基于卫星遥感和地面观测资料的汾渭平原空气污染分析     

高星星  桂海林  潘留杰  王楠  王建鹏 《气象与环境学报》2020,36(4):36-44

选取中国汾渭平原地区作为研究对象,利用MODIS、OMI和CALIPSO多源卫星遥感资料,同时结合环境监测国控站点污染6要素等逐小时地面环境监测数据以及能见度、霾天气现象记录等地面气象要素资料,综合分析了2013—2018年秋冬季汾渭平原空气质量状况、气溶胶的组分,探讨了卫星遥感气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）与地面污染物浓度的关系,并结合中国气象局化学天气预报系统-EMI评估模式（CUACE-EMI）资料对气象条件和污染减排影响进行评估。结果表明：11个代表城市中有6个城市秋冬季有接近或超过一半的时刻处于污染状态,且污染发生时,各代表城市大多数时刻处于中度及其以上污染级别;三门峡、临汾、运城和西安是霾和重度霾高发的城市,其重度霾爆发频率高达11.63%—14.78%;汾渭平原秋冬季首要污染物为PM_2.5和PM₁₀,以污染沙尘、沙漠沙尘和烟尘为主,出现频率分别为36.24%、25.14%和22.96%;MODIS AOD与空气质量指数（Air Quality Index,AQI）、PM_2.5、PM₁₀质量浓度之间的相关系数分别为0.72、0.70和0.64;汾渭平原2018年气象条件的变化使PM_2.5浓度较2013年、2014年、2015年、2016年和2017年同期上升了17.06%、1.58%、4.34%、11.25%和5.75%,减排措施使PM_2.5浓度较2013年、2014年、2015年、2016年和2017年同期分别下降了8.74%、28.01%、4.93%、3.16%和42.62%。  相似文献   

黄骅坳陷港中油田滩坝砂单一坝精细解剖     

吴小斌  侯加根  王大兴  滑双君  李树庆  吴辉  高星星 《矿物岩石》2014,(3)

湖泊相滩坝砂体是我国大港油田沙河街组一种重要的储集层类型。为了揭示港中油田沙一段滩坝砂坝砂内部砂体叠置规律,本文以储层构型理论为指导,以沉积、露头、钻井岩心资料为基础,系统总结出滩坝砂单一坝内6种3级界面识别方法和垂向6种组合特征和平面上4种识别标志,取得了单一坝新认识。研究认为单一坝在剖面上为底平顶凸、近陡远缓不对称形态,呈斜列状排列,平均长宽比2.5,平均宽厚比49.1。单一坝长轴方向为北北东15°和北西西295°,并且以北北东方向为主。同时结合界面识别及动态资料,将Z9-61-2井钻遇单一坝坝进行了合理划分与组合,识别内插出13条泥岩夹层,划分出14期增生体,单一坝精细解剖研究工作,对于后期剩余油的挖潜提供理论依据。  相似文献   

基于Meteva的2020年陕西汛期暴雨过程检验评估          下载免费PDF全文

梁绵  张煦庭  刘嘉慧敏  高星星  刘菊菊 《陕西气象》2022,(1):1-8

利用陕西逐24 h降水站点实况资料,ECMWF、NCEP和CMA-GFS模式降水预报资料、中央气象台预报订正系统(SCMOC)产品、陕西动态交叉最优要素预报(DCOEF)产品等,应用国家气象中心全流程检验程序库Meteva,综合评估各模式在陕西汛期4次暴雨过程中的预报能力.结果表明,当暴雨过程以连续系统性降水为主时,各...  相似文献   

基于卡尔曼动态频率的ECMWF降水预报订正     

潘留杰  薛春芳  张宏芳  高星星  梁绵  刘嘉慧敏 《气象》2022,48(1):73-83

利用2019年1月至2020年2月ECMWF细网格模式降水预报和388个自动气象站降水观测资料,以及国家气象信息中心三源网格降水量融合分析产品,在降水频率客观分析检验的基础上,采用卡尔曼动态频率匹配方法对ECMWF网格降水预报进行订正,所得结论如下:ECMWF模式小雨以上量级降水预报频率较观测明显偏多,暴雨偏少;模式预...  相似文献   

基于频率匹配和融合法的多种网格降水预报产品订正          下载免费PDF全文

高星星  潘留杰  王瑾  张煦庭  梁绵 《陕西气象》2021,(6):9-14

为进一步提高陕西省精细化网格降水预报能力,利用EC细网格（下简称EC）、Grapes_Meso 3 km（下简称Grapes）和SCMOC（中国气象局下发指导产品）降水预报产品,采用卡尔曼滤波、频率匹配和融合方法,研发了一套降水预报新产品。结果表明：频率匹配可明显提高各降水预报产品晴雨预报质量,但对强降水预报改善效果不稳定,融合方法可解决该问题;较订正前的EC、Grapes和SCMOC降水预报产品,新产品24 h晴雨预报准确率分别提高了1506%、868%和150%,强降水预报TS评分分别提高了4261%、7600%和127%,强降水预报TS评分的提高是以增加空报率为代价的;新产品3 h晴雨预报准确率较订正前EC、Grapes、SCMOC分别提高了1028%、407%和054%,强降水预报TS评分较订正前EC、SCMOC分别提高了5444%和965%,与Grapes基本持平,强降水预报BIAS偏差幅度较订正前EC、SCMOC分别降低了5665%和5188%;新产品1 h晴雨预报准确率较Grapes和SCMOC分别提高了229%和210%,强降水预报TS评分和强降水预报BIAS偏差幅度与Grapes和SCMOC持平。  相似文献   

一种改进的频率匹配法在网格降水预报订正中的应用          下载免费PDF全文

高星星  潘留杰  娄盼星  杜莉丽 《气象》2023,49(11):1371-1383

为提高精细化网格降水的实际预报能力,评估了2021年汛期ECMWF(EC)、CMA-MESO、SXWRF和SCMOC降水预报产品在陕西的表现,讨论了卡尔曼动态频率匹配方法对不同模式的订正效果,然后针对该方法不足,基于最优TS评分阈值法和SCMOC在天气过程判定中占优信息对小量级降水进行了二次订正,最后利用分类降水过程建模和基于图像相似识别技术改进的卡尔曼动态频率匹配法对暴雨进行了订正研究。结果表明:SCMOC晴雨预报准确率和暴雨TS评分均最高,分别为81.60%和0.30,表现最好;卡尔曼动态频率匹配法可明显提高EC、CMA-MESO和SXWRF模式降水预报产品晴雨预报准确率,对暴雨预报的改善效果不稳定,对EC晴雨预报准确率和暴雨TS评分提升幅度均最大,分别为6.35%和6.99%,该订正方法更适合于EC模式;经晴雨消空二次订正后的EC模式晴雨和小雨预报准确率较一次订正后的EC模式均有提高,分别提高了0.51%和0.64%;分类降水过程建模订正可进一步提高EC暴雨TS评分,较未分类过程订正后的暴雨TS评分提高了1.05%,且暴雨其他评分指标也均变好;改进后的卡尔曼动态频率匹配法较改进前...  相似文献   

基于不同机器学习算法的汾渭平原 PM_2.5质量浓度预报与分析          下载免费PDF全文

张煦庭  刘慧  梁绵  巨菲  高星星 《陕西气象》2023,(3):8-16

基于支持向量回归(SVR)、BP神经网络(BPNN)、随机森林(RF)、梯度提升决策树(GBDT)和极端梯度提升(XGBoost)等5种机器学习算法,利用2016—2021年逐小时PM_2.5质量浓度监测数据和气象观测数据,构建汾渭平原代表城市PM_2.5质量浓度预报模型,对比检验不同预报模型在不同时段的预报效果。结果表明：(1)5种机器学习算法模型总体表现为秋冬季和供暖期的预报效果要优于春夏季,各模型在细颗粒物污染较重时段的预报能力更加稳定,预报效果更好。(2)XGBoost模型无论在决定系数、平均绝对误差、均方根误差上均不同程度地优于其他模型,其次是GBDT、RF和BPNN模型,SVR模型预报能力较差。(3)XGBoost模型预报结果在量级和演变趋势上与实况十分接近,预报值偏离实况值的幅度较小,但春夏季预报结果有明显的高估或低估,对极端高值区也存在低估。(4)当前和过去1 h的能见度是影响预报效果的最关键因子,气象因子对汾渭平原PM_2.5质量浓度预报存在明显的时间滞后性影响。  相似文献   

汾渭平原一次沙尘和人为混合空气污染过程分析     

高星星  桂海林  王楠  张黎  王建鹏 《气象与环境学报》2021,37(1):1-8

利用MODIS、OMI和CALIPSO卫星资料,结合地面环境监测数据、气象观测数据和后向轨迹模式（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model,HYSPLIT）,对汾渭平原2018年11月23日至12月6日沙尘和人为混合空气污染过程进行分析。结果表明：11月26日至12月3日为污染最重时段,其中12月1日为霾最重时段,11月26日夜间和12月2日夜间为沙尘影响最重时段;西安、临汾和洛阳重污染持续时长分别为66 h、42 h和37 h;污染过程累计持续336 h,其中199 h的相对湿度超过50%,沙尘期间,相对湿度较小;霾过程中,西安以本地积累和西南、东北方向的外来传输作用为主,临汾以本地积累为主,洛阳以东北方向的外来传输作用为主;西安、洛阳沙尘传输方向分别为西南和西北方向,临汾受沙尘传输影响较小。霾天气时,气溶胶光学厚度（AOD）高值空间分布受地形影响较大,吸收性气溶胶指数（AAI）较低,集中在距地面1.5 km高度内污染物最多,低层以污染沙尘为主;沙尘天气时,AOD和AAI值很高,分别可达2.0和4.5以上,集中在边界层内污染物最少,低层以沙漠沙尘为主;霾沙混合天气时集中在边界层内污染物居中,低层以沙漠沙尘和污染沙尘为主。HYSPLIT显示,前一次沙尘来源于新疆,传输距离更远,高度更高,速度更快,后一次沙尘来源于内蒙古西部,在汾渭平原造成污染更重。  相似文献   

中国典型地区夏季气溶胶时空分布及其对云和降水的影响     

高星星  桂海林  陈艳  张镭  张武 《气象与环境学报》2020,36(1):11-20

利用2006—2016年夏季中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS）气溶胶和云资料以及热带降水测量计划（Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM）降水数据,分析了中国8个典型地区气溶胶、云和降水的时空分布特征,探讨了气溶胶与云和降水的相互关系。结果表明：中国8个典型地区夏季平均气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）、云光学厚度（Cloud Optical Depth,COD）、云水路径（Cloud Water Path,CWP）、水云云滴有效粒子半径（Cloud Effective Radius Water,CERW）、冰云云滴有效粒子半径（Cloud Effective Radius Ice,CERI）和降水强度变化范围分别为0.21—1.05、15.01—24.02、151.98—219.20 g·m^-2、12.93—15.37 μm、28.85—39.14 μm和0.44—8.54 mm·d^-1;黄土高原和四川盆地AOD有显著降低趋势,年倾向分别为-2.30%和-3.20%,长江三角洲COD年增幅为29.11%,华北平原、长江三角洲和珠江三角洲CERI及塔克拉玛干沙漠CERW变化趋势分别为-21.60%、-15.77%、-18.94%和-10.31%;AOD与COD和CWP呈正相关,与云滴有效粒子半径（Cloud Effective Radius,CER）关系较为复杂,受水汽影响较大,在云层含水量较低的情况下,CERI（CERW）与AOD呈负（正）相关,而在云层含水量较高的情况下,二者呈正（负）相关;气溶胶和降水关系复杂,整体来看,气溶胶促进了中国地区的夏季降水。  相似文献   

MODE检验在天气预报中的应用研究进展     

潘留杰  张宏芳  刘嘉慧敏  祁春娟  梁绵  马丹萌  李培荣  戴昌明  高星星 《地球科学进展》2024,(2):193-206

客观评价高分辨率中小尺度变量的预报表现是数值天气预报模式应用和发展的重要环节。传统点对点的检验在高分辨率数值预报模式评估中存在显著不足。空间面向对象或目标法MODE检验方法利用卷积函数和给定的阈值在预报和观测场中识别目标对象、诊断模式的预报表现,在天气预报中有着广泛应用。首先系统回顾了MODE检验方法的学术思想、技术架构、算法流程和检验指标;详细归纳了MODE检验在降水预报、天气雷达、卫星云图、集合预报以及其他不同要素或物理量场中的典型应用,阐述了检验结果在数值模式预报质量评价中的意义和对天气预报结果主客观订正的影响;介绍了近年来MODE检验方法的更新发展,主要包括考虑不匹配目标对象属性的综合评价指数MCS,以椭球体为目标的三维时域空间对象追踪和MODE扩展的时域检验方法 MODE-TD;最后总结和讨论了MODE检验方法的适用性、优势和不足,同时对MODE检验方法未来的发展方向和应用前景进行了展望。旨在为更好地应用MODE检验方法诊断数值模式的预报性能提供参考。  相似文献