第八章 气象科学研究

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内容出处: 《福建省志·气象志》 图书
唯一号: 130020020220003960
颗粒名称: 第八章 气象科学研究
分类号: G322.757;P46
页数: 37
页码: 91-103
摘要: 本章记述了福建省气象科学研究的情况,其中包括了天气预报研究、专业气象研究、气候研究、农业气象研究、大气探测技术应用研究、人工增雨试验研究、气象电视制作技术研究等。
关键词: 气象 科学研究 福建省

内容

20世纪90年代起,各级气象部门的科学研究,围绕业务主体、服务经济建设大局,从单一的服务农业领域迈向服务经济建设总体,深入经济建设和社会发展各个领域;从单一学科业务会战发展到多学科交叉高新技术应用研究(包括天气、气候、农业气象、人工影响天气等),取得一系列科学技术成果。主要表现为新一代天气预报技术路线开始实施,卫星、雷达资料应用技术和数值预报产品及其释用技术,分别成为短时、短期和中期天气预报的主流技术,长期天气预报过渡到短期气候预测,采用物理统计、动力气候模式等研究方法,为短期气候预测业务奠定了基础。各类专业(项)气象研究广泛应用于主流技术,建立定量、客观预报方法。农业气象技术围绕省内农业的发展需求,研究涉及农业气象适用技术、农业气候资源合理利用和区划、粮食作物产量预报和生态环境的评估与卫星遥感监测资料应用等技术。气候资源的利用研究、再生能源的开发技术等,为经济建设提供了可持续发展的科学依据。人工影响天气技术研究,进入边试验研究边作业服务的阶段。
  第一节 天气预报研究
  一、传统预报工具和新实时业务系统
  1991-1995年,省气象台短期天气预报工具,以天气图方法为主,综合欧洲、日本数值天气预报产品,以及卫星云图、天气雷达实时资料,应用统计方法,研制出台风、暴雨、强对流以及寒害等天气预报工具,并投入日常业务应用。
  1996年,省气象台完成“福建省气象台天气预报实时业务系统”(STYS)研究,利用省气象台每日运行的实时气象资料,应用计算机网络技术,建立包括气象报文自动接收和转发、微机局域网络、实时资料库、自动填图、图形和图像接收与显示、计算分析预报、气象信息服务等7个子系统,实现天气预报作业方式的转变、气象信息自动处理和资料共享。
  1997年,省气象台引进中国气象局推广的人机交互系统MICAPS(或称气象信息综合分析处理系统)。在MICAPS系统提供大量气象信息的情况下,经过消化、吸收,研制出新一代天气预报业务系统,内容有历史资料检索、预报管理和业务技术手册查询、天气预报信息显示、天气预报业务流程、预报制作分发、质量评定及流程管理、加密图填绘、台风距离和移向及移速的计算等,都由计算机完成。天气预报按文字和表格制作的软件,具有文件名自动生成、快速编辑、用语规范、打印方便、自动上网等优点。
  1998年,龙岩市气象局研制《地(市)级新的天气预报业务流程》。利用已建立通畅的网络传输通道和“9210”气象资料,进行MICAPS系统的本地化研究,建立以图形界面集成资料处理、显示、应用及预报产品的制作、分发等预报业务流程。
  1999-2001年,省气象台对MICAPS系统进行二次开发,吸收、消化以往气象科研成果集成到MICAPS系统中,研制数值天气预报释用产品在MICAPS系统中显示,其成果于2002年投入业务应用。
  2002年5月,省气象局及南平、漳州、三明等市气象局联合研制市级气象台综合业务平台,形成统一界面。三明市气象局在MICAPS二次开发基础上,引进本地气候特征、预报工具、业务管理等成果,采用VB编程,实现短期天气预报人机交互,为天气预报提供一个系统、便捷、集成的业务平台。
  二、灾害性天气预报方法
  (一)强对流短时天气预报
  1990—1991年,省气象台等单位联合承担《福建省3—4月强对流天气展望预报系统》研究项目,利用1970年至1989年3—4月逐日8时省内外20多个站点的850百帕风场和多种物理量进行分析,得出这期间强对流过程与这些风场分布及物理量之间存在着对应关系,并运用排空的方法进行大量筛选,获得一些具有预报意义的物理量指标和风场分布,建立3—4月强对流天气展望预报系统。该系统分别于1990年、1991年在业务中试用。
  1993年,省气象台、省气象局和建阳天气雷达站联合承担《雷达资料用于强对流短时天气预报的研究》项目。利用近20年3—6月雷达回波、卫星云图图片以及天气图资料,归纳和总结福建中部、北部地区3—6月强对流天气活动的气候特征、对流云团雷达回波结构性质及其活动规律,选取其中具有普遍规律、物理意义较为明确的回波参数,建立实时判别式和预报方程。
  1994-1997年,省气象局和省气象台联合承担《福建省3—4月冰雹的短时预报方法研究》项目。利用1980年至1986年3—4月全省出现≥3个站冰雹等资料,根据冰雹出现前当日8时物理量指标和850百帕天气型分析判断,建立当日有无冰雹出现的预报方程。并利用省内区域地面天气图部分要素的分布特征,确定冰雹出现的关键区,实现冰雹落区的临近预报。
  2000年,南平市气象局承担《闽北前汛期暴雨回波特征与短时预报研究》项目。
  利用近15年暴雨的雷达回波资料,归纳出暴雨回波特征、影响天气系统和短时强降水性质,形成暴雨短时预报流程;还通过雷达时间加密采样,通过雷达估测降水与实测降水对比,得出误差订正参数,为雷达定量估计降水产品中参数调整提供参考值。
  2001年,南平市气象局承担《闽北强对流、暴雨落区预报研究》项目。利用现代遥感探测技术等综合信息和9210工程与省中尺度灾害性天气预警系统建设成果,分析闽北致灾暴雨的气候特征和天气系统,建立暴雨预报模式;分析暴雨云团性质,得出中尺度雨团、云团与暴雨的关系式;统计闽北闪电峰值电流及频次特征,建立闽北强对流、暴雨落区预报业务流程和预报制作及分发流程。
  2001—2002年,厦门市气象局承担《非常规资料在闽南地区强对流天气预报中的集成应用》研究项目。分析闽南地区强降水和冰雹等强对流天气形势、雷达回波强度场、径向速度场特征的概念模型,统计强对流天气生消等阶段在闪电定位资料上的演变特征,研制卫星云图多通道资料的合成显示和与雷达回波资料的叠加显示,以及应用雷达资料和雨量站资料定量估算区域降水指标的软件,以建立闽南地区强对流天气的集成预报方法。此外,还开发多普勒雷达速度场图像的风场模拟显示,帮助预报员熟悉分析和应用雷达速度场图像,制作短时天气预报。
  2003年,厦门市气象局承担《闽南地区短时区域暴雨天气及多普勒雷达资料概念模型》研究项目。应用1996—1998年42个短时区域暴雨过程资料,结合大尺度天气形势和中小尺度雷达回波,分析回波特征,通过回波演变了解大尺度系统中的中小尺度系统结构与性质,以回波外推天气形势作为初始条件,建立三种非台风型的闽南短时区域暴雨天气及多普勒雷达资料概念模型。
  (二)前汛期暴雨预报
  1994-1997年,省气象台等单位联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统(一期工程)之短期天气预报子系统》研究项目,内容包括:《福建省前汛期天气自动分型及暴雨预报方案》和《福建省前汛期暴雨天气动力模型分类及其暴雨预报方案》。前者利用近10年前汛期暴雨资料,探讨前汛期暴雨发生发展的活动规律,设计高空、地面天气系统自动识别的规则,对前汛期暴雨天气系统进行自动分型,并寻找每一型下多层次、动态的关键区及关键因子,建立每一型下预报有无暴雨及其落区的预报方案。暴雨落区预报将全省分为北部、中部、南部三个区域,统计每种类型分别在上述三个区域内产生暴雨的气候概率。当预报全省有暴雨时,给出当日型下暴雨的落区分布气候概率值,供业务使用。后者利用1985年至1994年5—6月资料,通过具有热力学、动力学含义的天气学诊断量,来反映天气系统位置、强度,进而取代传统的天气学分型方法,建立暴雨的天气动力模型。其模型在分类上采用两种方法,一是通过每个诊断量与有无暴雨的关系分析,确定不出现暴雨的最低(或最高)限度,认定为无暴雨型。二是寻找一些诊断量场上出现暴雨的典型模型,由计算机对现实诊断场进行判别认定未来会出现暴雨。对于既难以用上述第一种方法确认未来为无暴雨,也难以用第二种方法确定未来为有暴雨的对象,运用诊断量与有无暴雨的统计关系来确定这部分预报对象的预报结果。
  1994-1998年,省气象科学研究所承担《耗散结构理论在暴雨分析预报中的应用》研究项目,首次把耗散结构理论引入气象研究工作中。该研究独立导出便于实际计算的大气熵平衡和热动力组合稳定性判断,实际计算暴雨和台风过程的总熵变率分布。其分布不仅对暴雨落区的预报,而且对台风等低值系统未来移动路径的预报都达到让人满意的结果。
  1998—2001年,省气象局承担《福建省前汛期强降水预报技术研究》项目,分析前汛期短时强降水天气(3小时雨量≥30毫米)发生发展的特征(包括降水极值的统计特征,不同量级和不同地形环境下的降水统计特征)和主要成因,开展强降水天气12小时展望预报研究,建立12小时有无强降水天气发生的展望预报方法,以及根据强降水天气在卫星云图、天气雷达、自动雨量站和闪电定位等探测资料上的表现特征,建立强降水短时预报判断和逐时降水定量分布估测方案。
  1999-2002年,省气象台承担《福建省大暴雨天气研究及预测》项目。利用1961—1999年共39年前汛期和台风暴雨资料,分别建立其概念模型;归纳引起前汛期大暴雨的主要天气系统、气候特征和环流背景,并对北京T106数值预报模式中的物理量场产品与历史个例进行相关分析,然后进行天气系统分类,建立每类大暴雨的概念模型;归纳台风大暴雨过程的气候特征和环流背景。根据台风路径、位置对台风大暴雨进行分型,建立每型台风大暴雨的概念模型。引进非静力中尺度数值预报模式MM5(V3.4),对2002年6月中旬的连续性暴雨和大暴雨过程、0212号热带风暴影响福建的大暴雨过程进行数值模拟。在模拟基础上,寻找预报因子,利用逐步判别法和多元回归法,分别建立前汛期大暴雨和台风大暴雨的预报方法,并投入业务运行。
  2000—2001年,宁德市气象局承担《宁德市5—6月大到暴雨分县预报法及应用系统》研究项目。利用宁德地(市)各县(市)5—6月大到暴雨资料,应用天气学、动力诊断、数理统计等方法,建立宁德地(市)5—6月大到暴雨分县预报方法。其主要成果:通过大到暴雨气候分布特征分析,建立各县(市、区)建站以来大到暴雨历史档案库。通过诊断分析和对预报信息的加工,建立大到暴雨分县预报模式,输出有大到暴雨日的分县定量预报结果。
  2000—2002年,省气象科学研究所和省气象台联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统在防洪抗旱中应用研究》项目。项目分《前汛期区域性暴雨短期客观预报技术研究》、《空中水资源分布及开发对策研究》和《旱、涝灾情极轨气象卫星遥感监测服务系统》3个专题。其中《前汛期区域性暴雨短期客观预报技术研究》,依据天气学和预报场的正交分解的原理,采用车贝雪夫正交多项式展开的数学模型,作为气象要素场内在信息的客观、定量化工具,完成5—6月区域性暴雨预报模型的研制,建立前汛期区域性暴雨实时业务化系统。借助于该系统,在资料充分条件下,实现全自动化作业功能,作出逐日的定时预报。所设计的实时预报系统,只有一个规范化的原始数据输入接口,可接收到原始报文数据进行独立预报。项目在2001年至2002年5—6月业务应用中,逐日输出未来24小时有无暴雨的预报结果,并依据相似分析诊断,提供暴雨的基本落区。
  2001—2003年,莆田市气象局研制《莆田市前汛期暴雨预报工作平台》,收集预报员预报经验(包括单站要素指标、天气形势场配置),结合应用历次暴雨攻关成果中的天气形势、中尺度系统以及主要物理量、卫星云图,单站温、压、湿、风场等条件,建立预报指标、环流类型、预报方程等类数据库,以及与环流型对应的各指标、方程概率数据库。根据输入的天气类型及各种预报指标,判别对应的出现暴雨概率。
  2005年,南平市气象局承担《南平市汛期短期(时)强降水诊断预测系统研究》项目。分析闽北前汛期暴雨的天气特征(重点分析低空急流与区域暴雨的关系)、闽北前汛期中尺度降水的气候特征(重点分析中尺度雨团的时空分布、移动路径与地形、天气型关系)以及闽北前汛期暴雨物理量特征,应用数值预报模式T213中的物理量场产品,建立闽北汛期暴雨预报方法、短时强降水雷达回波概念模型和闽北前汛期强降水预报平台。
  (三)台风预报
  1993—1998年,省气象局承担《近海区台风中小尺度系统、路径、暴雨强度突变的研究》项目,分析引起台风强降水的中尺度对流系统发生发展规律、特殊地形的影响,对近海台风路径、强度、暴雨突变的气候特征和环流形势特征进行归纳分类,建立台风路径、强度、暴雨突变的诊断方法,研制近海台风路径、强度、暴雨突变历史个例档案检索和预报业务应用软件。在边研制边应用中,其成果的预报准确率,18—36小时有无突变预报准确率≥80%,突变预报成功界限指数数50%。
  1994—1997年,省气象台等单位联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统(一期工程)之一“短期天气预报子系统”》研究项目。包括:
  《福建省台风过程暴雨预报方案》,利用1985年至1994年7—9月共34个台风样本,统计台风过程暴雨(指台风影响过程中有一站过程雨量英150毫米)的气候概率,按环流形势及台风的移动路径分暴雨类型,按类型选择预报因子,建立各类台风过程暴雨的概率预报方案。
  《台风特大暴雨预报方案》,利用1960—1990年71个台风样本,按环流形势分为台风倒槽暴雨型、台风本体暴雨型、台风后部暴雨型等三类,寻找各类下的预报因子,建立有无台风特大暴雨(指台风影响过程中有2个站日雨量≥200毫米,或1个站日雨量≥200毫米且过程雨量≥400毫米)预报方案。
  《台风路径集成预报方案》,利用省气象台收到的国内外6家气象台(北京、上海、广州、香港、福州及日本)综合预报结果资料为基础,进行综合评估,并以预报误差的倒数为权重,对6家综合预报结果集成,供实际预报参考。
  《台风移向和移速突变预报方案》,利用1970—1992年台风资料,对台风移向、移速突变个例进行详细的动力分析、天气分析,应用二级判别方法,建立台风移向、移速突变预报方案。
  1998—2001年,省气象局承担国家“九五”攀登专项计划《海峡西岸及邻近地区暴雨研究》项目之07课题《台风系统中尺度暴雨预报研究》。利用1995—1998年5个登陆或影响福建的台风过程的常规观测资料、数字化处理的逐时红外卫星云图资料和台风过程的逐时雨量资料,应用天气动力学、中尺度分析和数理统计等方法,分析台风中尺度暴雨的发生发展规律。其研究成果:结合台风暴雨预报的其他物理因子,制作台风影响期间省内是否出现暴雨及其暴雨落区预报。该落区预报,在2002—2005年登陆和影响福建的“北冕”、“莫拉克”、“艾利”、“龙王”台风预报中应用,其暴雨的预报成功界限CSI都大于60%。
  2001年,龙岩市气象局承担《“2000.8.25”龙岩市大暴雨中尺度分析》研究项目。2000年8月25日,0010号台风“碧利斯”横穿龙岩市境内后减弱成低气压和台风倒槽,在闽西特定的地形作用下,中尺度云团停滞发展产生大暴雨过程。根据中尺度分析,龙岩东部的博平岭山脉、中部的玳瑁山脉和西部的武夷山山脉南段,对台风的移动起阻挡减弱作用,而武平、上杭、连城等县位于向南、西南开口的低洼地喇叭口地形,有利于西南暖湿空气的输送和中尺度云团的发展加强,对大暴雨的产生有明显的增幅作用。
  2002年,省气象台承担《台风路径动力统计预报方案研究》项目。利用西太平洋和南海(15°N~18°N,130°E~132°E)热带气旋路径资料,应用天气动力学原理结合实践预报经验,分析路径与大尺度环流背景、动力要素及有关气象要素的相关关系,选择与热带气旋移动相关密切的因子,采用逐步回归方法,建立12小时、24小时、36小时、48小时、60小时、72小时共12组热带气旋路径预报方案。该方案的台风(或热带气旋)路径预报结果与实际路径比较接近。
  2003年,莆田市气象局承担《台湾地形对热带气旋强度和路径影响的研究》项目。利用1949-1997年登陆台湾的热带气旋资料,按中心气压强度进行分档,统计各档气旋强度受台湾地形影响的程度,配合台风天气类型,建立对应的天气模式。对热带气旋路径偏折,归纳其异常现象,采用三角函数算法,统计地形影响,建立对应的台风路径异常模型。
  2003—2005年,省气象科学研究所和省气象台等单位联合承担中国科技部《社会公益研究专项》项目中的《福建省台风中尺度暴雨预报研究》。选取1991-2003年登陆的台风过程作为个例分析,利用常规观测每小时降水量资料、数字化处理的逐时红外卫星云图资料和每天四时次的中尺度数值预报产品资料,应用台风系统中尺度暴雨的数值模拟及台风与系统中尺度暴雨动力诊断方法,分析台风中尺度暴雨环流及物理量特征。完成以下研究成果:在分析研究台风中尺度暴雨发生发展规律、台风中尺度暴雨的热力动力条件、地形对台风中尺度暴雨的增幅作用、环境流场对台风中尺度暴雨的影响的基础上,建立台风中尺度暴雨诊断分析方法。应用中尺度数值预报模式通过控制模式地形的变化,研究地形对暴雨的影响,并以MM5非静力中尺度数值预报模式为框架,建立适合福建省气候特点的台风中尺度数值预报模式。综合应用中尺度数值预报模式输出结果和台风中尺度暴雨诊断方法,建立台风中尺度暴雨预警预报系统,使台风中尺度暴雨的预报做到定点、定量、定时。将新一代多普勒雷达的径向风和反射率作为中尺度数值模式(ARPS模式)的初始场进行同化试验研究,再分析台风中尺度云图的中尺度对流云团演变特征,建立台风中尺度暴雨的短时临近预报方法。研究集成台风中尺度暴雨数据检索系统,包括中尺度数值预报业务系统、物理量诊断展望预报、物理量诊断降水预报、卫星云图、雷达回波短时临近预报系统等。以上成果在2004—2005年台风暴雨预报业务中运行,总体效果较好,特别是对出现较大范围的强降水,预报效果更好。
  三、非常规资料应用
  1994-1997年,省气象台等单位联合承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统(一期工程)“短时天气预报子系统”》研究项目。利用天气雷达资料估算台湾海峡台风区内降水和大风圈分布特征,其研究成果有:《雷达资料估算台湾海峡台风降水分布方法的研究》,利用雷达大范围、连续性观测的特点,在观测范围内做网格,测出各网格点上雷达回波强度、利用回波强度与雨强存在的一定关系,根据回波的移向、移速等参数作出逐时雨量分布图,根据逐时雨量累加制作累积雨量图。《雷达资料估算台风区内大风圈分布范围的研究》,利用1969—1990年台风中心临近台湾或福建沿海地区的42个台风、47个时次8级和10级大风圈资料,结合相应台风的雷达回波资料,得出大风圈的估算方法,并分别提出估计8级和10级大风长轴的经验公式,8级风圈长轴范围L8〔KM〕=1/3(R回+100+R螺订+Rv订),式中“R回”为回波范围半径,“R螺订”为螺旋带回波半径订正值,“Rv订”为台风强度订正值;10级风圈长轴范围L10(KM)=1/3(R螺-50+R螺订+Rv订),式中“R螺”为螺旋带回波半径,其余同上。在台风区内,利用雷达回波结构、范围及其分布特点寻找与大风圈分布的关系。
  1994—1997年,省气象台等单位联合承担《多普勒天气雷达在台风定位中应用研究》项目。利用厦门、福州长乐雷达共同探测9607、9608和9711号台风的资料,模拟强台风(大于40米/秒)和弱台风(小于25米/秒)两种在相对雷达于不同位置做不同移向移速的径向速度图像进行台风定位。定位方法主要分两类:利用雷达反射因子定位方法,包括利用台风眼壁回波定位,利用边界螺旋回波带定位及对数螺旋线簇定位方法;利用多普勒速度定位方法,包括静止台风或移动缓慢台风定位、移动台风定位等。上述两类定位比较,两者都有一定误差,实际业务应用中要把两种方法结合互补使用,以达到准确定位。
  1996—1997年,省气象台承担《利用雷达回波资料计算台风中心位置的一种方法》研究项目。该研究应用螺旋原理,即台风螺旋带向内延伸到达原点,则该点可以近似看成是台风中心或眼区位置。因此,设计一种方法,求出螺旋带的原点,确定台风中心。其主要方法有:设计台风流线方程,螺旋回波带近似反映台风流场的流态特征;实测台风螺旋回波带的轴线方程,由于同一条回波带不同弧段的旋入角随着矢径减小(靠近中心区)而减小,且在某一弧段内旋入角变化很小,与台风实际流线基本相符。
  1996—1997年,省气象局和南京气象学院大气物理系联合承担《天气雷达测定区域降水量方法的改进与比较》研究项目,利用雷达回波和相应的地面雨量计资料,按照最优化方法和选择适当的判别函数,确定最优Z-I关系(即雷达回波强度和场面雨量的关系),然后根据地面雨量计站资料,用客观分析法求各网格降水场,最后,用变分校准法把经空间校准的雷达降水和经客观分析方法求出的降水场拟合成最终的雷达一雨量计降水场,并将其与通过一般平均校准法、空间校准法取得的区域降水场比较。结果表明:变分校准法效果最佳,而对雷达资料做处理时,使用经最优方法确定的Z-I关系要比一般的Z-I关系效果更好。
  1997年,厦门市气象局承担《闪电定位资料应用于雷暴天气监测与诊断分析》研究项目。利用厦门1995年下半年投入使用的闪电定位资料,并以1996年初雷天气为例,分析闪电定位对探测初生雷暴、识别雷雨及阵雨回波的作用,并判断雷暴降水率、移动和变化。在采集雷达降水时,与闪电探测定位系数配合,有利于改善危险雷暴的定位,更准确区分阵雨和雷暴及判断雷暴天气降水率等。
  1999年,厦门市气象局承担《雷达一雨量站网定量测量区域降水量》研究项目。利用天气雷达网和雨量站网连接,以及雷达回波资料、雨量站网资料,建立相应资料的预处理流程,得出适合地区降水回波的Z-I关系,并将雷达反射因子Z转化为雨强,进而计算区域降水量。
  2004—2005年,南平市气象局和省气象科学研究所联合承担《多普勒雷达定量测量区域降水量的研究》项目。利用历史自记雨量资料及建阳新一代天气雷达相应的6分钟一次雷达体扫资料,采用9点平均值取值法,用最优化法统计得出闽中、北部不同区域、不同类型降水的不同Z-I关系,提高估测降水精度。研制适用于丘陵山区的闽中、北部定量降水估测系统。714(SA)波段雷达所使用的混合扫描模式不适用于多丘陵的闽中、北部山区,使其估测降水与实际雨量有较大误差。改进后的估测降水误差明显减少。研究中比较有密集雨量站的武夷山九曲溪流域点与面的测量精度,得出其研究成果可用于其他无雨量站点的流域进行面雨量估测。
  四、数值预报产品及其释用技术
  1994-1996年,省气象台承担《福建省中尺度数值天气预报模式》研究。首次采用美国气象中心(PSU/NCAR)中尺度模式MM4的框架,以暴雨、大暴雨(包括台风大暴雨)为主,建立中尺度数值天气预报模式。该模式采用嵌套的细网格技术,覆盖省内及周边省(23°N~31°N,113°E~121°E),网格数19×19,网格距50公里;对常规观测资料的客观分析采用Gressman方案,选用东亚地区297个探空测点。在进行分析时,先进行大范围扫描,扫描半径从细网格(1000公里)逐次缩小扫描半径。模式的基本方程、基本物理量过程、网格结构、计算方法和参数化方案等没有作多大变动,但进行了一些敏感性试验(如地形)。这一研究成果在准业务运行两年(1996—1998年),对几次重大天气过程进行计算,结果认为:中雨和大范围暴雨、大暴雨趋势基本能预报出来。1997年4月24日至7月13日,应用上述MM4中尺度框架模式连续实时运行,在以8时为初始场资料计算中,模式计算57次有46次省内出现中雨至大雨,34次出现一站以上暴雨。运用MM4模式,对中雨量级的降水,报出48次,正确44次,空报4次,预报概括率为96%,正确率为81%;对单站暴雨的正确率为53%,成片暴雨正确率为56%。
  1996—1997年,省气象台承担《9610热带风暴的中尺度涡旋和特大暴雨的数值模拟》试验。采用套网格MM4模式,中心格点定于27°N~17°E,有31×25格点,嵌套的细网格区域覆盖闽、赣及周边省的部分地区,垂直方向分为10层,边界层考虑地形影响,以及水平、垂直的耗散和积云对流参数化,对9610号热带风暴的中尺度涡旋、特大暴雨及地形影响分别进行数值模拟。其中,中尺度涡旋的模拟显示,9610号热带风暴滞留闽西地区,高、低层低涡中心位置在垂直方向呈倾斜特征,是导致闽西暴雨的重要机制。特大暴雨的模拟显示,细网格24小时降水量预报比粗网格好得多,在细网格区域内,暴雨以上降水中心位置与量级,与实况都比较接近。地形对降水的量级和落区预报模拟显示,在相同初始场和物理条件下,在考虑地形影响时,降水量级明显大于无地形的情况,说明地形对降水有明显增幅作用。
  1996—1998年,省气象台承担《数值分析预报产品释用研究》项目。利用数值预报产品及全省28个代表站5天降水、气温资料,制作分县预报。3—4月降水预报分无雨、小雨、中雨、大雨四个量级,5—6月分无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨五个量级,其余月份只分晴雨预报。研制全省28个代表站5天滚动制作气温分县预报指导产品。产品包括气温(全年高、低温)预报、3—6月和9—10月日平均气温预报。产品编程后可定时自动运行,预报结果自动存盘并可随时显示。经过业务试运行,降水、气温的预报效果稳定。
  2000年,莆田市气象台承担《莆田市春播期数值产品释用技术研究》项目。利用欧洲气象中心数值预报产品,对莆田、仙游两站平均气温、降水量进行PP法的数值解释应用研究,建立可在EWIPS(气象信息集成显示系统)上显示的自动化的预报平台,能提供客观的5天逐日滚动预报。
  2001—2002年,莆田市气象台承担《莆田市前汛期数值预报产品释用技术研究》项目。应用国家气候中心数值预报模式(T106)物理量资料,对莆田市前汛期各主要气象要素(平均气温、晴雨及降水量级),进行数值预报产品释用技术研究,得出运行程序自动化的数值解释模型,为莆田市5—6月日常预报业务中提供依据。
  2002年,省气象台承担《应用T106资料制作福建省分县逐日降水和温度指导预报研究》项目。应用数值预报产品在可用时效内,研制全省65个代表站全年5天降水和气温分县预报产品。降水预报分无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨五个量级,气温为全年高、低温预报。该产品能较好地预报汛期的降水天气过程出现和结束时间,预报性能稳定。预报准确率在T106数值预报模式产品的基础上有所提高。省气象台将预报结果通过“9210”系统传输给省内市、县气象台站供调阅。
  2002—2004年,省气象台研制《福建省分县预报制作分发系统》。系统分为前期资料处理(包括各类数值预报产品处理和集合预报结果的生成)和预报制作及产品分发三部分。通过数值预报产品释用方法,将国内外各家数值预报产品与实况用多种集合方案比较分析,形成新的预报产品。这项研究在日常预报业务工作中应用,为用户提供了较丰富的数值预报结果。
  五、中期天气预报方法
  1995年,省气象台承担《副热带环流系统在福建春季中期天气预报中应用》研究项目。利用春季500百帕高度资料,分析春季副热带高压系统进退中不同波长流型对福建天气气候的影响,采用谐谱分析同天气图相结合方法,将1989年至1992年春季2—4月副热带地区超长波分东进型、西退型和稳定加强型,长波分准静止、不连续西退和东进型,根据不同波长流型建立春季低温阴雨过程预报工具,为中期灾害性天气预报提供依据。
  1996—1997年,省气象台承担《福建前汛期大范围暴雨过程的气候分析》研究项目。利用1991年至1995年5—6月全省65个站日降水量资料,将降水量≥50毫米且全省站数≥15个站的暴雨日定义为前汛期大范围暴雨过程。气候分析结果显示:前汛期大范围暴雨出现的高频区位于闽中、北部地区,产生大暴雨的热力条件要求省内处于低空假相当位温的高能舌前部,水汽条件要求处于850百帕平均水汽通量场的高值区左前方,动力条件要求全省或其西北部地区高空为正涡度集中区。从研究中得出省内大范围暴雨的短、中期天气预报着眼点。
  1996—1999年,南平市气象局承担《闽北汛期持续性暴雨中期预报》研究项目。利用1951年至1995年5—6月闽北汛期逐日降水资料和500百帕候平均高度资料,分析持续性暴雨较集中的5月第4候(6次)、5月第6候(6次)、6月第4候(6次)、6月第6候(4次)的500百帕环流特征,按其特征形势分为两脊一槽型和两槽一脊型,分别确定持续性暴雨过程和环流特征,以及与前期的环流变化的关系,从中选取造成持续性暴雨的预报因子,得出持续性暴雨过程及强度的计算公式,计算1951年至1995年5—6月逐候持续性暴雨强度指数,最后建立多元回归方程和概率预报方程。
  1998年,省气象台研制《福建省3—6月大暴雨中期天气过程业务预报系统》。利用500百帕高度资料,分析3—6月大暴雨过程的气候特征,在充分考虑大型环流相似、影响系统的位置和强度相似的基础上,建立3—6月雨量、暴雨过程及500百帕高度格点等要素资料库,以及3—6月大暴雨逐步回归方程。经业务使用,对大到暴雨过程中期预报有一定指导意义。
  1998年,省气象台承担《福建省寒潮天气客观预报方法研究》项目。研究确定寒潮标准、影响范围(分全省性寒潮、区域性寒潮、局域性寒潮)和寒潮天气型(晴冷型和阴寒型),在分析寒潮天气气候规律基础上,应用多重相似分析,建立以数值预报产品为基础的寒潮客观中期天气预报方法。
  2000年,厦门市气象台承担《厦门市7—9月高温天气预报方法》研究项目。将全省范围内3个站以上县(市)同日出现最高气温≥38℃,定为高温日。利用1981—1995年出现高温日的500百帕天气形势,归纳高温日环流型有:副热带高压控制型、台风西北气流型、西风槽后西北气流或槽前西南气流控制型。在分型基础上研制预报方法,并采用消空处理,再根据高空风速、变温、地面气象要素变化等寻找预报规律,得出未来第2—3天高温天气的预报结论。
  2002年,省气象台承担《福建省夏季高温天气研究》项目。利用1961年至1999年7—9月各高温过程环流形势,分析造成该形势的主要天气系统特征后认为:高温过程分布具有较为明显的空间性和时间性,副热带高压和热带系统外围西北风场控制下的显著增温是影响福建高温过程的主要天气系统,地面在一定程度上影响高温的空间分布。最后,应用相似判别法,对500百帕高度场进行大、小区域形势场相似判别,提供一套可供实际业务运行的未来3—7天高空天气过程客观预报系统。
  2003年,福州市气象台研制《福州市夏季(6—9月)高温天气预报》。利用500百帕高度场、850百帕温度场,应用数值预报产品释用技术,建立福州地区夏季(6—9月)高温中期天气预报模式,作出夏季6日滚动高温的客观预报。
  第二节 专业(项)气象研究
  一、烟草专业气象
  2000年,清流县气象局承担《清流县雹灾气候特征及烟草种植布局》研究项目。利用该县历年降雹的时间、地点、降雹路径及降雹中心等资料,分析雹灾气候特征、降雹路径、降雹中心位置等,结合实时地面气温、气压、湿度及最高气温等主要要素变化,制作清流县降雹天气预报方法。并根据该县降雹的时间、地域及冰雹移动路径等雹灾气候特征,对烟草种植的布局提出建议。
  2004—2005年,宁化县气象局承担《宁化县烟草病虫害与气象条件关系研究》项目。利用县烟草部门统计的烟草病害(主要是根茎病和花叶病)资料,分析烟草病害发生发展与气象要素(温、湿、风、地温、土壤湿度、日照时数与降水量)的关系,制作烟草气象中、长期预测病害预报方法。同时,根据全县不同海拔、地形、坡向、土壤等不同条件的气候特点,划分该县烟草病害的“严重”、“重”、“较轻”三种不同种植区。
  二、城市空气质量预报
  1998年起,省气象科学研究所承担《福州市污染潜势预报研究》项目。利用1995—1998年福州市气象资料和大气污染物浓度监测资料进行研究。分析稀释扩散能力的大气前景和局地的气象条件与污染关系,建立模式并及时作出污染预报;分析不利于污染物扩散的气象条件和局地气象条件的指标,选用气象要素(如风速、气压)等11项因子,结合大气层结参量,建立不同污染物浓度的预报方程。1999年2—8月,进行空气污染逐日等级预报试验,与实测各污染物浓度等级比照,效果比较一致。
  2000年,省气象台和省气象影视中心联合研制《福州市紫外线观测与预报系统》。利用福州站太阳辐射实测资料,将紫外线强度划分为5个等级,即很强、强、中等、弱和最弱,定性描述各级所对应的辐射强度,对人体可能影响和需要采取的防护措施等,建立太阳辐射强度和紫外线辐射强度等级预报模式。
  2000—2002年,省气象科学研究所承担《福州市酸雨气象条件研究》项目。利用福州市酸雨观测资料,分析酸雨时空分布特征、变化趋势、降水化学成分,以及影响福州市酸雨形成的主要天气系统,分析边界层气象条件与福州市酸雨的关系,得出影响福州酸性降水的一些气象参数及指标。建立福州市区酸雨相关数据库和预报方法,为福州市酸雨评估及污染防治提供科学依据。
  2001年,省气象科学研究所承担《福州市区空气质量预报方法的研究》项目。采用1999-2000年福州市环境监测站监测的福州城市空气质量的资料,建立福州市区空气质量数据库,在研究大气污染物变化特征及其与气象条件关系的基础上,建立福州市区空气质量统计预报方法;引进中国气象科学研究院研制的CAPPS模式(城市大气污染潜势和污染指数预报系统),利用统计预报方法和CAPPS模式预报结果,结合预报员经验和福州地理、气候条件,建立“福州市空气质量日预报系统”预报平台。同年,省气象台承担《福州市人体舒适度指数预报研究》项目。经过调查、分析,考虑到气温、湿度、风及天空状况等气象要素对人体舒适度的综合影响,选择舒适度较适宜的温度、湿度指数,炎热指数,风寒指数等,建立指数预报方法。其中尤以选用温度、湿度指数比较适宜人感到的舒适程度。
  2001—2004年,省气象台研制《福州城市气象服务预报系统》。收集近几年福州市实时气象要素资料(地面、高空)、主要常见病发生和流行资料,空气质量资料等,完成以下研究成果:建立具有分析统计查询等功能的数据库管理子系统;生活气象指数预报服务子系统,包括入体舒适度指数、紫外线辐射强度指数、穿衣指数、霉变指数、晨练指数等,分别研制各指数的预报方法;常见病发生和流行的气象条件预报服务子系统,包括医疗机构的病例,总结气象要素对人体生理机能的影响,分析诱病原因,研制不同季节常见病发病率预报模式。
  2002年,省气象科学研究所、省环境监测中心站和中国科学院大气物理研究所联合承担《福建省酸雨的形成机理及其控制对策研究》项目,利用中国科学院大气物理研究所的数值模拟研究模式和方法,对酸雨环境问题和规律进行系统和深入的研究。分别进行酸雨的基本特征及其影响因素的观测分析,包括重点地区高山云雾水和雨水化学组成的观测分析及分析气体污染物(SOₓ、NOₓ、气溶胶粒子的浓度及其主要化学组分)的时空分布特征,开展重点城市、郊区和边远乡村地区酸雨的对比观测。其主要成果:分析天气背景及大气物理过程对酸雨的影响(包括在不同天气系统下中低空大气流场对福建省酸雨分布的影响),城市边界层气象特征与酸雨酸度的关系(包括重点城市或地区酸雨与气象因子的相关关系),建立重点城市或地区酸雨气象潜势预报的模型。分析酸雨的形成和清除过程(包括典型地区SOₓ、NOₓ和气溶胶粒子的清除过程),建立重点城市和地区雨水酸化过程的数值模式。分析酸雨污染物的来源及其输送规律(包括重点城市污染对周边地区雨水酸化的影响),建立省际主要大气污染物对福建省酸雨污染物沉降影响的数值模式,以及各地区主要酸雨污染物的来源及其输送的数值模式;探讨酸雨污染物的发展趋势与控制对策(包括酸雨污染物的排放状况与减排潜力分析及酸雨污染物的发展趋势),建立酸雨污染物优化控制方案与效果评估模式。
  2003年,厦门市气象局承担《厦门城市能见度和雾的特征与城市环境演变》研究项目。利用厦门市1980—2000年地面和高空观测资料,分析能见度和雾的气候规律、季节变化。研究认为:厦门城市能见度存在显著的季节性差异,夏季能见度比冬季好,两者平均相差10.2公里;冬、夏季能见度呈下降趋势,尤以夏季突出,轻雾以上的频率逐年增加,城市环境逐年变差;冬季能见度差的主要原因是,盛行偏北气流时,将北方污染物扩散成“二次污染”,以及大气边界层形成的“大锅盖”效应;厦门城市的“热岛”效应已显露,它是造成能见度逐年下降的重要原因;夏季能见度存在明显的日变化,2—8时最差,14时前后最好。
  三、森林火险等级预报
  1998年,省气象科学研究所承担《福建省森林火险等级预报系统》研究项目。利用省内各地(市)逐日森林火灾资料与气象资料,分析森林火险的时空分布规律、森林火灾与天气要素的关系、森林火灾与人类活动的关系,建立森林火险等级预报业务系统。
  2000年,省气象科学研究所承担《福建省森林火险中期预报方法研究》项目。应用数量化回归分析与残差分析,建立每年10月至次年4月逐旬火险中期预报方程。方程中的一个预报因子(即旬雨量等级),采用省气象台的预报结果,其余选用的气候因子和天气形势的因子都可以从局域网上得到,物理意义明确。
  2000—2002年,省气象科学研究所承担《林火卫星遥感监测技术的深化研究》项目。应用WINDOWS操作系统的全省林火卫星遥感监测软件,在技术上解决卫星图像显示、卫星资料接口、林火识别阈值、林火自动识别与准确定位、面积估算及地理信息资料应用等问题。监测技术在晴空下能识别到全省面积较大的林火,林火地理位置可以具体定位到行政乡镇。监测技术自2003年7月投入业务应用服务。据省防火办统计,火情监测准确率达80%以上。
  四、地质灾害气象预报
  2003年起,省气象台承担《福建省地质灾害气象条件等级预报研究》项目。应用省内部分县市地质灾害时空监测记录,对应引发地质灾害发生的雨强特征,建立逐日降水量的地质灾害气象等级预警模型及汛期地质气象预警服务流程。同时运用GIS(地理信息技术)进行地质灾害易发程度分区,建立地质灾害气象预报预警平台。
  2003—2004年,安溪县气象局研制《安溪县气象一地质灾害监测预警报系统》,通过全县地质灾害资料普查,结合气象要素(降水量、雨强),建立地质灾害与气象要素(主要降水量)相关预报模式,作出逐日地质灾害气象等级预报。
  2005年,三明市气象局承担《三明市地质灾害气象等级预报系统》研究项目。利用三明市地质灾害资料和日降雨量资料,分析地质灾害发生时降雨量、地质岩土间的关系,建立含有降雨量和地质岩土因子的预报方程。同时研制含有地理信息系统的三明市地质灾害气象等级预报和制作监控平台,实现对地质灾害等级预报实时监控和订正。同年,莆田市秀屿区气象局承担《秀屿区水文气象灾害危害规律及对策研究》项目。根据秀屿区水文气象灾害的特点,收集统计历史水文气象灾害资料,分析影响区内最主要的台风、暴雨、干旱等水文灾害及其灾情,寻找气象灾害与水文灾害之间的内在联系(降水量多寡与水资源的联系),针对台风、暴雨及干旱对水资源的影响程度,制定相应的防灾减灾对策。
  五、防雷技术
  1998年,省防雷中心承担《现代防雷技术在气象台站的应用研究》项目。利用1961—1990年雷电观测资料,分析省内雷电活动的时空分布规律、雷电对气象台站的危害方式和主要原因。根据各气象台站工作性质、任务,采用雷电的闪接、分流、屏蔽、等电位处理、地网设置和降低接地电阻等技术,设计防雷规划,提出经济实用、易于操作的防雷技术措施。
  2000—2002年,省防雷中心研制《福建省防雷减灾管理与应用系统》,根据防雷日常工作需要,从系统性、实用性、科学性出发,建立集日常业务工作、社会管理和历史资料查询等功能为一体的数据库管理与应用系统。系统分为6个模块:防雷设施(有新建项目、常规项目、易燃易爆项目及计算机检测项目等);雷电资料(有上传雷电活动观测资料、闪电定位资料及与雷电灾情事故等有关的文档、数据、表格、图片等);防雷减灾(有防雷机构基本情况、质量检测计量认证、设计施工资质评审及防雷产品性能参数认定);防雷工程(有防雷工程设计、防雷工程查询及统计);公共管理(有人员管理、科室管理、职务管理及权限管理);帮助模块(使用手册、修改口令功能)等。
  2000年,省大气探测技术保障中心承担《自动气象站防雷方案》研究项目。方案设计覆盖传感器数据通道、通信线路、电源通道的雷电防护装置,在雷电的侵入路径上均予以设防。
  2001年,省气象局承担《自动气象站防雷技术研究》项目。技术方法是对自动站MODEM电话线的防雷(防感应雷),设计一个自动电子开关,置于MODEM与电话线之间,在MODEM不工作时,该自动开关断开,将电话线与MODEM隔离开,而工作时自动接通。
  2001—2003年,福州市气象局、连江、罗源县气象局联合研制《县级避雷防雷技术运作服务系统》。利用收集到的福州市、连江县、罗源县防雷工程设计、工程计算、设计、审核、图纸绘制、档案管理等相关资料,研制相关资料应用系统软件。该软件功能包括避雷针保护范围、避雷针高度绘制和计算、雷感应强度计算、接地体设计、年雷击次数计算以及雷电分流计算等。
  2002—2005年,省气象局承担《福建省防雷减灾预警子系统》研究项目。利用全省9个闪电定位探测子站的雷电监测数据,建立全省实时雷电信息数据库,通过资料上传和综合处理,形成省、地、县三级雷电资料应用服务系统;研制雷电定位资料应用软件,将闪电探测数据以及工作状态参数等信息传输至监控中心,经实时处理后,在电子地图上实时显示并存入数据库服务器,通过多种方式供各用户及时调用;建立省级防雷检测系统和市级分系统,可实现防雷检测报告及各类防雷表簿的自动生成、编号、查询等功能,可对各级防雷检测动态进行监督和管理,规范全省防雷装置的定期检测、设计审核和工程竣工验收工作;研制雷电监测定位网图形显示网络版软件,具有后台数据处理、地图应用、雷电数据应用等功能,可通过局域网直接查询闪电定位资料,发至客户服务终端,提供社会服务;研制防雷工程专业设计软件,提供数量庞大、使用方便、标准规范的工程设计图例库,实现防雷装置设计、施工图自动生成、工程预(决)算的智能化处理,进行防雷器材和技术规范资料查询,用于雷击灾害风险评估工作。
  2003—2005年,三明市气象局研制《新建建(构)筑物防雷设施图纸审核系统》。建立信息资源共享和数据统一管理系统,方便远程审核和远程技术报告的签发,实现防雷减灾工作的流程监控和技术分析,使防雷减灾工作规范化、自动化。
  六、海洋气象预报
  2004年,省气象台研制《福建省海洋气象预报服务业务平台》。该平台包括海洋天气、热带气旋、海洋气象科普知识、重要天气预报工具以及预报业务流程等,填补了福建海洋预报服务的空白。
  2003—2005年,宁德市气象台研制《闽东沿海大风预报系统》。通过“9210”工程下传的数值预报产品资料,采用动力、统计的方法,建立从资料采集到加工处理的预报方程,实现预报结果输出定量化。
  2005年,福州市气象局承担《福建省中部沿海大风预警系统》研究项目。在沿海布设多个自动站,形成以福州为中心的沿海大风预警平台,及时发布大风信息,保障海上航行及运输安全。同年,该市气象局研制《福州市近海风预报系统》。在比较几种预报方法的预报效果基础上,采用天气学分型和逐步回归方法,建立沿海风的预报方程,形成集资料采集、计算和预报、警报于一体的计算机业务系统。每天制作5个近海监测站未来5天每6小时的定时风、极大风的风速和风向预报,为沿海港口、近海运输、渔业生产等部门提供较细致、有针对性的风的气象服务。
  2005年,莆田市气象局在引进省外同行海洋气象业务平台系统软件的基础上,结合本地实际,对系统软件进行本地化改造,开发适合本地业务的海洋气象预报平台,可以随时调阅海洋预报服务所需的各种资料和显示相关预报产品。
  七、电网气象灾害预警
  2005年,省专业气象台与省电力有限公司合作研制《防灾变技术在输电网络中的应用二期——电网气象灾害预警》。主要针对影响福建电网安全的台风、雷电、火险、污闪等自然灾害,分析电网跳闸事故与天气现象间的关系,建立相应的数学模型。模型给出天气预报的结论及未来天气对电网影响的灾害指数,由此可以定量分析未来天气对电网的危害程度,提供电网运行部门结合实际情况作出较科学的电网设备维修及相关工作是否进行的决策。
  2005年,省专业气象台承担《福建省沿海架空输电设计风速研究》项目。研究成果包括:沿海风灾调查30年风速资料非均一性的检验、极大风速P-I型计算、低空(30米以下)风随高度变化参数、不同重现期10分钟最大风速分布特点、沿海气象站风玫瑰图等。
  第三节 气候研究
  ―、气候灾害规律
  1991年,省气候中心承担《福建近50年洪涝的自然波动与人为影响》和《福建省八十年代的气候特征》研究项目。前者利用1941年至1990年3—10月闽江、九龙江流域洪水资料,分析气候变化规律:闽江最大洪水主要集中于4-7月(占96.5%),尤以5月下旬至6月下旬为多见(占75.4%),影响系统以锋面暴雨为主,热带气旋暴雨仅占10.5%;九龙江洪水的峰期分布较分散,3—10月都有可能,但以5月下旬至9月下旬相对多见(占84.2%),影响系统以热带气旋为主(占71.1%);闽江、九龙江最高洪水洪峰均有盛衰期,统计检验显示,以7年周期比较显著。后者分析20世纪80年代气候变异的主要特点是冬暖、夏热、春雨强、夏雨少。研究列举近10年造成较大影响的气象灾害实例。在分析人为因素中指出:森林总蓄积量降至20世纪70年代的85%,生态失衡产生“助长洪涝,强化干旱”的气候效应。研究还探讨了森林生态变化对洪水强度的影响。
  1994-1997年,省气象局和省气象台先后承担《福建省暴雨天气气候分布规律》、《影响和登陆福建省台风路径和台风暴雨分布关系》以及《登陆福建台风的天气气候分析》研究。利用1951—1989年全省70个站的降水资料,以20—20时一个站雨量大于50毫米作为一个暴雨日,分析其暴雨天气气候分布规律:暴雨时间集中于4-9月,占全年暴雨日的89%,长达6个月,其中4-6月为前汛期暴雨,7—9月为台风季暴雨;暴雨强度以50—99.9毫米者居多,占暴雨总数的86.4%,大暴雨(100—199.9毫米)占暴雨总数16.6%。暴雨出现的范围广,分3~10个站(小范围)和11~35个站(大范围),两者合计出现的概率为91.0%,以大范围暴雨出现的概率为最高。对于台风天气气候规律的研究,利用1985—1994年10年登陆和影响福建的台风及其造成的过程雨量,统计近10年登陆台风和近海未登陆台风个数。根据台风登陆点分北、中、南3类,其天气气候分布规律:登陆北部类的台风产生的暴雨天气强度弱、面积小,暴雨主要集中在宁德及福州、泉州两地(市)的东部;登陆中部类的台风产生的暴雨天气面积大、强度强,台风次数最多,暴雨落区几乎遍布全省,泉州以北沿海各市过程雨量都在100毫米以上,以宁德市最强,山区大部分县(市)都超过200毫米,柘荣县超过300毫米,是台风暴雨的北部中心;登陆南部的台风所造成的暴雨影响范围大,全省除三明、南平市外,其余地(市)都会产生暴雨,尤其是龙岩、漳州市过程雨量都超过200毫米,东山县接近400毫米,是台风暴雨的南部中心。另外,登陆浙江中南部的台风,能造成福建省3~11个站暴雨的所占比例约37.5%;登陆广东东部的台风对福建影响极大,暴雨分布面积广、强度强;登陆广东西部的台风能造成福建省暴雨的比例只占12.5%。
  1996年,省气候中心承担《福建省近千年龙卷风活动特点分析》研究项目。统计公元287—1910年的龙卷风记载资料,在境内发生龙卷风13次;1959—1994年福建气象台站龙卷风记载资料,在福建境内发生龙卷风12次。前后共25次龙卷风活动特点是:时间分布,多发在春、夏季,概率相近;新中国成立后的12次福建境内龙卷风记载,有11次出现白天13—18时(占92%)。空间分布,多发生沿海地区,有20次,占80%,内陆5次,占20%,有多发地段,龙卷风多发在低压、高温、高湿点附近,天空以积雨云占多数,地面伴有强风。据1949年后的12次龙卷风记载,其引发系统为台风(6次,均在7—9月)、冷锋(4次,均在5—6月)、飑线(2次,均在4月)。就强度而言,与台风、飑线相伴的龙卷风为强、为重,与锋面相伴者为弱、为轻。
  1998年,省气候中心承担《福建省近百年登陆和影响福建的热带气旋周期分析》项目。利用1884—1997年登陆与影响福建的热带气旋个数资料,应用小波方差贡献得出登陆和影响福建的热带气旋以25年或10年的振荡周期为主。
  2000年,省气候中心承担《青藏高原冬季积雪与影响福建热带气旋关系的研究》项目。利用青藏高原东部17个测站1957—1988年冬季(11-2月)平均积雪深度、雪日资料及异常夏季500百帕高度场资料,分析、对照登陆和影响福建省的热带气旋偏多及偏少年,其成果:青藏高原秋冬季积雪深度偏小(大),来年夏季热带气旋频数就偏多(少);而积雪日数偏多年,来年夏季热带气旋频数就偏少。
  2002年,省气象台承担《福建初夏(7月)旱涝特征的对比分析》研究项目。利用省内25个代表站1960—2000年7月的降水资料和北半球500百帕高度资料,以及西太平洋海温的月平均资料,首先标定典型旱涝年例,其次揭示降水的演变规律,最后对比分析典型旱涝年例的500百帕环流背景和海温特征,得出以下气候规律:福建初夏发生干旱年例和洪涝年例约“十年二遇”;2年、5—7年、19年和9年的周期振动较为明显;当北半球极涡偏弱(强),乌拉尔附近的阻塞形势就较为明显(不够明显),冷空气路径比较偏东(西),太平洋副高偏强(弱)偏南(北),东亚中纬度高度场偏低(高),太平洋中部槽加深(槽较浅),东亚地区高、中、低纬度高度距平形势配置为“正、负、正”(“负、正、负”)等特征时,则为初夏发生干旱(洪涝)提供有利的环流背景;当黑潮区海温偏高(偏低),而太平洋中东部赤道附近海域海温偏低(偏高)时,初夏易于发生干旱(洪涝)。(注:括号里的文字符号前后对应)
  2005年,省气象台承担《福建干旱指标体系研究》项目。利用连续无雨日数、降水距平或距平百分率、干燥程度、水库蓄水量距平百分率、河道来水的距平百分率、作物受旱面积百分比、成灾面积百分比、干旱降水频率等12种指标方法共24个单项干旱指标,以算术平均法和加权平均法来综合判定福建省干旱程度。研究得出:影响福建省气候异常(旱涝)的主要因素来自东(ENSO,即厄尔尼诺)、西(青藏高原)、南(季风)、北(极涡和中纬度环流)、中(副高)和太阳活动等6个方面,建立一系列影响气候异常(旱涝)的概念模式。(注:括号里的文字符号为所在方位的地名或天气系统名称)
  二、气候预测
  2000年,省气象台研制《福建省气候灾害动态监测预警系统》。利用暴雨、台风、干旱、高温(阴雨低温)以及强对流天气资料,建立一套适合于福建省气候特点的、能在发生前进行预警,发生时进行报警,发生后进行灾害影响评估的动态跟踪业务系统。该系统由主控程序和资料采集、灾害指标检索、历史灾害检索、诊断预测、灾害预警服务等5个功能模块组成,将资料采集、计算、绘图与产品制作和发布纳入自动化、信息化业务流程。
  2001年,龙岩市气象局承担《闽西雨季异常的气候分析及预测》研究项目。利用闽西地区雨季近40年气候资料,寻找闽西雨季异常的气候规律。结果发现:前汛期降水存在明显的多雨期和少雨期,汛期降水异常偏多主要出现在20世纪70年代以前,异常偏少则在1970年以后;5月降水异常与西风带系统影响有关,6月降水异常与副高的强度、位置有关。同时,应用上年9月乌拉尔地区和里海地区500百帕高度场资料与龙岩次年雨季强度建立统计相关,对雨季降水异常有一定预示能力。
  2001年,省气象科技服务中心研制《福建省灾害气候短期预测业务服务系统》。利用近百年影响福建热带气旋的多时空分布资料和福建省汛期500年旱涝的多时间尺度变化特征,建立影响福建省热带气旋异常成因及预测模型。该模型应用影响福建省的热带气旋异常年份大气环流形势和太平洋海温特征,制作短期气候预测,建立福建旱涝的年际背景成因及预测模型。再应用连续小波变换、正交小波变换和谱分析法等方法,分析旱涝与大尺度环流系统的关系,再将神经网络模型和典型相关分析等用于汛期旱涝预测,建立灾害气候短期预测业务服务系统。
  2001—2002年,省气候中心承担《福建省3—6月降水异(反)常特征及预测探讨》研究项目。分析历年3—4月(春雨)、5—6月(雨季)降水异常的标准、气候特征、预测因子(强信号)及预测模型等研究成果,应用以距平除以标准差与降水五分法相结合的方法和小波分析法揭露3—6月降水异常程度,建立3—4月和5—6月降水的物理概念和预测概念模型。在预测模型中,设计典型距平相关法与聚类分析法制作3—4月和5—6月降水预测;利用OLR(长波辐射)资料诊断5—6月降水趋势。
  2002年,省气象台研制《福建省汛期降水量场短期气候预测模式》。分析汛期降水量场的气候特征,从热带对流活动、高原积雪、ENSO循环、东亚季风、西太平洋副高及中纬度环流等6个要素场中提炼影响因子,建立汛期降水量及其相互联系的物理机制。得出以下成果:发现高原积雪异常的同期,与北半球大气环流异常的遥相关密切,提炼出遥相关型强度指数,作为反映高原积雪异常与否的参数指标,对旱涝预测有指导意义。通过诊断分析,提炼出对汛期降水有影响的前期征兆和强信号,用典型相关分析和均生函数等方法,建立福建省汛期降水预测模型。同年,省气候中心承担《福建省热带气旋短期气候预测方法的研究》项目。对影响福建省热带气旋长年代序列的趋势、周期和突变,采用小波分析等方法,分析影响福建省热带气旋的演变规律。对影响福建热带气旋的异常活动与季风、海温场、厄尔尼诺、OLR、青藏高原积雪等关系,采用合成分析和奇异值分解等方法,找出有明确物理意义的预报因子。最后用最优子集回归、均生函数、BP人工神经网络、投影寻踪回归、动态系统多层递阶等数理统计方法,建立以统计方法为主,统计、动力、经验相结合的短期气候预测模型。
  2002—2005年,省气象台承担《福建省汛期旱涝灾害短期气候预测方法的研究》项目。其主要预测方法:气候演化分析法,揭示4-5年和2年、5—7年、19年、9年的周期振动,分别为前汛期和初夏旱涝变化的主要演变规律;物理概念模型法,揭示影响前汛期、伏旱期和后汛期旱涝的物理因素,提炼其影响因子关系模型;预测概念模型法,揭示影响前汛期、伏旱期和后汛期旱涝的前期影响因素,提炼其预测因子关系模型;诊断分析法,提示OLR对前汛期降水的高相关影响区域,以此区域的实时资料在诊断5—6月降水趋势中运用;数值预报产品释用法,计算6月降水与6月500百帕平均环流场的相关关系后,分别应用等权、线性和抛物线性的权重集成方法计算的数值预报产品,诊断6月降水,为预测提供新依据;统计方法,设计典型距平相关法和相似法,并与聚类分析方法相结合预测5—6月降水量;主体分析法,对物理概念模型、预测概念模型、诊断设计、数值预测产品和气候背景等在所预测的时空段中可能发生的事件进行立体分析,判断预测结论。
  三、气候影响评价
  1993年,省气候中心承担《福建省气候灾害及其评估》研究项目。利用福州、厦门近百年及有代表性的地(市)气象台站自其建站以来的气象观测资料,对福建省的洪涝、台风、干旱和寒害等主要气候灾害及所造成的损失,近50年到100年来各年这些灾害的严重程度作出比较研究,建立这些灾害的评估模式,确定历年气候灾害年景(年型),评估它们对福建经济(主要是农业及粮食作物)的影响。
  1997年,省气候中心承担《气候评价数据库及评价方法研究》项目。制定气候评价规定,统一灾害性天气标准和主要要素评价标准,建立气候评价常用数据库及相应的管理程序、旬月报及AB报文自动网络采集、编译、制表的业务流程。该评价方法重视社会资料的采集和应用,软件设计具有兼容性、实用性,作为气候评价、气候诊断和旬月报等的业务基础。
  2000年,南平市气象局承担《南平农业生产中气候灾害评估方法研究》项目。利用1961—1999年气象常规资料、建阳市农业生产中作物种植面积和产量及受气象灾害的面积、状况等相关资料,形成气象常规资料库。以“三寒”、洪涝、夏秋旱等影响该市农业生产的灾害为主要气象因子,以产量损失量的大小为灾情指标,建立气候灾害评估方法,评估气候年景好坏。
  2001年,省气象科技服务中心研制《福建省气候灾害检索评估服务系统》。形成主要气候灾害(包括干旱、寒害、暴雨、高温等)和台风灾害历史资料的检索评估系统。系统中台风资料的检索,不仅有常规的热带气旋资料、灾害检索,还增加图形编辑、区域检索等新颖快捷的检索方式。检索结果可以用图形、文字表格等多种形式显示,并使用WINDOWS下VBA技术实现WORD文档自动生成,实现服务产品生成的全程自动控制。
  2003年,省气象科技服务中心研制《气候应用评估服务子系统》。应用均生函数场、BP典型相关、奇异值分解等方法对月、季气温、降水等气象要素场进行预测,利用OLR资料和数值预报产品诊断5—6月旱涝趋势和6月降水量。其中应用奇异谱分析方法制作热带气旋频数预测,建立福建5—6月、7—9月旱涝趋势和影响或登陆福建的热带气旋年频数的预测概念模型。在短期气候预测业务系统中,对环流形势、海温状况、气候指标、气候要素变化、异常值等资料进行检索分析,可分气象要素序列和气象要素场,采用多种统计方法进行短期气候预测,生成预测产品,并对短期气候预测产品进行质量评定。在评估服务系统中,运用SPSS计算机统计语言编程和GIS技术作图,具有气候评价、气候事件、影响评价、气候变化、公报制作和查询检索等功能。该项目研究实行边科研边开展业务应用。
  第四节 农业气象研究
  一、农业可持续发展气象条件
  1991年,福州农业气象试验站和福州市蔬菜科学研究所联合承担《利用山区地形气候资源发展夏季反季节蔬菜生产技术推广》项目在闽侯县大湖乡、云霄县火田乡示范,利用山区夏季冷凉的气候特点,推广大白菜、甘蓝、花菜、番茄、青椒、荷兰豆、芥菜等喜凉蔬菜种植,筛选适宜品种,确定适宜播期。
  1994年,省气象科学研究所承担《福建省农业气候资源区划动态研究》项目。补充1980年后期的气候资料,同时,分析光、热、水诸要素的数量和空间分布特征,并与全国第二次农业气候资源区划(1985年完成)工作成果进行对比分析,提出农业气候资源区划动态变化的新情况和应对建议。
  1999年,福州市气象局承担《琅岐闽台农业合作.试验区气候资源调查与分析》项目。采用NZY-Ⅱ型农林小气候综合观测仪,选择两个时段(7—9月及12—2月)在福州琅岐岛雁行洲设置气候对比观测点,将其观测资料同福州市晋安区气象站观测资料进行对比分析。并采用相关法和时延法,推算琅岐岛近20年温度、降水和光照指标,利用全国第二次农业气候资源区划资料,并结合实地调查,为琅岐闽台农业合作及高优农业的发展提供气候依据。
  2001年,三明市气象局承担《三明市山地气候资源开发利用研究》项目。利用当地活动积温、光照、降水资源,分析水稻、甘薯、马铃薯的生长期对温度、光照、降水等气候资源的需求,以80%保证率划定这三种作物合理布局的气候区划指标值,在此基础上建立三维区划模型,利用GIS技术,作出空间分布区划图,区划结果应用于农业生产。
  二、作物产量预测
  1992年,省气象科学研究所承担《闽东南旱作气象条件和产量预测》研究项目。在省内首次定量研究沿海赤黄壤旱地作物一土壤一天气三者间的关系,以花生、甘薯丰歉年的土壤水分状况为指标,定量确定6—11月持续无透雨天数与耕作层土壤相对湿度的关系,配合6—8月干旱天气环流形势,建立夏季丘陵旱地耕作层旬降水量与旬累积雨量的关系,预测旱作物产量。
  1995年,省气象科学研究所承担《气候变暖对福建粮食生产的影响》研究项目。分析全球气候变暖的大环境下福建省气候变化的趋势,以及气候变化对福建省农业气候资源、粮食作物种植制度、病虫害、水稻生产潜力、水稻三寒、冬种小麦生产等的影响,提出相应气候变化的对策。
  1998年,省气象科学研究所承担《福建省甘薯产量预报方法与业务应用》研究项目。将全省甘薯分成4个气候区,采用产量与天气对比确定影响甘薯产量的关键因子。应用模糊聚类方法,建立各代表点的产量预报模式,进而综合集成全省甘薯产量,形成甘薯产量预报业务系统。
  2003年,省气象科学研究所承担《福建省水稻产量农业气象预报农学模式的建立及其应用》研究项目。据累年资料,形成历年双季稻生育状况观测数据库,确定影响双季稻产量构成三要素的关键气象因子,建立双季稻产量预报的农学模式。
  三、名优作物的气候适应性
  1991年,省气象科学研究所和南平市气象局联合承担《武夷名岩茶开发与扩种》推广项目。要求推广两亩“品种试验茶园”,繁殖成功20余个武夷岩茶品种,种植“肉桂”等岩茶1000多亩。同时,在武夷岩茶原产地与引种地进行气候、物候平行对比观测和茶叶品质及茶园土壤化验。根据试验,构造含多个气候要素的综合指标,建立各指标与茶叶酚氨比的定量关系,指明增湿、遮阴是提高茶质的主要途径之一,提出适宜发展岩茶的环境条件。
  1997年,华安县气象局承担《坪山柚种植与气候关系》研究项目。根据该县各乡镇不同的地形气候差异,规划坪山柚最适宜、适宜、次适宜种植区。区划除九龙江两岸最适宜区外,在海拔300米以下的山坡地也区划为适宜区。同时,根据坪山柚落花落果与气候条件的关系,提出不同天气气候状况应采取不同的对策预防落花落果,这些技术措施已被果农普遍应用。
  1999年,长泰县气象局承担《长泰芦柑与气象条件关系研究》项目。利用气象、物候平行观测取得柑橘物候资料及柑橘园小地形气象资料,结合果场历史芦柑产量资料,统计分析芦柑产量丰歉与气象条件的关系(包括柑橘花期、落果期气象条件,柑橘果实膨大速度),以及气象条件对柑橘病(虫)害的影响等,确定影响长泰芦柑产量的主要气象因素和关键期,提出相应的农业技术措施。研究成果为长泰芦柑生产提供技术指导和气候依据。
  2001年,建瓯市气象局承担《锥栗生产与气候条件的研究》项目。通过平行观测方法,获得种植区锥栗物候期的气象要素数据,采用数理统计方法和GIS技术,对建瓯市锥栗气候适应性进行分区分析,并将锥栗气候适应性的成果应用于该市锥栗种植的气候区划。同年,省气象科学研究所承担《闽东北晚熟龙眼荔枝合理布局3S技术分析》项目。利用1961—2000年长序列的气候资料,收集闽东北晚熟龙眼、荔枝的生产资料,结合野外农业气候调查和海边短期气候考察,建立闽东北极端最低气温等要素空间内插推算模式,以及闽东北晚熟龙眼、荔枝安全越冬的农业气候指标。同时,运用GIS技术进行闽东北晚熟龙眼、荔枝的精细区划,并提出优化布局的建议。成果进入农民咨询服务热线,直接为农民引种、扩种晚熟龙眼、荔枝开展服务。
  2001—2003年,漳州市热带作物气象试验站承担《一品红花期调控的农业气象适用技术》推广项目。利用一品红日照的特性,采取控制一品红日照时间长短的方法,结合几种能够抑制植物生长的生物调节剂(如乙烯利、多效唑、比久等药物),进行交叉试验,达到让一品红提早开花以错开普通一品红成品花上市的目的。
  2002年,南平市气象局承担《闽北牧草新品种的气候适应性研究》项目。项目引进各种牧草新品种,进行气候适应性试验,从中筛选出紫花苜蓿(NS00-33)、苏引一号黑麦草(FGC-8201)等8个适宜种植的新品种在当地推广引种。优化禾本科牧草“南牧一号”、青贮玉米“花单”等栽培技术,同时,完成南平市紫花苜蓿种植气候区划。
  2003年,福州市气象局研制《福州市橄揽种植农业气候区划咨询系统》软件。以橄榄越冬期极端低温、花芽分化期低温量、地形要素及土地利用现状等因子,将“3S”(指遥感卫星系统、地理信息系统、地理定位系统)技术在国内首先应用于橄榄种植农业气候区划,建立极端最低气温与坡向关系的余弦函数模型,以及极端最低气温与坡度关系的反正比函数模型,提高地形气候模拟精度。该区划成果为福州市橄揽种植区域布局提供了科学决策依据。
  2003年,省气象科学研究所承担《引种台湾热带优良水果的气候适应性评估方法及其在气象服务中应用的研究》项目。利用实地考察、调查,实测资料,建立引种台湾热带优良水果气候适应性评估方法,建成气候适应性评估业务服务系统平台。同时,利用GIS技术分析台湾主要热带水果在福建种植的低温冻害分布特征,为提高气候适应性评估服务。
  2004年,清流县气象局承担《清流引种台湾蜜雪梨气候适应性研究》项目。利用该县农业气候资源和农业气候区划成果,进行省级优质蜜雪梨中期试验,提出趋利避害发展蜜雪梨的气候指标:①极端最低气温低于4℃,是蜜雪梨开花授粉、幼果受冻的温度指标。极端最低气温小于3℃的平均负积温每增加1℃,坐果率平均下降0.61%。②蜜雪梨种植区域,纬度每北移0.1纬度,平均坐果率下降0.27%;海拔每上升100米,坐果率平均下降0.88%。该研究对影响蜜雪梨坐果率的气象因子进行分析,确定蜜雪梨开花授粉和幼果受冻的农业气象指标。
  2005年,南平市气象局承担《闽北气候生态环境发展优质牧草的前景评估及GIS区划》研究项目。以南牧1号为研究对象,利用平行观测方法,开展不同种植密度、不同刈割强度、不同覆盖处理试验,分析温度、降水量、光照等气象因子对生物学产量、干鲜比和越冬性的影响,并根据试验结果,应用气象数据、数字福建数据,以及GIS技术,完成南平市南牧1号杂交狼尾草种植气候区划。
  四、气象卫星遥感监测的农业应用
  1993—1996年,省气象科学研究所承担《利用极轨气象卫星遥感资料接收系统,对海洋渔业资源、近海环境和森林火险进行监测服务》研究项目。利用极轨气象卫星遥感接收的资料,分类建立模式:在渔业资源监测方面,根据常温海洋面的热红外辐射分布状况,建立相关统计回归模式。在近海环境监测方面,根据水体对可见光谱的反射率与水体本身的浑浊度存在关系,以及不同时相的卫星遥感资料综合分析,监测近海环境海水悬浮泥沙的分布。在森林火点监测方面,根据黑体辐射的相关定律和火灾高温辐射状态下其光谱特征表现出异常明显差异,识别出地面异常高温的林火点。
  2001年,省气象科学研究所承担《丘陵山区旱涝灾情监测服务系统研究》项目。首先提出适合福建省丘陵山区的旱涝灾情气象卫星遥感监测方法,确定特旱、大旱、中旱3个旱级的供水植被指数指标值和判断洪涝的归一化植被指数变化差值的指标,使旱涝灾情的识别定量化。同时,进行旱涝灾情遥感解译图像的矢量化和GIS应用技术融合,将旱涝灾情的辨识结果落实到地类图斑。该研究还建立省内主要江河水位与雨量关系模式,开发“旱涝灾情遥感监测子系统”和“旱涝灾情分析服务子系统”等,形成旱涝灾情监测服务系统工作流程。
  2002年,省气象科学研究所承担《极轨气象卫星遥感资料预处理及应用软件系统》研究项目。利用极轨气象卫星遥感资料和WINDOWS操作系统,研制资料处理和软件系统。该软件具有投影变换、定标计算、地理精度纠正、云检测等预处理功能;植被指数、陆表亮温及云顶亮温计算等一般应用功能;森林火灾、近海岸泥沙等专题应用功能。在技术上解决卫星资料预处理,植被指数计算、亮温反演、林火自动识别、泥沙分布监测等问题。软件系统已投入业务运行。制作的植被指数及其动态变化分析产品通过网络上传至中国气象局等相关部门。
  2004年,省气象科学研究所承担《福建省农业生态环境动态变化评估及区划研究》项目。利用多平台卫星遥感信息源结合常规调查方法,进行农业生态环境研究,建立农业生态环境综合数据库和福建省农业生态环境评估指标体系。同时,利用GIS技术分析农业生态环境现状及时空动态变化,用GIS技术开展农业生态环境区划。
  2005年,省气象科学研究所承担《MODIS资料在福建省陆海环境监测中的应用》研究。利用赤潮灾害监测和林业调查规划、生态与农业气象等观测资料,研制根据MODIS资料测算滩涂面积的方法。对目前叶绿素浓度反演的多种标准经验算法进行验证分析,提出适合于MODIS数据的近海环境叶绿素浓度反演算法。建立适合MODIS资料的悬浮泥沙浓度反演经验模型和业务应用系统。这项成果在赤潮灾害监测和林业调查规划、生态与农业气象等领域中得到应用。
  五、作物冻害与病虫害预警及评估技术
  1991年,省气象科学研究所参加省农科院主持的《水稻“两病两虫”新技术预警系统和防治对策研究》项目。利用常规气象资料,以及水稻田小气候和大气候温度、湿度对比分析,探讨稻虱越冬气候条件和天气类型。其主要天气类型有:褐稻虱只是在降雨及下沉气流的逼迫下被动降落,因此水稻生产季节虫源的多寡与降雨及下沉气流关系密切。5—6月份出现的东北气流下的褐稻虱峰迁现象,是西南气流带来的虫源因未遇到合适天气条件没有降落,飘流到福建省以北上空后随东北风南下,遇降雨或下沉气流而迫降。
  1997年,省气象科学研究所承担《冬季低温冻害评价方法的研究》项目。利用年度极端最低气温作为评价的主导因子,研制的站冻指数可用于评价多年生果树经济栽培可行性分析方法。区域冻害评价(含常规、单项作物和综合冻害评价),用低温年景指数表示低温强度,三种不同抗寒力物种的冻害程度表示低温影响深度,作物各冻害级别的台站数表示低温影响广度。用年景评价指数及三物种的冻害指数之和表示年度区域综合冻害指数。最后用综合冻害指数偏离平均值的程度来确定该年度无冻、稍微冻、一般冻、明显冻和异常冻。客观评价技术作为省、市、县三级冬季低温冻害的评价方法。
  1999-2003年,古田县气象局承担《探讨果树炭疽病大发生与气象条件关系》项目。利用该县桃、柿果树炭疽病流行观测资料,分别研究果树炭疽病暴发和流行的气象指标值。桃炭疽病暴发流行的气象指标值为空气相对湿度日平均值连续10天≥81%。柿炭疽病暴发流行的气象指标值为空气相对湿度日平均值连续9天≥82%。根据上述气象指标值,在日常长、中期天气预报中,为果农提供果树炭疽病预测预警。
  2001—2003年,省气象科学研究所和省气象台联合承担《冬季低温变化规律及其在果树生产上的应用》研究项目。利用福州、厦门近百年及闽西北有代表性县站低温资料,挑选某低温强度日前后的逐日资料,分析冬季低温的变化规律,提取其中年度极端最低气温与纬度、海拔、相对高度和距海远近等地理因子的关系,建立用地理因子模拟推算年度极端最低气温的数学模式,并提出冬季福建果树生产对策。研究成果在闽东北晚熟荔枝的布局和果园的选择工作中得到应用。
  2004年,省气象科学研究所承担《福建省果树冬季冻(寒)害低温预警技术研究》项目。利用果树冬季冻害低温资料,并根据年度最低气温出现日期,普查地面、高空图及最低气温当晚的气象要素等资料,分析当地面高压中心强度超过1050百帕、西路入侵冷空气、850百帕零度线与东经120度相交的纬度小于24度时,省内可能出现果树冻害的低温,同时建立低温预报模式,并应用福州、厦门、邵武站地面及高空实时资料代入公式求得的最低气温作为各站短期定量预报值。应用当晚20点气温、云量、相对湿度、风代入公式求得福州、厦门、邵武等多个站最低气温短时预报公式,根据最后低温预报值在当地果树的4个预警指标的落区进行预警。
  第五节 大气探测技术应用研究
  一、雷达资料应用与防护技术
  1996—1998年,厦门市气象局研制的《多普勒天气雷达资料处理和释用技术》是在中国气象局首部自行设计与研制的714(SD波段)多普勒天气雷达上进行二次开发的软件,主要技术包括常规业务计算(实时图像、原始资料显示、资料自动压缩归档)、强对流的自动识别、闪电定位资料显示(闪电定位、数字化地形、雷达资料叠加显示)、台风的探测(台风定位、台风路径显示、台风编报、台风风场反演)、资料滤波分析和雷达定量测量降水等方面。该技术对环境要求低,能在网络工作站中独立运行,实现资料共享。
  1999年,省气象局研制《雷达等射束高度图制作方法》。该研究成果详细介绍雷达等射束高度图(即雷达有效地理视距图)制作原理和方法,要求遮挡角测量及等射束高度图绘制在建站前后各做一次,建站前是为选址服务,建站后可以根据雷达天线实际情况(高度和遮挡角)变化而定。在四周遮挡角发生较大变化后,应及时绘制新的等射束高度图,并提供给相关单位。
  2002年,龙岩市气象局承担《新一代多普勒天气雷达(CINRAD/SA)系统高山站环境研究》项目。应用多学科的先进技术,解决(SD波段)系统高山运行环境、雷达站环境、电磁环境、防雷系统、通信系统、供电系统等建设中的关键技术问题。其主要技术有:在国内首次提出应用天气雷达频率分析的计算方法,使站址选择科学合理。应用小尺度空间屏蔽网、全线路的屏蔽处理、优化均压地网和电源系统三至四级保护等技术,有效地解决高山雷达站雷电防护问题。应用微波一光纤宽带传输系统,实现市气象局与高山雷达站远程宽带通信及系统“遥控、遥测、遥传”功能。应用多级防雷技术、安装高通滤波器等技术,提高市电电能质量,确保雷达系统的安全可靠运行。研究成果充分发挥新一代多普勒天气雷达系统对灾害性天气的监测能力,为新一代天气雷达大范围布网,尤其是高山雷达站建设提供技术。
  2004年,南平市气象局研制《新一代天气雷达业务综合应用系统》。从雷达观测出发,结合实际工作状况,编写实用程序弥补雷达软件系统的不足。其成果有:新一代天气雷达产品自动传输和产品复显;将PUP(新一代天气雷达产品显示)产品自动读取和传输到指定的计算机内,并上传到指定的服务器上,完成图像产品上网,实现PUP产品的显示;新一代天气雷达PUP地图汉化、编辑与定位;制造定点定位字符,对PUP地图进行汉化,编辑南平市精细地图;新一代天气雷达基数据监控及自动拷贝;通过程序对RPG(新一代天气雷达基数据处理)存储的基数据进行监控,对造成基数据停存的雷达故障发出警报;当基数据文件扩展名编号到999时,或程序自身运行发生错误时,发出报警;当基数存储到一定量时自动转移,建立新一代天气雷达观测平台;使雷达回波分析并产生分析意见,省气象台文件传输、天气形势下载、雷达拼图及文件上传情况检查等功能集中在统一平台上,便于操作。该成果分别在建阳气象雷达站、南平市气象台、武夷山机场等10个地区推广使用。
  二、观测与资料处理、装备保障技术
  1991年,省气候中心承担《福建省丘陵山区观测台站网最佳密度的研究》项目。应用气象要素线性内插误差与该要素结构函数有关的理论,根据观测站网内地形差异,即气象要素空间递变的规律,研究不同地形区域气象站网设置。结果表明:该方法运用于高度差不太大的丘陵山区是可行的。其站网设置,福建省山地区域39公里、丘陵区域42公里、平原区域50公里为最佳距离。
  1997年,省气象技术装备中心研制《气象计量检定系统》。本着为社会提供公用标准,为各行各业提供准确数据、拓宽社会服务领域的原则,建立、完善气温、气压、湿度、风四个项目五个标准,其性能标准达到国家技术监督局的要求。开发计量管理及检定数据处理系统,进行检定设备自控和设备改进,提高自动化程度和技术水准。
  1998年,厦门市气象局研制《福建省国家基本站地面测报气象信息处理系统》。运用BASIC语言编程,使地面气象资料处理从数据输入存储、计算编报、自动转发报直至机制报表业务实现一体化,提高地面气象测报信息处理能力。利用微机软件开通厦门一福州自动转发报,开发厦门市气象台一市邮电局之间的航危报自动转发报软件。
  2000年,省气象科学研究所承担《农业气象观测报表微机制作研究》项目。对23个农业气象观测站三个项目相应观测报表实现在计算机上制作,解决报表线条数值化、资料录入、打印输出等关键问题,达到观测要素统计无差错、报表格式化,符合中国气象局规定要求。软件可运行于WINDOWS中文操作系统,制作简便快捷,符合农业气象人员应用要求。
  2002年,省大气探测技术保障中心承担《采用分组交换网络传输基本(准)站上行资料的试验》项目。其成果:选择和试验成功用X.25网上传全省基本(准)站上行资料;自主开发出与安徽“地面编报软件”衔接的端站通信程序,实现气象经X.25网顺利通信传输;编制省气象台中心站通信软件,将经X.25网上行的气象资料加工处理,形成新的文件送入“9210”工程通信双向站,上传至国家气象中心。
  2004年,省气象局承担《浙闽沿海及台湾海峡冬季大风风速计算方法探讨》项目。利用东海区海陆大风对比的试验结果及26艘船只两个月的海上航测实况资料,通过对各种风速进行海陆比值分析、差值分析和测站对比分析,论证据陆上大风推算该海区大风风速计算式的可靠性。结果认为:嵊泗、大陈两岛测站陆上风速接近海区实况,其余沿海测站陆上风速较海区实际风速相差甚远;经计算的海区风速更接近海区的实际,除平潭站的计算结果对海上大风不敏感没有代表性外,其余代表站对所在海区风速增减较敏感,具有较好的代表性;崇武站的计算风速大于海上实际风速,其余各代表站的计算风速都小于海上实际风速;各代表站对9级以上大风敏感性差,计算偏差较大,且风速越大,偏差越大。
  2005年,省大气探测技术保障中心研制《福建省气象设备运行监控网络一故障报警综合处理系统》。该研究在设备运行监控中心,实现对新一代天气雷达、自动气象站、闪电定位仪等设备故障的统一处理。其处理系统包括故障报警分类集成显示,故障报警信息的统一查询,设备信息的统一查询,设备运行管理信息的人工录入和统一查询等。同时实现故障报警信息设备运行状态参数、设备操作记录、台站信息的统一处理和集中查询,以及维修记录的人工录入和统一管理。
  三、卫星气象产品应用技术
  2001年,省气象科学研究所承担《前汛期中尺度对流云团的特征分析》项目。根据地面雨强分布,与对流云团的云顶温度及相应尺度变化逐级拟合,以定量方法寻找和确定影响福建省中尺度对流云团形成时的云顶温度阈值;同时对中尺度对流云团作逐个跟踪,分析云团图形特征量和地面降水变化情况,寻找其生消规律并给予定量描述,为卫星云图定量估计降水、数值模拟和人工降水提供客观依据。同年,省气象科学研究所承担《福建省前汛期对流云团红外云图特征量统计分析》项目。利用前汛期气象卫星红外云图观测资料,计算红外云图云顶温度TBB(TBB≤-44℃像素点总和区域)的面积,获得影响云团降水的特征量,即云顶温度TBB和云团冷层云温面积占有率的小时变化量(△Zi),用于在一定限度内估测地面降水。当前汛期中尺度对流云团冷层面积占有率(∑Zi)平均可达到38%时,在冷层面积达到峰值前,地面强降水(R≥8毫米/小时)可持续3—4小时。
  2001年,省气象局和福清市气象局联合研制《气象信息局域网络预报服务产品制作平台》。利用单收站原始资料,建立适合于INTERNET技术的气象信息局域网,将MICAPS卫星接收系统的卫星云图转换成通用的图形格式。同时,应用动态网页技术,实现天气预报文本信息、卫星云图资料、全区四要素自动站资料的实时更新、制作网页,具有气象信息的远程检索及信息交互等功能,能及时、方便、快速地调阅各种气象信息。
  2002年,泉州市气象局研制《卫星云图反演晴空总水汽量》。利用卫星(GMS-5)红外分裂窗通道和水汽通道特征,结合探空资料反演福建省夏旱期间晴空情况下的总水汽量。根据反演结果的公式对2001年7—9月福州、厦门、邵武三站8点和20点晴空总水汽量进行计算后显示,三站总水汽量日变化比较明显,从早上开始增加一直到14点,之后又逐渐减小,到夜间3点达最小。同年,省气象台和南平市气象局研制《“98•6”闽北暴雨过程中云、雨相关分析与短时降水的云估测模式》。利用1998年6月12—22日闽北罕见的长历时暴雨过程,定量揭示这次过程云、雨间的相关特征,并进行以GMS通道资料为信息源的短时降水云估测试验和评估。结果表明:GMS-5红外1通道(IRI)的宽度温度(ITb)和水汽通道(WV)的亮度温度(WTb)在订正后与未来的短时降水量有较好又稳定的定量相关。相比之下,WTb的相关程度要优于ITb,研究给出一个短时降水的卫星定量估测模式,并做估测与对比,以实例证实卫星资料定量估测短时降水的可能性。
  四、自动站站网技术
  1998年,漳州市气象局承担《MILOS500自动气象站资料的自动处理与共享》研究项目。利用在漳州市气象局安装的VAISALA公司的MILOS500型自动气象站的监测资料,从网线布设及网络连接,自动站自动上网、上传和资料处理,显示和查询三个部分的技术进行研究,达到自动站数据实时共享及双机备份。三个部分的技术包括:地面测报自动站微机到市气象台服务器间较远距离的稳定信息传输,采用最优网线布设和信号线屏蔽及防雷接地技术,并与“9210”地网和Ⅱ型遥测站地网连接,防止雷击损坏,达到网络工作稳定。利用以VSAT卫星电话交换机为核心的内部电话网,进行终端拨号方式联网试验,实现备份联网。
  2000年,省大气探测技术保障中心研制《四要素自动站网建设》。利用自动站传输网实现实时显示、自动定时观测和资料传输等功能,开发自动站网分中心调取资料软件、资料分级上网通信传输软件、自动站微机终端显示程序和连接121的装置,以及端站实时显示装置、防雷和供电装置。用自动站资料替代5时雨量的人工报,减轻观测人员的劳动强度,在台风、暴雨等灾害性天气发生时,能及时通过自动站网了解天气实况。
  2003年,省大气探测技术保障中心承担《自动站故障信息收集和反馈软件研制》项目。利用虚拟主机在互联网上构筑一个信息平台(ASP+ⅡS),建立相关数据库(包括设备基本信息、台站基本信息、用户基本情况、维修维护记录、技术支持信息库以及论坛等),并通过ASP内嵌的ADO实现对数据库访问和管理。基层台站维护维修人员能够通过平台实时上报故障情况,实时查阅省级维修中心故障处理意见,并通过平台与省级维修中心交流。能通过平台查看和下载有关技术资料,实时查阅本站历史故障记录以及省级维修中心有关重要通知。省级维修中心开设故障实时报警功能,对台站上报的故障报告能实时写入故障处理意见,并能对台站维修维护人员进行指导。
  2004年,省气象台承担《Ⅱ型遥测仪监测资料的质量评估》研究项目。利用2000—2001年省Ⅱ型自动站遥测资料与同期人工观测的资料进行对比评估,以及遥测资料与历史资料序列的差异分析,得出遥测数据质量评估结论。质量评估总体反映新型探测数据质量状况良好,体现质量评估技术可行、可靠,为Ⅱ型自动站投入单轨业务运行,申报将Ⅱ型遥测资料作为地面气象观测的正式记录,提供科学依据。
  第六节 人工增雨试验研究
  一、人工增雨效果评价
  1993—1994年,省气象科学研究所承担《人工降水效果统计评价系统研究》项目。该项目是在20世纪80年代后期国家气象局课题《人工降雨作业效果检验方法研究》基础上,优化固定目标区和对比区回归试验方案,建立与随机试验方案结合的统计评价系统。试验方案从长序列的历史同期样本中随机抽取一个样本作为对比样本,如果对比样本与作业单元自然降水样本属于同一总体,则可以用该组样本建立目标区与对比区的自然降水量回归方程,然后依此计算降水量来估算目标区自然降水量,并与实测降水量进行比较,对人工降水的效果作出评价。评价结果显示:该作业试验平均相对增雨效果为26.93%,绝对增雨为1.52毫米/3小时;入库流量序列试验分析效果每年入库流量增加7928.67×10⁴立方米。
  1993—1996年,省气象科学研究所承担《人工降水对自然降水时空分布影响》研究项目。利用古田人工降水12年试验催化引起的下风方效应,样本容量244个,研究面积2万平方公里的基本数据,应用统计数值模拟方法研究人工降水催化对自然降水时空分布的影响。结果表明:作业点下风方15~90公里降水明显增加,90~150公里降水明显减少。模拟结果还表明:催化不仅使总降水量增加,而且改变降水分布,对云雨转化的研究为上述结果提供可信的物理解释。
  1999年,省气象科学研究所承担《人工降雨影响区自然降水量的一种估计方法》研究项目。在分析各种效果评价方法基础上,提出一种估算人工降雨影响区(或作业区)自然降水方法。该方法不对自然降水的时空分布作平稳性的假设,而是通过分析作业期自然降水特征,事先确定一些数据,从长序列历史样本中获得可供比较的样本。
  2000年,省气象科学研究所承担《利用人工降水效果统计量评价人工降水效果》研究项目。在各种效果评价方法基础上,分析人工降雨增水效果统计量规律服从正态分布,增水效果统计量的均值与增雨效果密切相关,一元线性回归效果好。利用这一规律,通过统计增雨效果统计量,可以求出人工增雨效果。
  2002—2003年,省气象科学研究所与安徽省人工增雨办公室联合承担《人工增雨效果综合检验技术方法研究》子专题《南方夏季对流云人工增雨效果检验方法研究》项目。利用福建省人工降雨效果统计评价系统的研究成果,在安徽省推广应用,其成果:应用统计数值模拟方法,研究降水自然起伏对效果评价影响,以及在不同功效及可信度条件下的试验周期等。进一步研究人工增雨催化效果(包括数值模拟分析催化效果和综合分析试验区催化效果)。
  二、人工增雨背景和物理条件
  1993年,省气象科学研究所承担《福建省夏旱期间空中水资源及人工降雨条件研究》项目。利用近20年夏旱期间不同类型的天气形势和空中水资源资料,划分若干天气型,各型水资源特征:副高控制型,占夏旱天数的2/3,整层水汽总量及水汽辐合量偏小,不利于人工降雨,但山区有局地加热,引发对流性云系发展,有利于人工降雨。副高偏南型,其588线北侧位于闽中、北部,内陆的南平片、连城片空中水资源比沿海较丰富,有明显的水汽辐合,有利于人工降雨。副高偏北型,其588线南侧位于闽中、北部,晋江片、连城片水汽总辐合较大,平均达1.46毫米/平方厘米,有利于人工降雨。台风外围影响型,全省空中水资源显著增大,是人工降雨的好时机。
  1998年,省气象科学研究所承担《福建夏旱期间有利于人工增雨作业的天气形势分析》项目。利用1985年至1994年7—9月16个代表站降水自记资料和逐日4次云观测资料,界定夏旱标准,进行旱区划分和夏旱期间的天气形势分型,共出现264个夏旱个例,归纳为12种天气型。旱区分为I区,平均干旱日数165天,夏旱出现概率最大,Ⅱ区干旱日数91天,Ⅲ区干旱日数69天,Ⅳ区干旱日数106天,夏旱出现概率次之。在分析各天气型特征及云、降水特征后,归纳出各天气型人工增雨作业条件和有利作业区。结果表明:各旱区在夏旱期间均具备人工降雨的作业条件,沿海地区具备作业天数占旱期天数的6%~7%,内陆旱区约占10%,内陆两个旱区优于沿海旱区。
  1999年,省气象科学研究所承担《南方旱期积云降水物理机制》研究项目。应用参数化积云模式,对福建省1985—1994年间主要旱期出现的36个积云个例进行模拟,模拟结果按降水物理过程分成冷云、混合云、暖云三大降水类型,分别论述它们成云致雨的降水过程。并经过天气型的分类调试,得出适合福建夏旱天气气候条件的积云应用模式。
  2000—2001年,省气象科学研究所承担国家科技部课题的子项目《南方夏季对流云人工增雨潜力区识技术研究》。利用探空资料、卫星云图资料、常规雷达资料、“GMS-5”红外分裂窗通道和水汽通道等数据,分析空中水汽含量及其分布规律,了解南方夏季空中水汽含量,干旱天气气候特点及旱期人工降水背景条件。在上述相关资料分析的基础上,应用新一代天气雷达和数值模拟,研究夏季对流云含水量和降水效率,提出在南方夏旱期间对流云有较大潜力可供挖掘。应用新一代天气雷达和713数字化雷达数据,研究夏季对流云回波特征、生命史和流场结构、云水含量分布等,为研究夏季对流云物理机制和人工增雨提供新的依据。应用数值模拟研究南方夏季不同类型对流降水机制、催化原理及技术途径。总结南方夏季对流云人工增雨效果评价方法,初步提出南方夏季对流云人工增雨判别条件。
  2000—2002年,省气象科学研究所和省气象台联合承担《福建省空中水资源分布及开发对策研究》项目。增加分析福建省夏旱地理分布及其对福建省经济发展影响的研究。夏旱地理分布为:两个长带,四个区。两个长带为沿海长带和闽中长带,四个区为以莆田和惠安为中心的福清以南沿海(称晋江片)的特旱区;以霞浦和福鼎为中心的福清以北沿海(称福州片)的大旱区;以龙岩地区即三明地区南部(称连城片)为中心的大旱区;以南平和顺昌为中心的南平地区即三明地区北部(称南平片)的中旱区。从地区分布自南向北空中水汽含量总值减少。研究成果:应用新一代天气雷达数值模拟结果,对流云含水量为2.77×lO⁹千克,降水效率平均为22.01%。应用GMS-5红外卫星云图资料分析得出,夏季福建省空中对流云分布不均匀,如14时平均15块,8月份最多,平均22块,9月份最少,仅9块。对流云平均面积14时为250平方公里。四个旱区中,沿海两个旱区对流云出现的频数和平均面积比内陆两个旱区小。从雷达和数值模拟分析,冷云和混合云在夏季对流云中云水含量最高,是具有良好增雨潜力的云系。其自然降水机制是冷云降水冰一水转化的贝吉隆过程。人工影响天气的基本方法是采用引晶催化。在过冷却云层引入人工冰晶,提高云雨转化效率,提高自然降水效率。
  2001年,省气象科学研究所承担《福建省夏季大气中水汽含量和降水效率分析》研究项目。利用省内三个探空站资料和常规地面气象资料,分析福建省夏季大气中水汽含量及降水效率。从水汽含量看,省内夏季空中水汽含量平均为4.31克/平方厘米,干旱期间为4.07克/平方厘米,夏季三个月中,8月份最大、9月份最小。从全国来看,福建省夏季水汽含量值比中、西部地区大,但降水效率很低,空中水汽含量转化为降水效率仅为5.54%,干旱期间更低,仅为2.3%,大部分时间转化效率为0。
  2001—2004年,省气象科学研究所承担《多普勒雷达资料在云和降水物理学中的应用》研究项目。利用常规雷达和新一代天气雷达探测数据,分析省内夏旱期对流云分布规律、回波特征和云内辐合辐散等流场结构,并将新一代天气雷达产品和其他常规及非常规气象资料结合以研究人工增雨的条件和效果综合评价。
  三、人工增雨作业指挥系统
  1997—1999年,省气象科学研究所承担《福建省干旱和人工降雨防灾业务系统研究和应用》项目。分析近10年干旱时空分布规律和成因,建立干旱中期预报长期预报系统。在此基础上,研制人工降雨抗旱减灾系统。包括11个子系统,为抗旱指挥部门的抗旱决策提供科学依据。
  1998—2001年,省气象科学研究所承担《人工增雨作业指挥系统研究》项目。利用中尺度灾害性天气预警系统已经建立的通信、探测和计算机网络技术,根据云、降水和人工降水基本原理,集中福建省20多年人工降雨研究和应用的成果,建立省人工降雨指挥系统。由指挥决策分系统和作业效果分析分系统组成,研制出10套软件包支持,包括天气监测、气象信息传输、分析判断、指挥人工增雨作业和效果预测的综合技术,使人工降雨作业能科学指挥,避免盲目性,提高作业效率。
  2002—2004年,省气象科学研究所承担《福建省中尺度灾害性天气预警系统人工增雨部分——完善扩充人工增雨指挥系统》研究项目。该项目引进云降水模式,根据省内天气气候、地理环境条件,通过对初始场条件等调试,改进成适于福建省旱期应用的模式。同时,研究多普勒雷达资料应用于对流云作业条件判别(其中有流场分布和液态水含量分布等),建立适于抗旱作业的人工增雨效果评价方法。在此基础上提出作业条件判据,完善扩充“福建省人工增雨指挥系统”。
  2005年,省气象科学研究所承担《福建省省级、地级人工增雨业务指挥系统》研究项目。系统成果包括各种探测信息收集、资料处理分析显示、作业条件判断、实时作业方案设计、作业技术指导和作业效果评价等技术,应用于福州、漳州、泉州和三明市人工增雨作业。
  第七节 气象电视制作技术研究
  1994年,省气象影视中心研制FQ非线性编辑系统1.0版,并用该系统制作福州电视台的《天气预报》节目。开始在省内及国内气象同行中推广FQ非线性编辑系统。1995年,FQ非线性编辑系统升级到3.0版,先后推广到西藏、内蒙古、湖北、广西、浙江等省(区)气象部门,其中,为西藏林芝地区气象部门安装“FQ多媒体电视天气预报制作系统”,作为省气象局的援建项目。FQ非线性编辑系统在省内也有十几个县(市)气象局使用。1996年,为云南省丽江地震灾区气象部门无偿提供FQ多媒体电视天气预报制作系统。
  2000—2002年,省气象影视中心和省气象台联合研制《电视气象节目制作资料传输处理系统》。利用省气象台到省气象影视中心的网络,开发适合福建省电视气象节目制作的资料自动处理系统,包括城市气象预报制作输入系统、资料上网情况监视及资料自动处理系统、云图索引、屏幕抓图等模块。使用该系统后,方便预报员将作出的各种预报结果、图表输入计算机,减轻预报员工作量。节目制作人员可利用该项目的城市代码自动翻译功能,不需再手工输入城市预报代码,有助于提高工作效率,降低出错率。
  2002—2003年,省气象影视中心研制《气象灾害电视预警信号》。预警信号包括台风、暴雨、高温、寒冷的等级,利用三维动画及后期合成技术制作成立体动画系统的序列图片。通过对图像的色彩和亮度多次调整和修正,解决字幕机对深色图像产生半透明现象和色彩偏差问题;利用灰色解决台风第五级、暴雨第三级、寒冷第四级必须作为黑色与字幕机不能播出黑色的矛盾,制作黑色的台风第五级、暴雨第三级、寒冷第四级备用。这些制作品在台风、暴雨、高温、寒冷灾害性天气到来之前,以类似台标的方式,在省市级电视台电视节目接近右上角的位置播出,提醒观众注意预防灾害性天气。
  2003—2005年,省气象影视中心研制《电视气象节目编导业务工作平台》,将各种天气预报结果和气象资料转换成通俗易懂的电视节目。编导业务工作平台包括:预报结果查看、稿件及图形创作、科普资料和气象历史资料查询等。其主要技术有:可以绘制各种天气预报图、雨量等值线图、温度等值线图等,其中包括图元管理和重绘及天气符号的绘制。查询的使用,包括气象科普资料查询模块中用来查询存放所有科普文献,气象历史资料查询模块的数据库用来存储1951年以来全省67个气象站逐日各气象要素。实现图形转换。编导业务平台充分考虑编导职责、工作习惯及电视节目制作的特点,成为电视节目编导日常节目制作的有用工具。
  2004年,省气象影视中心研制《福建省气象影视中心音像素材资料计算机综合管理系统》。利用省气象影视中心现有和潜在的影音资料,进行详细的整理和分类以建立科学管理模式;利用计算机数据管理软件(Access)建立数据库,运用Delphi(文件名)面向对象的可视化开发环境建立综合管理系统平台。同时将数字多媒体技术与该平台有机地结合与对接,实现影音资料的快速可视浏览和直接调用,形成实用高效的适合省气象影视中心各制作部门使用的高速查询平台。该软件业务应用于各气象影视制作中心的日常节目和专题节目制作,快速、准确地查询所需音像素材资料,实现资源的共享和高效利用,提高节目的制作效率,降低节目制作成本。
  2004年起,省气象影视中心承担《天气预报符号卡通动画与制作》项目。开发设计省气象部门第一套自主创新的天气预报符号卡通动画图标,图标以研究天气预报符号卡通造型的美学设计为重点,参照国外专业的卡通设计思想,结合中国国情进行设计,以拟人化的手法,运用新技术进行设计。
  第八节 气象业务服务综合系统研究
  一、气象服务综合管理系统
  2001年,省气象局和省气象台联合承担《防灾减灾决策气象服务系统》研究项目。应用目前较大众化的操作系统平台和INTERNET/INTRANET(网络)技术,研制在WINDOWS系列平台上的决策气象服务产品制作传输和显示系统,为党政领导和防汛部门提供业务操作的省级决策气象服务产品,包括文字、图形、图表的制作内容、制作单位、制作时间、制作格式和有关网络传输规定等管理办法。该系统能实时自动地处理并生成全部决策服务气象产品,显示方式多样化,重要决策气象服务信息具有红字闪烁提示和自动语音报警等功能。
  2001—2002年,漳州市气象局研制《漳州市决策气象服务系统》。该研究以IN-TERNET网站为依托,实现政府、防灾减灾部门和气象用户对各种气象信息的快速查询和浏览,包括网页设计和自动数据维护的信息网站,以及编写出版《漳州气象应用手册》。
  2001—2003年,省气象技术装备中心研制《福建省气象技术装备综合管理系统》。建立全省气象台站气象技术装备档案和省级技术装备仓库数据库管理系统,具有对仪器装备信息数据进行管理、查询和统计功能,并能方便制作、打印各类信息报表、单据。该系统能变静态管理为动态管理,处理日常供应工作及打印各种单据,与省气象局办公自动化系统联网后,能进行异地数据查询,了解装备运行的相关信息。
  2002—2003年,省气象局研制《福建省气象局管理信息系统》。利用LOTUS/DOMINO(安全网)的强大安全机制,及时收集、加工、处理、集成局机关来自气象部门内外大量的政务管理信息及气象业务信息。包括中国气象局、外省气象部门、省气象局机关各处(室)基础信息、工作进展信息、文件、报表等,以及直属机构(省气象台、省专业气象台、省气象科学研究所等)、下属单位(市、县气象局)各类业务信息和地方政府部门社会发展的重大信息等。信息管理系统由基本概况、综合信息、业务信息、办公管理和个人事务等5个部分组成,设置不同的访问权限,方便调阅、查询。
  2002—2004年,省气象台研制《建立各级决策气象服务系统》。利用福建省中尺度灾害性天气预警系统建设的已有成果和历史上重要灾害性天气过程基本资料,建立决策服务知识库,制定决策服务的周年方案,规范决策服务业务流程和建立省、市、县统一的决策服务工作平台。系统实现资料的快捷查询、统计分析和图表生成功能;研制“气象情报(灾情)收集与上报系统”,实现省、市、县三级气象情报(灾情)的信息共享。建立“决策气象服务网站”,通过网站及时发布灾害性天气预(警)报和提供综合性决策服务。
  二、气象信息处理和查询系统
  1997年,省气象局研制《中尺度气象信息集成处理显示系统》。利用省中尺度灾害性天气预警系统建设中所有的中尺度探测资料,在WINDOWS3.1环境下用BorLandC++语言设计,完成向WINDOWS9532位的VisuaLC++环境的移植,系统具有放大、缩小、拖动、动画、叠加、坐标变换、光标动态定位和调色板动画、多窗口、数字显示、三维立体显示等功能。
  1997年,省气象台研制《气象综合信息查询系统》。利用中尺度灾害性天气信息资料,由气象信息库生成、信息调取和信息显示组成查询系统,其中信息库功能可自动联网。自动调阅或手动选择调阅省气象台网络数据库中的各类气象信息,传输速率≥9600BPS;用户端信息调取和信息显示可在台式或笔记本电脑上运行,信息显示直观,有文字、表格、图形、图像等多种显示方式,图形、图像显示具有漫游、动画、定义、增强等功能。该系统先后在省政府、省防汛办和莆田、三明、南平、泉州、漳州等地(市)气象部门使用。
  1998年,省气候中心、省气象台联合研制《福建省气象灾害检索系统及“九五”展望》。利用福建省近40年来台风、暴雨、洪涝、干旱、高温及冷害(倒春寒、秋寒)等主要气象灾害,建立主要气象灾害检索系统,其关键技术在于气象灾害数据库均一化处理统一归档,使用FOXPRO语言检索相关数据、转化为图形显示,其底图使用BMP位图坐标,采用开放式设计定位;“九五”展望以重大灾害为主,有较高的参考价值,可为党政领导、各级气象部门在防灾减灾工作中提供决策依据。
  2001年,南平市气象局承担《NT网络系统下地(市)级业务系统应用软件改造与开发》项目。利用“9210”工程下载的相关气象信息,建立统一地(市)级的目录数据库,开发县级气象局及党政机关气象用户通用的气象信息调取和显示软件及地(市)级气象部门联网信息传输软件。
  2005年起,泉州市气象局研制《台风路径图的绘制及影响泉州百年台风的WEB技术处理》项目。利用120年以来台风资料数据库,对影响台风状况、登陆和影响台风路径进行分析,应用VML技术,研制与“9210”单收站下发的中央气象台台风报文实时、自动的因特网台风路段图显示和对影响台风的WEB显示,提供台风路径及影响状况查询,建立台风信息手机短信和泉灵通电话实时信息点档查询系统。系统具有及时性、自动化、图形化的特点,可直观浏览台风实时路径等信息。台风日期间,日访问量高达几十万次。

知识出处

福建省志·气象志

《福建省志·气象志》

出版者:社会科学文献出版社

本书是记述福建省气象事业发展脉络的资料性著述,它全面、系统、准确地记述了这一时期气象事业在历史巨变中的新面貌、新成就、新特色,客观地体现出气象与经济、气象与社会民生的密切关系,详述出气象科技在社会经济发展中所具有的基础性、先导性作用。

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