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利用南极长城站 1988—2017 年连续的日照、云量、天气现象、气温和湿度等观测资料,研究 了南极西部乔治王岛 30 a的日照变化特征及其与气象要素的关系。 结果显示,南极地区的日照时 间远少于中低纬度地区,这主要因为该地区常年以阴云天气为主,云层对太阳光的遮挡降低了日 照时间的总量值。2000 年以来,随着总云量和相对湿度的增加,日照时间呈减少趋势。 根据统计分析月平均相对湿度以及每月出现雨、雪、雾、轻雾、吹雪等天气现象和最低气温三0 ℃的天数,发 现液态（ 固态） 现象的发生频率与日照百分率的变化趋势一致（相反） ,即日照百分率低（高） 时,液态现象少（多） ,固态现象多（少） 。 相似文献
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由于能见度具有局地性和复杂的非线性变化特征,一直是精细化预报的难点。人工神经网络对复杂变化过程的模拟能力较高,为解决这一难题提供了可能性。本文采用循环神经网络,利用福州气象观测站地面观测数据,建立了福州单站能见度短临预报模型,并就预报能力进行了评估。随机检验结果表明,在1 h、3 h、6 h时效上,循环神经网络的预报与观测的变化趋势一致性较好;均方根误差比基于实况的预报分别减小15. 75%、31. 66%、41. 26%,说明具备较好的预报能力;平均绝对值误差比传统BP神经网络分别减小12. 90%、24. 45%、38. 99%,表明循环神经网络对能见度预报具有优势,为能见度的精细化短临预报提供了新途径。 相似文献
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再分析风场数据至今已发展了约30年,目前人们使用区域乃至全球网格化再分析数据集愈加频繁,但风场再分析数据在强天气过程中的强度明显不足,将风场再分析数据同台风观测数据相融合是解决问题的重要途径,本文通过“构建经验台风圆形风场-叠加台风移行风场-流入角修正-叠加背景再分析风场”的基本思路,融合了西太平洋联合警报中心的所有台风观测数据,形成了一套1981—2016年再分析和台风观测相结合的风场数据集。本文选取近十年在中国南海登陆的6例台风,通过与气象观测站数据对比,发现这六例台风相较于再分析数据都有10%以上的误差减小,本工作对于东中国海及南海等台风多发区域风能资源评估的整体提升可达4%,单点风能平均提高55 W/m^2。最后,通过海洋动力数值试验验证高风速下的水位模拟误差可以减少至工程标准的10%以内。综上,本文认为合成风场有助于海洋灾害和风能资源的评估和研究。 相似文献
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ERA-Interim 再分析数据在中国沿海的质量评估 总被引：5，自引：0，他引：5
本文采用1979~2012年的中国沿海台站观测数据对ERA-Interim(简称"ERA-I")的气温、气压和海温数据进行质量评估。结果表明:(1)从常年平均来看,ERA-I气温、气压和海温多年月平均变化与观测数据吻合较好,可以反映气候态的季节变化特征。与台站观测数据相比,ERA-I气温平均偏高0.19℃,气压平均偏低0.17 h Pa,海温平均偏高0.70℃。(2)从年际变化情况来看,ERA-I和台站观测的气温、气压和海温变化趋势一致,气温和海温呈上升趋势,气压呈下降趋势。但在海南岛附近使用ERA-I气温做年际变化分析和在东海台湾海峡至北部湾沿岸使用ERA-I海温做年际变化趋势分析时要谨慎。(3)从月均变化分析来看,ERA-I月均气温、气压和海温数据与台站实测数据具有很好的一致性。从误差空间分布来看,ERA-I气温在黄海沿岸平均误差最小,ERA-I气压在渤海沿岸平均误差最小,ERA-I海温在南海沿岸平均误差最小。需要特别指出的是,ERA-I月均海温在渤海和台湾海峡附近沿岸平均误差较大(部分站均方根误差超过2.5℃),在上述区域使用ERA-I海温数据时应考虑其产品偏差。 相似文献
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为对比分析Himawari-8(葵花8号)静止气象卫星在不同地区反演火点效果,选取2017—2019年山东区域火点统计资料和卫星多通道监测数据,分析自适应阈值判识算法在山东的火点识别效果,针对算法中背景亮温(T_(3. 9bg)),背景窗亮温差(ΔT_(3. 9_11bg)),以及背景系数n1和n2进行林、草下垫面参数敏感性试验,并通过选取阈值干预算法检验了识别效果。结果表明,自适应阈值算法可多时次连续观测山东区域的火情监测信息,火点数具有明显季节变化特征,遥感识别准确率达71. 5%;不同下垫面类型在四个参数试验中识别准确率变化趋势近似一致,但对阈值变化较为敏感;阈值干预算法对林地和草地的火点识别准确率样本均值为72. 7%和81. 6%,比原始算法分别提升了5. 8%和3. 8%;阈值干预识别算法能有效过滤误判像元,但两种算法均有漏判区域,根据本地化的下垫面属性优化阈值设定能够有效提升火点识别准确性。 相似文献
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提升灾害性对流天气的监测预警能力是短临天气预报的首要目标,但对流性降水在时间、空间上分布高度不均,观测难度大。卫星遥感监测降水的传统红外、水汽亮温判识方法,报警云团数量多,空报率高,指示意义不稳定,需要结合背景因素寻找方法提炼卫星辐射观测中更多的内在隐含信息,建立云顶亮温与此类灾害天气间的联系。此文尝试使用FY-2气象卫星红外云图数据和逐时加密地面降水观测资料,通过追踪云团移动进而分类、提取参数,然后用模糊支持向量机(FSVM)方法建立地面观测雨强与云团特征动态演变间的机器学习数学关系,标识出有监测预警意义的云团和强降水中心,对检验地域和时间的卫星强降水云团检测识别率达80%左右。 相似文献
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相较于地面站点观测,卫星可以监测更大范围的夜间雾区分布,目前虽然已存在几种经典的夜间陆地雾遥感反演算法,然而其在我国大范围陆上的适用性尚不清楚。基于葵花8号(Himawari-8)静止气象卫星数据,分别利用双通道差值法、温度差值法及归一化大雾指数法反演了我国2016年1月—2018年12月的夜间陆地雾区,并用地面观测资料以鉴定成功评分、准确率、判识率和误判率为指标参数对雾区反演结果进行验证分析,讨论了三种反演方法的适用性。结果显示:1)三种夜间陆地雾反演方法在秋季和冬季反演效果最好,其中温度差值法的鉴定成功评分高、准确率高、误判率低,反演效果最好,双通道差值法的判识率高、误判率高,反演效果次之,归一化大雾指数法效果最差。2)三种方法对夜间陆地雾的反演在秋季和冬季的最佳适用区域略有不同,但都倾向于在平原和盆地达到最佳效果,如华北平原、长江中下游平原和四川盆地。3)两次雾过程的反演结果显示,温度差值法和双通道差值法对平原地区夜间雾的识别能力均较强,在具体雾过程反演中各有优势。 相似文献
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本文基于南海11 a逐日高分辨率再分析海流数据,利用三种涡旋识别方法——缠绕角（Winding Angle,WA）法、速度矢量几何（Vector Geometry,VG）法和OW (Okubo Weiss)参数法对南海中尺度涡进行识别和追踪,对比了三种方法对中尺度涡的探测能力,并分析了在高分辨率再分析产品中的适用性。研究表明,产品空间分辨率的提高能够放大OW方法的W参数噪声,使该方法存在涡旋过量检测和涡旋分割现象,导致识别的涡旋数量偏多、半径偏小,涡旋平均成功探测率最低（76.2%）;与OW方法相比,WA方法在一定程度上降低了涡旋过量探测率和漏判率,涡旋平均成功探测率提高至85.1%,但涡旋识别时间较长;与前两种方法相比,VG方法的涡旋平均成功探测率可达93.2%,综合评估参数（过量探测率×漏判率÷成功探测率）优势显著（4.5%）,且计算高效。因此,在基于高分辨率再分析产品进行中尺度涡识别时,VG方法具有更加合理的涡旋探测结果和更强的适用性。 相似文献
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小麦岛海洋环境监测站位于青岛市崂山区小麦岛,建站50年来,通过对青岛沿海海域长期、连续、动态地监测,获取了大量具有代表性的水文、气象观测数据,在海洋防灾减灾、经济建设、交通运输、科学研究和国防建设等方面发挥了重要作用.但根据青岛市政府的综合开发规划,将在小麦岛区域实施综合开发项目,对小麦岛进行整体改造.该项目的建设将对小麦岛海洋环境监测站的水文、气象观测带来一定影响.为保障观测数据的连续性和代表性,文章依据有关法律、法规及规范的要求,运用数值模拟和统计分析等方法,分析了项目建设对水文、气象和大气要素观测的影响.结果表明:项目建成后对验潮井附近海域流速影响较大;对验潮站海域水温、盐度、潮汐影响不明显;对海面能见度、空气温度、空气湿度、气压、风向、风速、降水量、天气现象等气象观测要素的影响在规范允许的范围内;若搬迁后的波浪观测楼位于新月岛南侧将对人工波浪观测比较有利,提高其代表性;海洋大气测点若建设于规划中的新月岛新建测波楼顶,则工程建设对海洋大气监测影响变化不大;工程建成后验潮井附近海域侵蚀、淤积变化状况不明显. 相似文献
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基于山东省2021年3月—2022年2月1 519个气象观测站2 m气温观测数据,对中国气象局高分辨率陆面数据同化系统(High Resolution China Meteorological Administration Land Data Assimilation System,HRCLDAS)和欧洲中期天气预报中心第五代陆面再分析数据集(ERA5-Land)逐小时2 m气温分析的日统计数据(平均气温、最高气温、最低气温)进行对比评估。结果显示:(1)HRCLDAS/ERA5-Land日统计平均气温、最高气温、最低气温的均方根误差分别为0.1/1.2 ℃、0.6/1.9 ℃、0.4/1.7 ℃,表明HRCLDAS具有更高的精度,且在不同地理区域、不同海拔高度的表现均优于ERA5-Land,大部地区的偏差(-0.5~0.5 ℃)远低于ERA5-Land(-2.0~2.0 ℃)。(2)两套数据对高温及寒潮过程的监测能力对比评估表明,HRCLDAS能够捕捉到大部分的高温以及寒潮过程,其与观测的高温日数及寒潮日数空间分布较为相似,但对影响范围存在一定的低估;ERA5-Land则只能监测到部分高温及寒潮过程,并对高温日数与寒潮日数存在严重的低估。 相似文献
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Offshore wind energy resources are operational in cold regions, while offshore wind turbines will face the threat of icing. Therefore, it is necessary to study icing of offshore wind turbines under different icing conditions. In this study, icing sensitivity of offshore wind turbine blades are performed using a combination of FLUENT and FENSAP-ICE software, and the effects of liquid water content (LWC), medium volume diameter (MVD), wind speed and air temperature on blade icing shape are analyzed by two types of ice, namely rime ice and glaze ice. The results show that the increase of LWC and MVD will increase the amount of ice that forms on the blade surface for either glaze ice or rime ice, and an increase of MVD will expand the adhesion surface between ice and blade. Before reaching the rated wind speed of 11.4 m/s, it does not directly affect the icing shape. However, after reaching the rated wind speed, the attack angle of the incoming flow decreases obviously, and the amount of ice increases markedly. When the ambient air temperature meets the icing conditions of glaze ice (i.e., −5°C to 0°C), the lower the temperature, the more glaze ice freezes, whereas air temperature has no impact on the icing of rime ice. Compared with onshore wind turbines, offshore wind turbines might face extreme meteorological conditions, and the wind speed has no impact on the amount of ice that forms on the blade surface for most wind speeds
相似文献13.
远离河流和大陆的北冰洋冰区,大气沉降是210Po、210Bi、210Pb和7Be核素等最重要的来源。降雪一旦形成即被标记具有特定的210Po/210Pb活度比值,并降落到海冰表面,进入封闭状态。在封闭体系的冰雪中,随着时间推移,210Po从相对于210Pb强烈亏损的状态逐渐达到210Po-210Pb平衡状态。因此可以通过分析北冰洋表层冰雪中210Po-210Pb活度不平衡特征,量化冰区表层冰雪的表观年龄。本文搜集整理了北极地区气溶胶的210Po/210Pb活度比值,结合2018年中国第9次北极科学考察航次和2015年美国GEOTRACES 北冰洋航次中若干冰站表层冰雪的210Po/210Pb活度比特征,估算了北冰洋表层冰雪的表观年龄。结果表明,2018年中国冰站采集的表层冰雪年龄变化范围为106～272 d,远大于2015年美国冰站采集的表层冰雪的年龄;而两国冰站表层冰雪的年龄都呈现一定的纬度效应,即随着采样站位越靠近北极点,总体上表层冰雪的年龄呈现越来越大的特点,表明北极冰区表层冰雪越靠近北极点,表层冰雪被保留的时间会越长。210Po-210Pb 活度不平衡定年法可以作为一种评估北冰洋冰雪年龄的方法并与遥感技术协同使用。 相似文献
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Tuomo M. Saloranta 《地球，A辑:动力气象学与海洋学》2000,52(1):93-108
A numerical 1‐dimensional fine grid sea ice thermodynamic model is constructed accounting specially for: (1) slush formation via flooding and percolation of rain‐ and snow meltwater, (2) the consequent snow ice formation via slush freezing, and (3) the effects of snow compaction on heat diffusion in snow cover. The model simulations from ice winter period 1979–90 are viewed against corresponding observations at the Kemi fast ice station (65 °39.8' N, 24° 31.4' E). The 11‐year averaged model results show good overall consistency with corresponding total ice thickness observations. The model slightly overestimates the snow ice thickness and underestimates the snow thickness in February and March, which is mainly addressed to the model assumption of isostatic balance (i.e., slush formation via flooding), which was probably not fully satisfied at the coastal Kemi fast ice station. Supposing that this assumption is nevertheless generally valid away from the very coastal fast ice zone, an estimate for sea ice sensitivity to changes in winter precipitation rate is produced. Increased precipitation leads to an increase only in snow ice thickness with little change in total ice thickness, while a reduction in precipitation of more than {213}50% causes a significant increase in total ice thickness. The difference in modeled total ice thickness for the case of artificially neglecting snow ice physics is about 25%, which indicates the importance of including snow ice physics in a sea ice model dealing with the seasonal sea ice zone. 相似文献
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Comparison of seasonal and interannual variability of snow cover in Russian watersheds according to observations and reanalyses 总被引：1，自引：0，他引：1
V. M. Khan K. G. Rubinshtein A. B. Shmakin 《Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics》2007,43(1):59-69
Seasonal and interannual variability of the water equivalent of snow over the period 1966–1996 is analyzed with the use of the ERA/ECMWF reanalysis data, two versions of the NCEP reanalysis, and ground-based instrumental observations. Regions have been determined where snow characteristics from various sources are most consistent. In general, the snow water equivalent data from the ERA reanalysis are closer to the snow survey data than the NCEP reanalysis data. The best consistency of the water equivalent of snow in the reanalyses with measured data is observed in the period when the snow cover begins to form, in November and December, and the largest discrepancies are found for the snowmelt period, April and May. The interannual variability of the water equivalent in Asian Russia in the 1990s is better reproduced by the NCEP/DOE-II reanalysis. The snow cover data from satellite observations are compared with ground-based instrumental observations. It is shown that large discrepancies between the snow surveys and satellite observations may be observed at the snow-cover boundary during periods of snow formation and snowmelt. 相似文献
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近年来,东海区域赤潮灾害频发,对沿海地区的经济发展和海洋生态环境造成了极大的破坏。本研究基于赤潮暴发年2016—2017年夏季MODIS影像数据,采用半经验多光谱识别算法对东海夏季赤潮暴发期的水体类型分布特征进行反演。结果表明,赤潮高发期东海水体类型从近岸向开阔海域呈现浑浊水体 赤潮水体 混合水体 干净水体的时空分布特征。其中,硅藻和甲藻赤潮水体在空间分布上具有相互演替变化的特征。此外,通过对浙江省近岸的大陈站、石浦站和嵊泗站3个站点的气象因子进行主成分分析发现,气温、风速和天空云量对赤潮的生消演替起着积极的促进作用。 相似文献
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中国沿海海表温度均一性检验和订正 总被引：4，自引：1，他引：3
利用惩罚最大T检验（Penalized Maximal T test，PMT）方法，选取均一的邻近气象站为参考站，基于月平均地面气温（SAT）资料，利用相关系数权重平均方法构建参考序列，同时结合元数据信息，对1960-2011年中国沿海27个海洋观测站月平均海表温度（SST）进行了均一性检验与订正，并分析了造成海表温度序列非均一的主要原因。结果表明，中国沿海海洋台站海表温度资料存在较为严重的非均一性问题，几乎所有的台站都存在断点，仪器变更（包括人工观测转自动观测）（占总断点数的52.4%）和迁站（占总断点数的33.3%）是造成序列非均一的主要原因。整套资料负订正量所占比例较高，这种负订正量与人工转自动观测后海表温度观测值偏低有密切关系。这也使得订正后中国沿海平均海表温度趋势与订正前存在明显差异，订正后中国沿海海表温度呈明显的加速上升趋势。 相似文献
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为了更好地认识季风对南海南部海洋环境变化和生态系统变化的影响,在马来西亚的Bachok海洋站设计、安装了一种轻便型、耐腐蚀的海岸带自动气象站系统。该系统自动采集气温、气压、风速和风向、相对湿度、降水、太阳短波辐射和长波辐射共7个气象要素,将数据存入CF卡并通过串口主动上传至上位机,通过服务程序实时显示气象数据并上传气象数据至云服务器供用户下载。本系统利用实验室校准和最小二乘法的修正来保证数据质量,近一年的连续测试表明该系统的性能稳定,在2016-05纳入到全球气象观测区域站中。 相似文献
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积雪密度演变对北极积雪深度模拟的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
积雪具有复杂的时空分布,在高纬度地区的气?冰?海耦合系统中扮演了重要的角色。准确的积雪质量平衡计算可以帮助我们更好地理解海冰演变过程以及极区冰雪与大气之间的相互作用。雪密度是影响积雪质量平衡众多因素中的重要因子。现有的一维高分辨率冰雪热力学模型（如HIGHTSI）中,使用常数块体雪密度均值将降雪雪水当量转化为积雪深度。本文参考拉格朗日冰上积雪模型（SnowModel-LG）模式对积雪分层压实的处理,简化为新、旧两个雪层,并在质量守恒条件下同时考虑新、旧雪层深度对压实增密的响应,将该物理过程加入HIGHTSI模式中。利用ERA-Interim再分析数据作为大气强迫,针对北极15个冰质量平衡浮标沿其漂移轨迹模拟了降雪积累期海冰表面雪密度变化对积雪深度变化的影响,在原HIGHTSI设置下分别采用定常块体雪密度均值330 kg/m3（T1试验）、接近实际的常数新雪密度200 kg/m3（T2试验）以及改进后框架下新、旧雪层随时间压实增密的雪密度（T3试验）计算积雪深度,并将模拟结果与浮标观测进行对比。结果表明,本文改进的算法对雪密度变化的处理更为合理,且能较好地再现积雪深度的变化;考虑新、旧雪层深度对压实增密的响应能较好地避免以较低的降雪密度持续过度积累,以浮标观测为标准,分层积雪密度压实计算得到的平均绝对误差相对T2减小了5 cm。 相似文献
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Jiechen Zhao Tao Yang Qi Shu Hui Shen Zhongxiang Tian Guanghua Hao Biao Zhao 《海洋学报(英文版)》2021,40(7):129-141
A high resolution one-dimensional thermodynamic snow and ice(HIGHTSI) model was used to model the annual cycle of landfast ice mass and heat balance near Zhongshan Station, East Antarctica. The model was forced and initialized by meteorological and sea ice in situ observations from April 2015 to April 2016. HIGHTSI produced a reasonable snow and ice evolution in the validation experiments, with a negligible mean ice thickness bias of(0.003±0.06) m compared to in situ observations. To further examine the impact of different snow conditions on annual evolution of first-year ice(FYI), four sensitivity experiments with different precipitation schemes(0, half, normal, and double) were performed. The results showed that compared to the snow-free case,the insulation effect of snow cover decreased bottom freezing in the winter, leading to 15%–26% reduction of maximum ice thickness. Thick snow cover caused negative freeboard and flooding, and then snow ice formation,which contributed 12%–49% to the maximum ice thickness. In early summer, snow cover delayed the onset of ice melting for about one month, while the melting of snow cover led to the formation of superimposed ice,accounting for 5%–10% of the ice thickness. Internal ice melting was a significant contributor in summer whether snow cover existed or not, accounting for 35%–56% of the total summer ice loss. The multi-year ice(MYI)simulations suggested that when snow-covered ice persisted from FYI to the 10 th MYI, winter congelation ice percentage decreased from 80% to 44%(snow ice and superimposed ice increased), while the contribution of internal ice melting in the summer decreased from 45% to 5%(bottom ice melting dominated). 相似文献