摘要：气象格点数据通常以文件形式存储在分布式文件库中,业务系统在使用过程中需要将文件下载到本地,对文件解析后再进行分析计算。这种方式导致数据检索困难、响应时间长、无法满足业务在线计算及交互式应用需求。为此,2022年底国家气象信息中心基于天擎空间分析库研发完成了分布式环境下气象格点数据与计算集成的数算一体数据库——Post Grid,该数据库包含数据层和算子层。数据层将气象格点数据在要素、起报、预报、空间、层次、样本等维度上的拆分后统一规范化存储,提高数据库的数据读取和分析效率。算子层通过数据库中的SQL函数实现,支持在数据库内部对格点数据进行各种操作,且算子支持分布式并行计算。性能测试和业务应用结果表明:Post Grid数据库能将传统的聚合计算服务时效由分钟级提升至毫秒级,极大提高了气象格点数据服务的性能、灵活性和数算一体能力,具有广泛应用价值。

摘要：近年来,湖南株洲市暴雨呈多发之势,城市内涝日趋严重,排水防涝设计暴雨参数发生变化。利用湖南株洲市国家基准站1963-2017年逐分钟降水资料,通过滑动平均提取16个历时逐年最大降水量样本,探讨株洲市气候突变前后设计暴雨强度及雨型的变化特征。结果表明:湖南株洲市暴雨日数及年最大降水量在1983年存在一次显著突变,突变后暴雨日数增多、雨强增大,极端降水事件增多。突变前,各历时年最大降水量的变化趋势不一致且不显著,而突变后则均呈现明显增加趋势,且120 min及以上历时通过显著性检验。突变前后不同重现期下各历时暴雨雨量都有不同幅度的增大,且随着重现期增大、历时延长,雨量差值增大。短历时和长历时暴雨雨型突变后都出现雨峰位置前移、雨峰雨量增大现象,这在一定程度上解释了近年来株洲市城市内涝频发的原因。

摘要：目前海绵城市规划和设计采用的降雨事件间隔时间(IETD)是根据城市排水管渠设计的5~120 min降雨历时中的上限值,没有考虑到海绵城市的渗滞蓄功能,对海绵城市的规划、设计和工程应用具有一定的局限性。为此,从城市流域角度出发,采用耦合气象特征和流域水文特征的分析方法,将IETD定义为降雨结束到流域径流结束的时间,此定义不仅考虑了城市流域的自然特征,也考虑了海绵城市的功能,因此适用于大多数城市。以长沙市为例,通过1990年—2017年逐分钟降雨资料分析及两个具有代表性的行政区水文模拟,得出以下结果:IETD与汇水区面积显著相关,同时也受下垫面不透水率、坡度等其他因素影响,汇水区的IETD中值为4 h。考虑到海绵城市规划设计大多数以汇水分区为单元,因此,长沙市的IETD取4 h较为合理。最后采用4 h的IETD对暴雨雨型进行设计,其结果与目前使用2 h的IETD暴雨雨型相比,雨峰位置明显提前。

摘要：利用岳阳气象站1953-2010年年最大风速观测资料,通过时距换算、高度换算及地形订正等处理,构建相当于开阔平地10m高度处10min平均年最大风速58年序列。根据极值Ⅰ型分布曲线,采用耿贝尔法计算出10m高处不同重现期(200年、100年、50年、20年、10年)基本风速,根据洞庭湖区测风塔与岳阳气象站相应时段10min平均月最大风速比值,外推得到岳阳洞庭湖大桥桥位设计风速。根据设计风速,取α=0.131,利用风速随高度变化的指数公式推算到300m以内各个高度层(70m内10m一层,70m以上间隔30m)最大风速。

摘要：大气污染总量控制的GA方法,是利用遗传算法(GA)的自适应全局搜索寻优功能,通过模拟的自然进化机制来求算经过全局优化的区域允许排放总量以及区域允许排放总量在区域内各污染源之间的分配方案的一种新的大气污染总量控制方法。在基于遗传算法的大气污染总量控制中,需要运用一个高效而可靠的大气污染多源模拟系统,以便根据源强分布快速计算出准确的浓度场。文章介绍了该大气污染多源模拟系统的设计与实现技术。

摘要：为了揭示云南气象干旱的时空演变特征,基于Penman-Monteith方法计算云南各地1961年以来不同时段的潜在蒸散量,用降水量与潜在蒸散的差值即水分盈亏量作为气象干旱分析指标,分析了1961年以来云南冬春季、初夏及全年3个关键时段的降水量、潜在蒸散、水分盈亏量的年际变化特征、空间变化差异及突变特征、周期变化特征。结果表明:云南降水量、潜在蒸散量及水分盈亏量变化时空差异显著,冬春季常年水分亏缺,季节性干旱明显,全年和初夏总体水分盈余,但年际差异显著;1961年以来,云南冬春季、初夏和年降水量以及潜在蒸散量均呈减少趋势,由于变化速率差异较大,导致水分盈亏量呈现的变化趋势不一,年水分盈亏量呈减少趋势而冬春季和初夏水分盈亏量呈增加趋势;基于水分盈亏量的气象干旱评估指标可以较好的揭示云南气象干旱的阶段性和季节性变化特征,也能较好的体现21世纪以来气象干旱偏重的趋势,在气象干旱监测评估方面具有较好的应用前景。

摘要：卫星云图中人们感兴趣的区域(ROI)往往是各类云团,针对卫星云图内容的复杂性,利用直方图模糊加权C均值聚类方法实现云图的图像分割,对分割结果进行后处理,最终获取云图内的感兴趣区域。常规聚类方法需要人工指定类个数,影响了ROI提取过程的自动化程度。引入修正聚类评价指标,基于该指标实现最佳类别个数的自动确定。云图分割是感兴趣区域提取过程的关键,采用的直方图模糊加权C均值聚类方法在原有算法基础上,引入样本权重概念,使得聚类过程更为合理;同时将聚类对象由原始像素转换为灰度直方图,提高了聚类过程执行效率。实验结果表明设计的感兴趣区域提取方法能较为准确地分辨出陆地、水体、低云、中云、卷云、对流云六类区域,提取结果与客观实际一致。

摘要：以多时间尺度SPEI干旱指数代表气象干旱,农业气象观测站观测的多层土壤体积含水量历史数据作为农业干旱的代表因子,在中国东部亚热带季风气候区、中部大陆性季风气候区和西部中温带干旱气候区探究了气象干旱和农业干旱间的耦合关系,并结合时间延迟进行分析。结果显示:中部地区整体相关性最好,西部最差,其中高相关区域在不同气候区有所差异,越干旱的地区与土壤水分更相关的是越长时间尺度的SPEI,西、中、东部站点最优时间尺度分别为9月、6月、4月尺度。土壤表层的降水在一月内即可下渗至50 cm深度并储存在此深度附近,待干旱时补充表层土壤水分。气象干旱和农业干旱均是水分亏缺现象,但是响应时间并不相同,探究其耦合关系对于提升对干旱机理的认识、提高干旱监测水平、助力防旱抗旱具有重要意义。

摘要：采用长沙市1980-2017年的分钟降水数据,开展降水场次随间歇时间变化的敏感性分析,确立降水间歇时间为240 min,分3-11、3-6、7-9月3个时间段从降水场次与过程降水量、开始时间、结束时间、持续时间、间歇时间等5个方面进行长沙市场次降水事件特征分析。分析表明:长沙3-11月年平均出现121次降水事件,3-6月出现68次降水事件,7-9月出现32次降水事件;降水事件开始时间与结束时间随不同季节及降水量阈值呈现不同的日变化特征;降水持续时间在1 h以内的最多,有76%集中在12 h以下;间歇时间在12 h以下的为46%,超过24 h的降水事件占39%。

摘要：文章运用0-1测试方法,对湖南省97个雨量站自建站至2017年的逐候、逐旬、逐月尺度降水序列开展混沌识别,并基于统计学方法对混沌特性指标——渐进增长率K进行空间分异规律研究。结果表明,湖南省各站多尺度降水序列均表现出较强的混沌特性,随时间尺度增长而减弱。不同尺度K值的空间分布均有明显的集聚和分区特征,旬、月尺度下湘东北、东南为高值区,湘中、湘西南为低值区;而候尺度下湘北、湘东的部分地区为相对低值区,湘东南的衡邵永盆地为相对高值区。受大气环流的动力学影响,西太平洋副热带高压主要控制了旬、月尺度下湘东北、东南部的高值区,而候尺度下衡邵永干旱走廊高值区的形成则主要与其盆地地形有关。