卫星多通道红外信息反演大气可降水业务方法

利用GMS-5多通道资料和MODTRAN辐射传输模式设计并实现了用卫星红外分裂窗通道反演大气可降水的物理反演算法．采用1998年夏季的资料进行了大气可降水反演试验，并使用探空资料对反演结果进行检验，其均方根误差为3．30mm．为了在业务上实现大气可降水物理反演算法，设计了通过利用GMS-5资料、数值预报资料以及RTTOV7快速辐射传输模式的反演大气可降水的物理算法，并用探空资料对反演结果进行检验，其均方根误差为4．09mm．结果表明：RTTOV7快速辐射传输模式的引入，使反演速度有显著的提高，能够满足业务要求．     

FY-2E地面太阳辐射反演及数据集评估

针对FY-2E地面入射太阳辐射反演精度不够精确的问题,提出使用ERA-Interim再分析资料的臭氧、大气可降水、地面气压等数据替换反演算法中气候态平均大气场,通过利用中国地区(2009—2014年)91个站点的地面观测数据验证和评估新旧数据集产品(SWDN-1.0和SWDN-2.0),并与CERES卫星反演SYN1deg产品和ERA-Interim再分析地面入射太阳辐射资料进行比较分析。结果表明:CERES卫星反演产品与观测最接近,FY-2E卫星反演产品次之,ERA-Interim地面入射太阳辐射产品误差最大;FY-2E卫星反演的2套产品,SWDN-2.0相比于SWDN-1.0有较大改进;4套数据产品在中国不同区域效果有明显差异,西部最好、南部最差,辐射反演算法还有待改进;从地面入射太阳辐射的多年平均值分析,4套数据产品之间有较好的一致性,FY-2E卫星反演地面入射太阳辐射数据集产品空间分辨更高,细节更清晰。     

风云三号积雪覆盖产品评估

由于积雪在地球气候系统和水文循环中调节能量和水交换的特定作用,准确地估计积雪分布和制作高质量的积雪产品对短期气候预测以及水文管理至关重要。中国气象局国家卫星气象中心从2009年开始生成风云三号卫星积雪覆盖率(MULSS多仪器融合数据)产品,为了检验产品算法和为积雪产品在气候研究中的应用提供客观依据,有必要对积雪产品的精度进行评估。以MODIS MOD10C1(MYD10C1)全球日积雪覆盖数据集为参考,基于总精度、Heidke技巧评分等5项检验指标,主要对2010~2014年的风云三号积雪产品进行评估,并进一步分析不同时间尺度积雪覆盖率精度的偏差分布。总体而言,风云三号的卫星积雪产品都与MODIS产品保持了较好的时空一致性。如在积雪季节,风云MULSS积雪产品与MODIS产品的空间分布和时间演变相对统一;但是,可能受到云检测的处理的差异的影响,在融雪期二者的有无雪一致性略有下降。此外,两个产品的积雪覆盖率偏差有明显的年际、季节和月变化,从2012年开始,风云三号MULSS积雪产品相对MODIS的偏差由在中国北部偏高转变为在全国范围内的偏低,从积雪期到融雪期,偏差明显减小。从月的时间尺度来说,东北及新疆北部地区都是积雪变化的敏感区域,青藏高原地区受到地形影响,积雪常年保持,偏差稳定。     

北京山区泥石流的单沟预报

为给北京山区单沟泥石流灾害预警预报提供理论依据,基于近十几年北京山区单沟泥石流文献资料,从泥石流灾害形成机理出发,结合目前降雨站点数据,分析诱发泥石流的地形、地质和降雨等相关因素,采用适用于北京山区泥石流预报模型P=RT^0.2/G^0.5 ,得出适用于北京山区单沟泥石流蓝、黄、橙、红Ⅳ级预警模型和相应临界值。研究得出的北京山区泥石流单沟Ⅳ级预警模型能很好地预报短期灾害发生,在龙潭沟等流域的验证中,可以较好地根据降雨的变化情况得出泥石流沟道不同时间段的泥石流易发程度,该模型为该区泥石流易发等级的快速识别提供了科学有效的方法。     

土壤湿度同化数据综合分析处理系统的研制与开发

陆面数据同化系统的输入和输出数据以其格式多样性、海量性为主要特征。以GIS二次开发组件ArcGIS Engine,ArcSDE空间数据库引擎和SQL Server 2005数据库管理工具,利用C#、IDL编程语言,构建土壤湿度同化数据空间数据库,并将气象数据具有时间域、空间域和属性域等多维属性与GIS数据模型相结合,研制开发综合分析处理系统,实现土壤湿度同化输入参数与输出数据的空间分析与管理。系统能够满足陆面同化系统对数据的处理与分析需求,为土壤湿度同化产品的业务应用提供强大的支撑。     

中国天山山区降水特征及其研究进展

降水是中国干旱地区水循环过程的重要环节。作为中亚地区"水塔"的天山山区,气候变化背景下降水的变化都会深刻地影响中亚地区的生态及人文环境。近些年,利用多数据源、多角度研究天山山区复杂环流和地理条件下的水汽时空格局与变化趋势成为热点。通过对不同来源近期数据的分析表明,天山山区降水在不同尺度下呈现增长趋势,同时极端降水也呈现增长趋势;对与降水相关的其他因素的分析表明,天山山区净水汽通量和云量均呈现增加趋势,而日照和总辐射呈现减少趋势;然而,由年轮重建百年尺度近代降水和区域气候模式模拟降水的结果却反映出20世纪下半叶天山山区的降水呈减少趋势;对未来气候变化情景下的研究发现,未来天山山区降水总体上呈现增加趋势。