摘要：天气指数保险因其信息透明,赔付便捷,已成为农业气象灾害风险转移的重要手段之一。本研究以湖南辰溪县为例,基于2009-2020年逐日最低气温数据和油茶产量数据,选取油茶开花-幼果形成期(11月-翌年4月)极端最低气温Tc和<0℃负有效积温TT,确定油茶冻害指数并构建指数-灾损模型。采用Anderson-Darling检验获得油茶冻害风险的最优概率分布模型,确定不同减产率对应的纯费率以及赔付标准,利用2022年2月中国太平洋财产保险股份有限公司湖南分公司实际赔付情况进行验证。结果表明:油茶开花-幼果形成期11月-翌年4月<0℃负有效积温TT相较于Tc与油茶减产率的相关性更高,用于表征辰溪县油茶冻害气象指数;油茶冻害风险分布符合位置参数为2.537,尺度参数为0.323,阈值参数为−1.805的3参数对数Logistic分布;当赔付触发条件<0℃负有效积温为2.1~20.8℃·d时,纯费率厘定为0.85%~7.85%,各级减产率对应的赔付标准为3750~48750元·hm^(−2);计算后2022年2月辰溪县各油茶主产乡镇平均赔付额(5000元·hm^(−2))与中国太平洋财产保险股份有限公司湖南分公司实际赔付额(4954元·hm^(−2))基本吻合。在湖南油茶开花-幼果形成期冻害对油茶产量影响基础上设计的油茶冻害天气指数保险,可为湖南建立和完善油茶保险体系提供参考。

摘要：为准确研究标定温度对FDR(frequency domain refletrometry)电容式土壤水分传感器测量影响,提高组网观测数据之间的一致性。针对电容式土壤水分传感器的测量范围,首先设计了基准频率温度影响实验方案,通过实验得到了传感器在空气和水介质中频率随温度的变化关系以及实验环境下空气温度和水温度之间的关系,并以水温为独立变量,导出了归一化频率温度关系,水温升高1℃,频率平均增加6.6185 Hz;气温度升高1℃,频率平均减少4.8605 Hz;归一化频率与标定温度关系函数存在一个临界点,土壤湿度大于临界点时归一化频率随温度升高而增加,湿度越高归一化频率增加越大,低于临界点时归一化频率随温度升高而减小,湿度越低归一化频率减小越大。再用两种典型质地的原状土壤样本对传感器进行校准,利用传感器校准曲线导出了原状土壤体积含水量随标定温度变化关系,结果表明,标定温度对原状土壤校准后的体积含水量测量影响最高0.12%cm^(3)·cm^(-3)·℃^(-1),实验温度范围内(0~50℃)体积含水量测量误差最高为5.93%(cm^(3)·cm^(-3))。

摘要：为准确预报臭氧浓度等级,基于EC_THIN全球天气模式产品和我国自主研发的CMA_GFS全球天气数值预报产品以及华南GRACEs大气成分模式输出产品,融合气象和环境观测数据,使用6种机器学习智能算法,构建耦合数值预报模式和机器学习的混合模型,旨在充分发挥数值预报与机器学习智能算法的优势和互补协同作用,实现臭氧浓度等级预报准确度的跨越式提升。共设置4个控制试验,选取不同的特征产品,依次使用机器学习经典分类算法对长沙市未来4天的臭氧浓度等级进行分类预报,取测试准确度最高的模型输出结果作为结果统计。发现:最优模型1~4天的测试准确度分别为81.7%、81.7%、78.3%、60.9%,大大高于大气成分模式预报和预报员经验,达到预期设计目标;高质量的天气模式产品对模型贡献大,而大气成分模式产品对模型贡献有限;模型3天以内预测性能较好,低等级预测性能较好,高等级预测性能一般。提出解决方案供讨论:增加高等级样本数量,增强模型对此类事件的识别能力;加强高等级臭氧污染的机理分析,组合出更精炼的因子供模型使用。

摘要：通过选择地闪日数、密度、强度和陡度作为雷电风险的基础因子,采用天气学与数理统计原理,给出了雷电数据因子的选择思路、因子优化、变量组合及风险等级划分方法,开展雷电数据因子和相关标准的应用等对比分析。研究结果表明:经数据处理和优化的雷电因子,对雷电风险具有明显指示意义,得出雷电因子的组合因子优于单因子,四个因子的组合是最优最稳定。对依据《GB50057建筑物防雷设计规范》规范给出的25 kA雷电流参数选取的强雷电因子对雷电高风险等级的指示作用进行验证,绘制了怀化雷电变量风险等级分布和雷灾叠加图,得出雷灾起数集中区域多为雷电变量风险等级较高区域,为雷电风险评估、预警、区划因子的选择提供了更多参考思路。

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：为解决海量气象数据并发处理的技术难点,提出了气象数据综合权重算法以及Kafka并发处理性能最优策略。选取湖南省2020年6月气象数据作为实验数据集,提取对数据处理系统性能影响最显著的关键特征值,基于熵权法计算关键特征值在流转和处理时消耗基础资源的综合权重,并将其作为气象数据分区处理的客观依据。参照气象大数据云平台架构,设计以Kafka为核心的数据处理模型,通过实验分别得出气象数据在Producer和Consumer端最优Partition、Thread配置策略,从而提升并发处理能力。实验结果表明:对实验数据集进行分区并配置最优策略后,在有限基础资源支撑条件下,消息写入速度从0.69 MB/s提升至37.44 MB/s,消息读取速度从15.65 MB/s提升至67.34 MB/s。该算法和策略已应用在气象卫星遥感数据处理业务,有效解决了海量卫星遥感数据传输处理过程出现消息阻塞的现象,在各类数据处理系统设计中具有较强的参考价值。

摘要：从结构化、非结构化气象数据的存储、索引两方面,基于大数据相关技术设计一套省级气象大数据存储模型。结果表明,非结构化气象小文件利用Avro进行数据模式设计、依据存储规则合并打包为Avro格式文件存储在HDFS上,减少文件数,节省内存资源的消耗;规则的结构化气象数据利用HBase提出表、列字段、行键设计的宽表存储设计思路;利用ElasticSearch设计统一的省级气象大数据存储索引库,统一检索入口,提高检索效率。

摘要：为达到整合省级气象服务数据资源、统一气象服务出口的目标,推动气象数据产品在防灾减灾和公共服务中的高效应用,基于Spring Cloud云架构,采用软件插件(Plugin)、WEB服务(WebService)等技术研发了湖南气象服务平台。本文详细介绍了此平台的分层模型和功能结构,以及所采用的多源气象数据融合处理、基于微服务的气象数据并行处理、基于可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics,SVG)的气象数据矢量化和数据安全交互等关键技术方法。此平台通过天擎获取气象数据产品,统一加工处理后封装为数据插件、图形插件和行业插件,通过标准接口提供观测资料、预报预警、卫星云图、雷达拼图等产品,基于气象数字对象标识符(Meteorological Digital Object Identifier,MOID)保障气象数据产品服务过程的安全性。此平台的气象服务插件已应用于湖南省应急管理厅、自然资源厅、水利厅等单位的业务系统。应用结果表明:此平台的插件服务模式适应C/S客户端、WEB网站、移动APP等不同类型的气象服务需求,实现了气象数据服务的统一管理、高效加工和规范应用,提升了省级气象服务的能力。

摘要：随着气象数据量的不断增长以及应用场景的不断拓展,传统数据处理模式难以满足多行业、融合型服务需求。为解决气象服务数据量大、处理过程复杂、应用需求多样、响应时效要求高等难点,本文开发分布式架构的湖南气象服务中台,并介绍支撑高并发服务的关键技术,包括:采用标准化流程实现多源异构数据统一处理,研发微服务并行处理模块提升数据处理效率,设计动态负载均衡算法增强并发能力,通过流量控制机制保障运行稳定性。测试结果表明:应用上述技术,在有限的基础资源支撑下,湖南气象服务中台可满足5000客户端并发访问需求,平均响应时间为1202 ms,在支撑应急管理、水利水文、自然资源等跨行业、多场景的气象服务中发挥了良好作用。

摘要：单体式架构应用在湖南省应急预警信息精准靶向发布系统开发中已经难以满足现实需求,通过分析微服务架构在复杂系统中相对于传统单体式架构的应用优势,设计出一种基于微服务架构的应急预警信息精准靶向发布系统,系统选用Spring Cloud微服务框架,并对其进行适当的扩展,创建了基于该系统设计的注册中心与网关。系统采用GIS地图作为展示,并在GIS地图上提供精准靶向预估与发布功能,通过接入运营商数据及接口,将运营商接口的数据模型进行数据融合和处理,转换成系统需要的数据结构模型,辅助进行预警信息生成发布。所设计方案在湖南省应急预警信息精准靶向发布系统中得以实际应用,验证了该类系统使用微服务架构的合理性和有效性。