生的QPE产品,在精度和稳定性上优于业务产品。     

深圳S波段与X波段双偏振雷达在定量降水估计中的应用

双偏振多普勒天气雷达的一个重要应用是进行定量降水估计（QPE）,它可以获得反射率（Z_H）、差分反射率（Z_DR）和差传播相移率（K_dp）这些与降水粒子有关的信息,常用的双偏振雷达降水估计方法有基于Z_H的R（Z_H）、基于Z_H和Z_DR的R（Z_H,Z_DR）、基于K_dp的R（K_dp）和基于K_dp与Z_DR的R（K_dp,Z_DR）这4种。文中利用深圳市S波段和X波段双偏振多普勒雷达探测资料,结合高精度地形数据和雨滴谱仪观测数据,设计了基于双偏振量的定量降水估计方法:首先利用地形数据和雷达地理信息,分析了雷达的遮挡状况,形成了这两部雷达的复合平面扫描仰角信息;随后利用雨滴谱仪观测资料,使用T矩阵方法统计得到了深圳地区的上述4种降水反演方法的参数;最后设计了混合降水反演方法,基于双偏振信号（即K_dp和Z_DR）的强弱,使用不同的降水反演方法进行定量降水估计。基于12个降水个例,利用各反演方法产生的定量降水估计结果与雨量计观测资料比较。结果表明,混合降水反演方法在降水反演的准确度和稳定性上均优于任何一种单一定量降水估计反演方法。基于文中介绍的定量降水估计方法,使用深圳S波段和X波段雷达产生了定量降水估计产品,并与深圳目前业务定量降水估计产品进行对比评估。结果表明,使用本方法产生的定量降水估计产品在准确度和稳定性上要优于目前的业务产品。此外,X波段雷达的定量降水估计产品性能要略高于S波段雷达的定量降水估计产品,这说明高时、空分辨率的X波段雷达可以提高定量降水估计精度。但由于雷达扫描平面内双偏振雷达对融化层和冰区的偏振量观测与降水的关系尚未明确,因此,本方法仅适用于雷达扫描平面内液态降水区。      

深圳市气象台新一代预报业务帮助系统

为了适应气象事业现代化建设的要求,我台研制了一套新型的预报业务帮助系统"预报在线",让预报员在工作中能更方便地、无纸化地查询各种预报所需资料,更好地享受高科技产品带来的现代文明成果,提高工作效率,使天气预报业务工作进一步规范化、制度化.     

"尤特"台风路径摆动与预报对策

"尤特"台风是2001年对广东地区造成重要影响的热带气旋,它在移近菲律宾前后,路径出现了明显的摆动.本文分析了"尤特"台风期间的天气形势和移动路径的摆动特征;同时通过分析经过菲律宾东北部的西行台风及南海北上台风摆动路径的重要特征,总结影响我省的西太平洋地区台风移动的摆动特点;最后讨论了具有摆动路径台风的预报服务的对策,表明了重视台风移动路径摆动性对改善预报服务具有重要意义.     

土壤湿度和地表反射率变化对中国北方气候影响的数值研究

本文利用ＯＳＵ两层大气环流模式来考察土壤湿度和地表反射率变化对中国北方气候的影响。在（３０—４６°Ｎ，９０—１２０°Ｅ）的区域上进行了３个试验，结果表明干土壤对我国东部季风区和西部非季风区有不同的影响特征。高反射率造成降水减少。并指出地表过程的作用可能是经常发生在华北的春夏连旱现象的重要原因之一。     

AN OPERATIONAL STATISTICAL SCHEME FOR TROPICAL CYCLONE INDUCED RAINFALL FORECAST

A non-parametric method is used in this study to analyze and predict short-term rainfall due to tropical cyclones(TCs) in a coastal meteorological station. All 427 TCs during 1953-2011 which made landfall along the Southeast China coast with a distance less than 700 km to a certain meteorological station- Shenzhen are analyzed and grouped according to their landfalling direction, distance and intensity. The corresponding daily rainfall records at Shenzhen Meteorological Station(SMS) during TCs landfalling period(a couple of days before and after TC landfall) are collected. The maximum daily rainfall(R-24) and maximum 3-day accumulative rainfall(R-72) records at SMS for each TC category are analyzed by a non-parametric statistical method, percentile estimation. The results are plotted by statistical boxplots, expressing in probability of precipitation. The performance of the statistical boxplots is evaluated to forecast the short-term rainfall at SMS during the TC seasons in 2012 and 2013. Results show that the boxplot scheme can be used as a valuable reference to predict the short-term rainfall at SMS due to TCs landfalling along the Southeast China coast.     

雷暴云团自动识别和边界相关追踪技术研究

基于高时空分辨率雷达资料的雷暴云团识别、追踪及预警技术是目前最重要的临近预报预警技术之一.该文描述的雷暴云团边界相关追踪技术是一种新研究的方法,该方法是利用模式识别技术进行云团边界识别、拓扑处理,建立云团生命时序与族谱关系,并在此基础上进行雷暴云团外推的一种短时临近预报方法.该方法有三个主要技术环节:(1)对已预处理的雷达数据进行边界识别;(2)利用四分树匹配分析因子、重叠因子、面积因子、外接矩形因子、轮廓综合因子、局部相似判定因子等六个判断因子,分别识别出每个云团的时间序列,以及每个云团的运动方向、速度、面积、强中心,以及所处的状态(增强或减弱、膨胀或缩小)等信息;(3)对云团的移动方向、速度、面积、强度进行线性外推.初步结果显示该方法可较好地识别和外推预报雷暴云团.在此基础上建立的雷暴自动识别和追踪系统(简称"追踪者",TRACER),可以基于地图系统选取指定云团,获得云团空间位置信息、发展轨迹、演变特征和未来预测,也可对云团预报结果进行定量分析和验证.     

深圳市气象台全自动资料获取系统的设计和实现

自从微波专线开通之后．我台和广州区域中心电信台之间的通信状况有很大的改善。通信质量和通信内容都有了显著提高。我台从广州拷贝到的气象资料成倍地增多，预报员可以掌握的气象资料更多了。但是随着我台业务的发展和城市气象服务对气象时效的要求，原先利用手动从广州中心拷贝气象资料的方式已不合适。为此我们用C语言开发了一个全自动的资料获取系统（以下简称资料获取系统）。本系统在1995年5月投入业务运行。1．资料获取系统的设计思路资料获取系统能够全自动从广州区域气象中心电信台拷贝气象资料到我台的NOVELL网。该系统是在现…     

OPERATIONAL FORECAST OF RAINFALL INDUCED BY LANDFALLING TROPICAL CYCLONES ALONG GUANGDONG COAST

Following previous studies of the rainfall forecast in Shenzhen owing to landfalling tropical cyclones(TCs), a nonparametric statistical scheme based on the classification of the landfalling TCs is applied to analyze and forecast the rainfall induced by landfalling TCs in the coastal area of Guangdong province, China. All the TCs landfalling with the distance less than 700 kilometers to the 8 coastal stations in Guangdong province during 1950—2013 are categorized according to their landfalling position and intensity. The daily rainfall records of all the 8 meteorological stations are obtained and analyzed. The maximum daily rainfall and the maximum 3 days' accumulated rainfall at the 8 coastal stations induced by each category of TCs during the TC landfall period(a couple of days before and after TC landfalling time) from 1950 to 2013 are computed by the percentile estimation and illustrated by boxplots. These boxplots can be used to estimate the rainfall induced by landfalling TC of the same category in the future. The statistical boxplot scheme is further coupled with the model outputs from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF) to predict the rainfall induced by landfalling TCs along the coastal area. The TCs landfalling in south China from 2014 to 2017 and the corresponding rainfall at the 8 stations area are used to evaluate the performance of these boxplots and coupled boxplots schemes. Results show that the statistical boxplots scheme and coupled boxplots scheme can perform better than ECMWF model in the operational rainfall forecast along the coastal area in south China.     

1952-2020年影响深圳的热带气旋气候特征

利用1952—2020年历史热带气旋(TC)数据、地面观测资料,分别对进入深圳100、300、500及800 km等4个不同防御圈的TC频次、持续时间、强度和TC影响敏感路径等进行了统计分析,结果表明:影响深圳TC整体呈现“频次减少、影响时段趋于集中、强度明显增强、强TC比例缓慢减少”的变化特征;但值得注意的是,近年来,进入100 km范围的TC呈现“频次增多、TC季节更为集中、强度增大、强TC比例增多”的特征;基于气候特征,根据综合大风指数,确定了台湾岛以北、菲律宾群岛南部以南区域为TC影响高风险通道,珠江口及附近区域为高风险区域,可为深圳防灾减灾决策提供有力支撑。