1.天气的观察是什么?
2.地下水数值模拟模型
3.东亚季风季风类型
电视气象播报的卫星通常是地面静止卫星拍摄的照片,尽管白天也可见到它们,但常用红外线冲洗。从地球表面扩散的红外线可用来估测空气中的水汽。这是因为当红外线的波长达到67微米时,水汽极易吸收能量。水汽越多,来自地球的红外线在未到达卫星之前就越多地被吸收掉了。红外线释放也可用来测评部的温度,它与风暴关系十分密切。
微波数据有许多特殊功能,由于微波可以穿透云层而丢失的能量少,例如,贯穿行星的冰和雪的出现是可以被跟踪的,因为结冻的水与陆地和液态的水所散发的微波频率不一样。
卫星寿命仅有几年——这给科学家发射新卫星提供革新的机会。经过过去20年的发展,人类对大气层的了解更广泛了,南极“臭氧空洞”每年的增减均已得到的监控,是根据从同温层到它上方的极地轨道卫星所反射的紫外线照射量而定。美国于1995年发射一种探测器用以监测云内部和从云到地面的闪电,测量结果表明:闪电还不及科学家们所料想的一半。一些卫星甚至携带雷达设备进入太空。这些设备是测量洋面的高度(水温的指数),以及大海的风暴潮(海面风速指南)。
人们常观测天气,但全球性的气象图每天只安排两次,即在世界时0000点和1200点——全球公认的24小时制。无线电探空仪也被发射,全套外表观测全都完成,全球各主要气象台站共同使用这种数据。所绘出的图表明在不同等压面(如在850,700和500毫巴)的风力,也表明来自无线电探空仪记录的温度、湿度和气压高。要详细审查这些数据,因为即使少数错误的观测,一旦进入计算机预测系统,就会造成严重损失。专门设计的软件查找在一般气象图中不相应的观测。类似的作法可以调节数据,使它们适应地图网格。这些格点被用于模式中用以由目前天气推断将来天气的形势。来自无线电探空仪的数据在图表上用标点标注,被称作热力探测。每次探测表明在某一指定地点上空从地面到对流层顶部温度和湿度的追踪调查。挨着探测是表示每个高度的风向和风速的箭头,标记同水平气象图表一样。探测可以用来计算降雨量和湿度及形成暴风雨的能量、雷暴旋转,进而生成龙卷的可能性。
大部分国外制造的卫星用于研究而不是用来预测天气。卫星在大气层不同的高度测量温度以弥补全球无线电探测网的不足。这种情况在海洋和南半球上空很正常,因为那里的无线电探测网太少了。
天气的观察是什么?
主要抓好以下八项工作:
(一)着力提高气象防灾减灾能力和水平
气象灾害防御形势严峻,涉及面广,社会关注度高。要切实履行基本职责,不断加强能力建设,着力提高气象防灾减灾水平和效益。
完善气象防灾减灾工作机制。努力做到重大气象灾害与衍生次生灾害预报准确,预警及时,信息传播快速,确保预报预警信息发布不出现失误。进一步完善“主导、部门联动、社会参与”的气象灾害防御机制,强化与各级防灾减灾及应急管理部门之间的信息共享和应急联动,深化防灾减灾整合与协调配合。切实发挥国家突发预警信息发布体系建设效用。
加强基层防灾减灾体系建设。落实中央一号文件要求,着力推动基层气象防灾减灾服务融入式发展。推进基层气象防灾减灾工作逐步纳入地方基层组织体系和公共财政预算,纳入地方“三定”方案和绩效考核体系。推进基层气象防灾减灾发布手段融入地方社会治理体系和基层网格化管理体系,融入各部门减灾示范社区、智慧社区创建,融入各类公共服务信息平台,实现信息发布手段互联互通、共建共享和安全运维。推动将气象信息员纳入地方公共服务组织管理体系,加强管理与效能考核。
依法开展气象防灾减灾工作。强化依法履职意识和责任,扎实推进气象防灾减灾的相关法律法规的有效实施,依法规范、部门、社会和公民在防灾减灾中的责任和义务。推动建立主导下重大气象灾害预警的社会应急响应机制。强化对重点领域、重点区域、重点单位极端天气公共安全的依法监督职责。引导和鼓励社会志愿者参与气象防灾减灾服务。进一步加强气象防灾减灾科普宣传工作。
提高气象灾害风险管理水平。强化风险防范意识,逐步建立气象灾害风险管理业务。加强气象灾害风险普查,建设灾情信息管理系统,初步实现灾害信息实时、快捷、综合集。开展台风、暴雨、干旱气象灾害风险评估和灾害风险区划试点,发展定量化的灾害风险评估业务,着力提高对地质灾害隐患点、设施农业、交通气象的影响预报和风险预警的针对性、有效性。发挥保险机构、红十字会等组织在气象灾害风险转移中的作用,建立重大气象灾害及次生衍生灾害跨部门联合调查制度。发展防灾减灾与公共气象服务效益评估业务,逐步建立国家、省两级气象服务白皮书制度。
(二)全力做好各项气象服务
气象服务是立业之本。要始终把做好气象服务放在首位,坚持“面向民生、面向生产、面向决策”,全力做好各项气象服务。
努力提升气象服务“三农”的水平。创新气象为农服务机制,融入农业社会化服务体系。深化联合会商和产品制作发布机制,加强国家级与省级农业气象业务服务的技术指导和支撑反馈,强化关键农时、重大农业气象灾害实时监测和定量影响评估服务。服务国家农业对外合作,继续做好国内主要农作物长势监测和产量预报,并逐渐向国外重点农产品和重点农业产区拓展。推进中央财政“三农”服务专项建设与现代农业示范区、综合减灾示范社区等的融合,深化基层气象为农服务社会化发展试点,推动气象为农服务“两个体系”可持续发展。
全力提高公众气象服务水平。创新服务方式,发展更加适应需求的个性化、多样化、专业化公众气象服务。继续加强气象服务品牌建设,强化按需服务、移动式交互、智能定位信息发布,推进新媒体技术在公众气象服务业务中的应用。继续推进气象服务进学校、进农村、进社区、进企事业单位、进工地,进一步扩大气象预报预警信息发布的覆盖面。
做好国家重大战略和重大活动气象服务。围绕国家重大战略,以及新型城镇化建设、大气污染防治等重大任务,优化需求导向的服务机制,强化专项气象服务业务。做好大型运动会和2022年冬奥会申办等重大活动气象保障服务工作。
加强各项专业气象服务。完成全国交通气象灾害风险普查,深入推进交通气象沿线精细化预报和高影响天气短临预报试点。继续推进与住建部城市内涝防治合作。加强流域气象中心业务能力建设,发挥服务防汛抗旱及重大水利工程建设运行等职责。与国土部联合开展地质灾害气象预报预警示范区建设。继续做好海洋、森林草原防火、旅游、电力等专业领域气象服务。加强安全生产气象保障服务。
(三)做好应对气候变化和生态文明建设服务支撑工作
应对气候变化和生态文明建设是攸关当前和长远利益的大事。要切实发挥应对气候变化的基础科技支撑作用,有力保障国家应对气候变化和生态文明建设。
强化气候变化适应工作。加快建设中国气候服务系统,强化传统天气气候服务与气候变化应对需求的融合。推进省级气候变化适应工作。做好能源设施、城乡建设、交通基础等关键领域的气候变化风险评估,建立极端气候预警指数和等级标准,继续开展气候变化对特色产业和行业的影响评估。
做好应对气候变化决策支撑。做好国家气候变化专家委员会的支撑工作,围绕巴黎气候变化大会、气候变化立法、我国二氧化碳峰值排放路径和气候变化适应等开展决策咨询。积极参加IPCC未来规划,科学支撑气候变化公约谈判,参与气候变化全球治理。
加强气候变化科学研究。深入开展气候变化规律研究。强化气候变化基础数据建设,稳步推进全球气候系统模式和区域气候模式研发,继续开展气候变化检测归因研究,启动气候变化综合评估模式研发。做好气候变化最新科学进展和热点问题的分析解读工作。
更加重视气候安全工作。根据国家应对气候变化战略,确定中长期气候安全目标,减轻气候变化对粮食生产、水、生态、能源、城镇化建设和人民生命财产的威胁,保障我国经济社会可持续发展。
加强生态文明气象服务。加强国家级、区域和省级环境气象预报预警业务能力和运行机制建设。推进与环保部门联合开展重污染天气预报预警和空气质量预报。发展污染源减排措施效果评估业务。继续做好生态脆弱区人工影响天气作业。加快推进区域人工影响天气工程立项建设。实施人工影响天气业务能力建设三年行动。促进气候合理开发利用,开展全国贫困县光伏发电评估与服务,组织开展风能经济开发潜力评估研究。加强城市规划、重大工程等气候可行性论证服务。
(四)全面深入推进气象现代化
气象现代化是兴业之路。要大力推进气象业务现代化、气象服务社会化、气象工作法治化,并将气象业务现代化作为核心重点任务来推动,落实目标任务和主体责任,全面深入推进气象现代化。积极发展现代气象服务业务。认真贯彻第六次全国气象服务工作会议精神,围绕构建中国特色现代气象服务体系的目标和要求,制定公共气象服务业务发展指导意见,集约化发展公共气象服务核心业务能力。强化决策气象服务业务能力建设。研发气象灾害影响预报和灾害风险评估技术,发展基于影响预报的专业气象服务业务。面向个性化服务需求,研发快速循环预报服务产品加工和产品检验监控系统。优化完善全国公共气象服务共享产品库。依托数据分析技术和新媒体,发展智能化公众气象服务业务。
深入推进现代气象预报预测业务。制订现代天气、气候业务发展指导意见,着力提升预报预测准确率和精细化水平。推进数值预报发展与应用,实现GRAPES全球模式业务运行,区域数值预报重点做好资料同化和产品应用工作。着力提高灾害性天气、局地性天气的分析能力和预报技术。开展全国10公里分辨率的精细化格点全要素预报业务试验。加强海洋气象、空间天气预报业务能力建设。实现第二代季节预测模式业务运行,进一步提高动力与统计相结合的客观预测技术水平。加快推进MICAPS4.0、SWAN2.0和CIPAS2.0系统建设,继续推进县级综合预报预警业务平台的建设与应用。召开第七次全国气象预报预测工作会议。
大力推进现代气象观测业务。强化综合观测业务的自动化、集约化、标准化,着力提高观测质量和效益。开展国家天气观测网台站遴选,加强国家基准站网建设,实现国家级台站和其他台站的分级管理。完成县级综合观测业务平台的试点工作并推广。统一各类自动气象站技术标准和数据格式,开展自动气候站设备选型,提高观测数据可同化水平。组织开展风廓线等观测资料的应用试验和观测预报互动科学试验,提高现代观测资料的应用水平。规范温室气体等大气成分业务,提高业务稳定运行能力。完成风云二号G星在轨测试并投入业务运行,统筹在轨气象卫星管理,优化地面应用系统设计,进一步提升气象卫星和雷达观测业务应用水平。加强国家级和省级计量检定能力建设,启动国家气象技术装备保障分中心(新疆)建设。严格执行气象专用技术装备许可制度。
着力加强气象资料业务和信息化基础能力建设。制订气象资料业务发展指导意见。加强气象资料基础工作。加快推进气象数据格式标准化工作。以推进全球气象再分析资料工作为抓手,优化气象数据集、收集、质控、存储和应用业务流程。重点推进卫星、雷达等资料质量评估业务应用和同化工作。规范各类气象资料质量和时效的考核评估。提高全国气象广域网传输能力。加快推进全国综合气象信息共享系统(CIMISS)业务化,推进国家、省两级集约化数据环境建设。国家级气象业务内网和中国气象数据网上线运行。启动实施国家级高性能计算机二期建设和气象业务异地应急备份中心(上海)建设。
进一步强化责任考核。出台《全国气象现代化发展纲要》,完善气象现代化考核评价指标体系。切实推进各项保障政策落地。国家级业务单位要积极主动履责,加强与相关单位互动对接,完成气象现代化实施方案年度任务。省级气象部门要强化责任担当,着力推进省级气象业务现代化,有序推进县级综合气象业务发展。充分发挥主导作用,将气象现代化工作纳入各级绩效考核中。
加强试点经验总结与推广。组织开展江苏、上海、北京、广东、重庆以及浙江杭州和宁波等第一批率先基本实现气象现代化试点总结评估,推广试点经验。加大对河南作为中部地区于2018年率先基本实现气象现代化试点省份的工作推进力度。针对东中西部各自不同发展特点,把握好东部率先,中、西部赶超的节奏。
(五)着力深化气象改革
改革是发展的动力源泉。要凝聚共识,密切跟踪国家改革进展,坚持目标导向和问题倒逼,以气象服务体制改革为重点、以防雷体制改革为突破口,以气象科技体制改革为抓手,扎实推进重点领域和关键环节的改革。认真落实气象服务体制改革部署。要按照《气象服务体制改革实施方案》的部署,以国家级和部分省级公共气象服务中心为试点,创新发展气象服务业务体制、服务供给体制和运行机制以及专业气象服务实体规模化发展机制,更好地发挥气象事业单位在公共服务中的主体作用。推进中央和地方气象防灾减灾事权和支出责任划分,健全购买气象服务制度。以气象为农服务社会化及大城市社区气象防灾减灾为试点,培育基层气象服务多元化提供主体。开展人工影响天气作业队伍纳入地方公共服务和保障体系试点。成立中国气象服务协会、中国人工影响天气协会。以上海自贸区气象服务管理和气象协会组织为抓手,制定出台气象服务管理办法、标准和规范,建立部门与社会组织对气象服务的市场管理机制。
加快推进防雷体制改革。依法加强雷电灾害防御工作的组织管理职能,发挥防雷减灾在保障公共和人民生命财产安全方面的作用。以激发市场发展活力,提升服务能力和创新方式为重点,试点带动,加快推进防雷体制改革,依法有序开放防雷检测市场,强化法规标准建设和市场监管。统一准入标准,制定出台全国防雷装置检测资质管理办法。清理与改革要求不相适应的规范性文件,完善防雷相关法规标准及业务规范,加强防雷服务市场监管。重庆、广东、浙江等试点单位要重点推进防雷工作政事企分开,发挥防雷服务行业协会作用,建立现代防雷企业制度,培育骨干企业。
稳步推进气象业务科技体制改革。按照信息化、集约化、标准化的发展要求,改革气象业务体制,优化气象业务布局、业务系统和业务流程,提升气象业务的效率和水平。通过试点建立省市县集约化的业务布局和业务流程,制定气象业务系统平台集约化发展指导意见。落实精细化气象预报服务产品制作向国家级和省级业务集约的气象服务业务技术体制。规范全国数值预报业务布局,制定数值预报业务发展改革指导意见。强化预报预测质量检验考核工作。建立预报员团队定量考核管理制度和激励机制。改革科研组织管理方式,进一步集中聚焦核心技术突破。深化气科院科技体制机制改革。完善以技术突破与业务贡献为导向的评价制度和激励机制,强化中试基地与业务用户参与成果评估,发挥学会等第三方机构在项目管理、科技奖励和成果评价中的作用。完善合作共赢机制,引导利用国内外优势参与重大核心任务协同攻关。
密切跟踪落实国家各项改革。及时贯彻落实国家关于科技体制、人事制度、财税制度及其他改革政策。配合中编办制定地方气象管理权力清单指导意见。继续推进气象行政审批制度改革,强化分类指导、上下协调、有序承接,建立完善规章制度、审批程序和事中事后监管措施,做到放管结合、监管到位。深化部门预算管理体制改革,管好用好财政资金。完善双重体制和相应财务渠道,积极争取地方财政解决气象部门职工的地方性津补贴。
认真组织并推进改革试点工作。总结省级气象局事业单位分类改革试点,推进省及省以下气象事业单位分类改革。切实抓好各试点单位经验总结,查找并解决存在的问题,创造出一批可复制、可推广的经验和做法,探索形成一批特色鲜明的改革成果。
(六)大力推动创新驱动发展
创新始终是推动事业向前发展的重要力量。要大力实施国家气象科技创新工程,培养创新型人才,着力推进气象信息化建设,有力保障和支撑气象现代化。
加快推进科技创新体系建设。全面落实国家气象科技创新工程核心攻关任务。发挥中央财政科技资金效益,落实四项研究重点任务。做强部门科研院所,优化学科布局,构建科研业务紧密结合的学科体系和协同攻关机制。加强区域科技协同创新,围绕区域重大业务核心技术进行攻关。优化气象科技基础条件平台,强化野外科学试验基地的开放共享。建立气象科技成果认定和分类评价制度。推动成果转化应用和向技术标准的深度延伸。完善有利于激发创新活力的激励制度。深入推进科技研发任务法人责任制落实。
加强创新型人才队伍建设。坚持党管人才原则,进一步强化人才工作“一把手”责任制。围绕国家气象科技创新工程,组建核心技术领域创新团队。完善人才和团队的评价激励等政策措施。深入实施“双百”、强基工程和青年英才培养。加强新理论新知识新技术新方法培训。开展人才政策执行情况评估,优化人才发展环境。联合教育主管部门和高等院校,加强气象学科建设和人才培养。加强西部欠发达地区人才队伍建设。
加快推进气象信息化工作。加强顶层设计,完成气象信息化总体规划编制。充分利用现代信息技术,强化气象信息化标准规范体系建设,统筹气象业务、服务、科研、教育培训和行政管理等的信息和数据,逐步构建高效利用、数据充分共享、流程高度集约的气象信息化新格局。加强气象信息化工作统一领导,开展国家和省级气象业务信息化建设试点,推进气象信息化总体规划实施,推进“气象云”工程建设。建立气象信息化社会运行保障机制。
提升开放合作质量效益。制定新常态下具有前瞻性和可操作性的合作及方案,深化省部、部际合作。围绕国家“一带一路”等总体外交大局和气象事业发展全局,做好第十七次世界气象大会参会等重要国际气象合作机制建设工作。多渠道、多方式加强多双边气象合作,提升国际引智和培训工作水平。加强气象援外工作。继续做好港澳台及周边区域气象交流合作工作。进一步规范外事管理,加强国际合作队伍建设。
切实抓好规划实施和编制,促进区域协调发展。做好气象发展“十二五”规划的总结评估,积极参与国家“十三五”规划纲要和重大专项规划起草,组织编制“十三五”规划,提出未来五年气象事业发展重大工程和建设任务。加快《海洋气象发展专项规划(2014-2020年)》、气象卫星应用发展规划等专项规划的编制和审批。强化山洪地质灾害防治气象保障工程等项目的统筹建设与管理。开展气象监测与灾害预警工程、国家突发预警信息发布系统一期工程竣工验收。组织召开全国气象部门西藏工作会议。完善对口支援西藏和四省藏区、新疆及艰苦台站工作方案。扎实推进新疆兵地气象融合发展。重视和支持基层气象台站能力建设。
(七)全面推进气象法治建设
气象工作法治化是新时期全面推进气象现代化的内在要求。要坚持依法发展、依法行政、依法履职,全面提高气象工作法治化水平。
推进气象立法和标准化管理。积极参与全国人大常委会涉气象法律草案和院涉气象行政法规起草。继续推进气象灾害防御法和气候开发利用和保护条例的立法进程及《人工影响天气管理条例》修订。突出各地气象事业发展特色,加快推进地方气象立法步伐。切实提高气象标准质量,不断强化标准执行。加快霾等重点标准的制修订,建立以标准为依据的业务管理工作机制,清理修订完善现有业务规范,制定标委会绩效评价指标,开展标准实施情况的监督检查。
提升依法履行气象社会治理能力。全面梳理气象行政管理职能,制定气象部门权力和责任清单。完善并实施气象行政处罚自由裁量权管理办法和指导标准,做好气象行政执法监督检查,及时制止和查处违反气象法律法规的行为。继续开展防雷综合治理督导检查,加强事中事后监管。
提高依法管理气象事务水平。完善学法、用法制度,增强干部职工运用法治思维和方式推动改革发展的能力。完善重大决策法定程序,建立重大决策终身责任追究制度及责任倒查机制。积极推进国家和省级气象部门法律顾问制度。突出抓好局党组各项重大决策部署、事业发展重点目标、深化改革各项任务等的落实。改进目标管理,完善综合考评体系。重点解决不落实、难落实问题。强化职能调整和下放的衔接和后续工作。
(八)全面加强部门党建和文化建设
加强党的领导是全面推进气象现代化和深化改革的重要保证。要强化责任,加强思想、组织、作风、廉政和制度建设,营造奋发有为团结和谐氛围。
把从严治党要求贯彻各项工作始终。严守党的政治纪律和政治规矩,严明党的各项纪律。自觉把维护党中央权威、遵守党的政治规矩落实到全部工作中去。持续深入落实中央八项规定精神,严格执行有关制度。进一步精简公文数量,提高公文质量。强化会议管理监督,提高会议质量效率。厉行勤俭节约,严肃查处违反“约法三章”问题。持续反对“四风”,加强监督检查,及时发现和纠正存在的突出问题。组织开展教育实践活动专项检查,巩固拓展活动成果,健全作风建设长效机制。继续抓好机关作风建设月活动。
全面落实党风廉政建设主体责任。党风廉政建设主体责任是政治责任、直接责任。各级党组(党委)要统筹谋划,把党风廉政建设贯穿于各项工作的全过程。要紧紧抓住落实党风廉政建设主体责任这个“牛鼻子”,以上率下,层层传导压力,级级落实责任,强化党组(党委)责任担当,细化主体责任,建立责任台账,对主体责任不落实或落实不力的要严肃问责,要分级开展基层党组织主要负责同志党风廉政建设主体责任轮训工作
地下水数值模拟模型
跟踪天气实况有时像观察风向一样简单,但有时又像发射价值上亿元的卫星那样复杂。气象监测仍依赖一些基础测量的方法——气温、湿度、风和气压的观测。这些在几个世纪以来一直是气象学家工作的一部分,估测这些天气特征还十分复杂,但其变量是一致的。近几十年来这些现场收集的标准观测资料,可以通过大范围的遥感仪器完成。雷达、卫星和其他设备如今可对十几里、几百里乃至上千里以外的气象情况作出报告。
以往,气温用水银温度表或酒精温度表测量,但在17世纪初,最先使用的温度表则是利用空气和酒精。大气变热,液体膨胀,温度表内的液面上升。现在,数字温度计依靠在电路或电阻的电子属性内部变化。大多数气象站每24小时主要根据温度实况的变化,发布最高或最低温度的记录,美国用华氏,其他地区则用摄氏温标。
气象学家用气压表测量大气压力,大气压是地球引力将仪器上方的大气团向下拉动,在每单位面积所形成的力。典型的无液气压表测量直接作用于有一定真空的空管上的压力。现在更先进的气压表叫压电电阻表,它测量由大气作用在矽薄膜上的反作用力的变化。位于海拔1英里(1.6千米)的气象站可承受约85%的海平面大气压。这是由于它上空空气稀薄的原因。为摆脱因这种海拔高度造成的影响,气压表常读作一个海拔高度。这种转化是定一个臆造的但又合理的实际高度同海平面之间的标准大气。
气压曾以水银柱高度(英寸)为单位。对水银气压表而言,由于大气压作用在水银管的周围,液体可在真空管内上升。海平面标准大气压为29.92英寸水银柱高或以米制换算,约为1.013毫巴(如果在经典气压表内加的是水而不是水银,那么该仪器需加长到三层楼那么高)。空气中的湿度用湿度计测定。它是一种利用头发、干羊肠筋或细金属丝根据相对湿度的变化而拉长或收缩的测湿仪。
另一种测湿法是用干湿球温度表,来测量露点温度。风向是主要的气象变量,利用它作为即将到来的天气征兆并将它记录下来。风向的一些记录可追溯到2000多年前,水平方向的风向可用罗盘刻度记录,360°代表北方,90°代表东方,180°代表南方,270°代表西方。用近似十进位制的方法记录或描述风吹来的方向。如东风转东南风或转西北风。
风速常用风速表测定。用一个螺旋桨或类似张开双臂一样的东西,迎着风,安上可计数的旋转球。一只压力风速表精确记录由风的作用,在开口端产生的动力压力。音波风速表利用测量风在吹过两个感应器之间的缝隙所产生的声音来测风。风速以时速“英里”来记录,也可用“节”,即时速自然“英里”的别称,相当于1.15英里/时。米制用千米/时,或米/秒。由于风速每秒都可发生变化,现代的风速计包括一种软件,可在规定时间内测量平均的持续不变的风速以及狂风的威力。用电波声纳和风向剖面监测仪监控高空的风。
把其他用来预测气象变化的因素结合起来,天气现象包括能见度(几英里或几千米内)、云状和云高度以及在天空聚集的比例。以前的风力,一定时间内降雨量。最后还包括降雪厚度和雪中所含的水量。
至少每小时一次,全球气象台站进行地面观测并将观测结果发送到所在国家气象部门。
这些读数大多经加工几分钟内告之公众。这是国际间的合作及国际互联网的功劳。另外,自愿观测者们也控制近万家气象台站,每人每天进行一至两次观测。观测报告连同国际数据奠定气候观测的基础。
在过去几年里许多国家,包括日本和美国,对地面观察网站实行全部或大部分的自动化。这样,观测员只是为了检查和保养这些网站。这些网站配有最新技术水平的电子设备,经常在10~15分钟可传递一次观测结果。
在气象用气球发明之前,人们对大气运动的观测只是与地面有关。19世纪起,用气球作实验获得地面以上的大气运动状况,这些高度上气流对天气的运动和变化起到关键作用。
无线电问世于20世纪20年代,待到无线电探空仪的出现,那些有气象气球的台站改变了人们对高空大气的看法。最典型的就是无线电探空仪通过小型气压表确定气压并测量温度和湿度对电传导性的影响。随着无线电探空仪的上升,它用无线电发回报告,并根据某一地区探空仪的变化测定风速及风向。大约一小时后,一种特制无线电探空仪上升15英里(24千米)以上。气球膨胀最终爆炸。仪器包已完成使命,用一个微型降落伞把它降落到地面。
到了20世纪40年代,每天无线电探空仪传播的信息遍布全球。气象学家们很快就会算出高空急流和其他的特征。现在,全球每天都会发射1000个无线电探空仪,大部分在北半球。
雷达是最佳追踪器,在雷雨天里,可以跟踪风;也可以将雨和雪的区域绘咸地图。第一部雷达在二战期间研制并改进,随后变成民用雷达。雷达发送电磁信号,通常是微波,遇到雨滴、冰雹和雪花时就会返折回来;通过测算信号返回到雷达所需的时间及有多少信号返回来,科学家们可以算出降水区有多远,降水量有多大。
多普勒雷达在20世纪90年代被广泛使用,它利用返回信号的频率估测降水目标移动的速度——估测风吹动它们的速度。
在北美、欧洲和澳大利亚,人们经常收集从云层到地面闪电的资讯。它们用来区分和跟踪风暴以及森林大火的调查,还用在航空和其他领域。美国气象网站约有100组雷达天线网,探测云层到地面的脉冲信号的角度或到达的时间,每年都有两千万次以上这样的冲击。首次从地球到太空的想法改变了人们如何认识自己的家园,引发全球环境改变,也改变了气象学。从火箭拍摄的照片上表明全球云团网比人类预想的还要复杂。科学家们开始想象一种轨道卫星,它可以一直监视地球,到了20世纪60年代中期,科学家们的梦想实现了。卫星将地球拍成照片并在几分钟内发回信息。
基本有两种气象卫星:地面静止卫星即地球静止业务环境卫星,简称GDES;极地轨道卫星即极地控制环境卫星,简称POES。在地面静止轨道上,静止卫星距地面约22,000英里(35,000千米)的赤道上空,其运行速度与地球自转速度同步,几乎昼夜悬在一个地点上。地球余下区域由极地轨道卫星监测,它沿着从北到南一圈一圈地重复运行,每两小时在极地附近经过一次。
电视气象播报的卫星通常是地面静止卫星拍摄的照片,尽管白天也可见到它们,但常用红外线冲洗。从地球表面扩散的红外线可用来估测空气中的水汽。这是因为当红外线的波长达到6.7微米时,水汽极易吸收能量。水汽越多,来自地球的红外线在未到达卫星之前就越多地被吸收掉了。红外线释放也可用来测评部的温度,它与风暴关系十分密切。
微波数据有许多特殊功能,由于微波可以穿透云层而丢失的能量少,例如,贯穿行星的冰和雪的出现是可以被跟踪的,因为结冻的水与陆地和液态的水所散发的微波频率不一样。
卫星寿命仅有几年——这给科学家发射新卫星提供革新的机会。经过过去20年的发展,人类对大气层的了解更广泛了,南极“臭氧空洞”每年的增减均已得到的监控,是根据从同温层到它上方的极地轨道卫星所反射的紫外线照射量而定。美国于1995年发射一种探测器用以监测云内部和从云到地面的闪电,测量结果表明:闪电还不及科学家们所料想的一半。一些卫星甚至携带雷达设备进入太空。这些设备是测量洋面的高度(水温的指数),以及大海的风暴潮(海面风速指南)。
人们常观测天气,但全球性的气象图每天只安排两次,即在世界时0000点和1200点——全球公认的24小时制。无线电探空仪也被发射,全套外表观测全都完成,全球各主要气象台站共同使用这种数据。所绘出的图表明在不同等压面(如在850,700和500毫巴)的风力,也表明来自无线电探空仪记录的温度、湿度和气压高。要详细审查这些数据,因为即使少数错误的观测,一旦进入计算机预测系统,就会造成严重损失。专门设计的软件查找在一般气象图中不相应的观测。类似的作法可以调节数据,使它们适应地图网格。这些格点被用于模式中用以由目前天气推断将来天气的形势。来自无线电探空仪的数据在图表上用标点标注,被称作热力探测。每次探测表明在某一指定地点上空从地面到对流层顶部温度和湿度的追踪调查。挨着探测是表示每个高度的风向和风速的箭头,标记同水平气象图表一样。探测可以用来计算降雨量和湿度及形成暴风雨的能量、雷暴旋转,进而生成龙卷的可能性。
大部分国外制造的卫星用于研究而不是用来预测天气。卫星在大气层不同的高度测量温度以弥补全球无线电探测网的不足。这种情况在海洋和南半球上空很正常,因为那里的无线电探测网太少了。
东亚季风季风类型
一、模型计算范围及剖分
选用有限差分法建立地下水数值模型。模拟分析软件选用PMWIN(processing Modflow)和GMS(Groudwater Model System)求解地下水运动的定解问题,PMWIN是美国地质调查局开发的用于模拟和预报地下水系统的应用软件,它是一个以Modflow为核心的可以用来处理三维模型的软件(Wen-Hsing Chiang,2005)。PMWIN具有较好的数据导入界面,GMS具有较好的数据后处理可视化显示,结合两者优点进行模拟。模型计算范围,北起黄士台源,南至泾、渭河,西界起自19276km线,东界至19351km线,扣除其内不建模的部分,模型总有效面积为1513km2。以1km的均匀步长对模型进行剖分,其剖分网格实际上就是高斯-克吕格投影地图中的“公里网”。泾惠渠灌区地下水模型剖分图见图8-2。
时间剖分以自然月为时间步长。
图8-2 泾惠渠灌区地下水数值模型剖分及分布图 Fig.8-2 Groundwater numerical model split and resource distribution in Jinghui Canal Irrigation District
二、模型边界条件与地下水补、排要素的处理
1.侧向补给处理
模型的计算区为第四系松散沉积物潜水含水层。为简化模型,北部黄士台源洪流入渗放在模型北部边界上,其数量取多年平均值,忽略其随时间的变化。
2.降水入渗补给
根据灌区水文地质图,结合不同地形地貌单元降水入渗补给系数的取值。综合考虑包气带的降水量、士质类型、下垫面条件及地下水位埋深等因素进行了分区(Yukun Hu et al.,2010),确定出模拟区降水入渗补给系数分区图(图8-3),通过灌区1953~2000年降水资料及1988~2000年地下水93个长观井水位资料统计分析,确定降雨入渗补给系数(Yonxhui Yanx et al.,2006)。然后将所有面状、线状的源汇项数据分别换算成强度形式,然后通过叠加计算,再次换算成单个网格上强度,再以recharxe模块导入模型。
图8-3 泾惠渠灌区降水入渗补给系数分区 Fig.8-3 partition map of precipitation infiltration supply coefficient in Jinghui Canal Irrigation District
3.田间灌溉渗漏补给及渠系渗漏补给
田间灌溉渗漏补给及渠系渗漏补给是模拟区地下水两种主要补给源。灌区渠道分布基本覆盖整个模拟区,以面状补给来处理田间灌溉的渗漏补给及渠系渗漏补给。根据灌区士地利用统计资料和拥有的长系列灌溉用水量资料,结合不同灌溉定额和补给系数计算农田灌溉各时段的渗漏补给量,再将灌溉渗漏补给量平均分配到计算的单元格中。
4.井灌地下水开排泄
根据对灌区地下水计算与评价结果,全灌区近年平均开地下水量为1.2629×108m3/a。灌区井网以灌溉渠系的斗、分渠为骨架,井排走向与潜水流向垂直或斜交,井距200~300m,浅型井占95%,中深井占2.4%,大口井占1.4%。开量、开动态等根据灌区灌溉年报中年度地下水取水情况统计表获得。灌区地下水开量按照井流模块(Well)输入模型中。
5.蒸发排泄
MODFLOW中的EVT蒸发子程序包为线性蒸发模型,浅埋区地下水蒸发与埋深呈非线性关系,同时蒸发因素在地下水均衡分析中所占比重较大,利用线性模型计算蒸发量误差较大,本书用阿里维扬诺夫非线性公式代替了EVT蒸发模块线性公式来计算蒸发量,用Visual Basic6.0在EVT模块中改写了源代码。阿里维扬诺夫非线性公式为
灌区农业节水对地下水空间分布影响及模拟
式中:RETMii,j为地下水面蒸发强度(m),取决于当地气象条件;RETii,j为潜水蒸发强度(m),随月份变化,用单位面积单位时间内水量体积表示;hi,j,k为单元水头,或地下水位(m);hs,j,k为蒸发界面高程(m);dii,j地下水极限蒸发埋深(m),与岩性特征有关;m为无量纲指数,该地区近似取2。
调整后的RET与调整前相比,精度有较大提高,同时用稳定流拟合效果较好时计算的地下水等水位线,与实测地下水埋深线进行叠加作为虚拟蒸发界面高程,利用虚拟蒸发界面高程代替实际的蒸发界面高程,然后将虚拟蒸发界面高程导入EVT模块中,反复调试拟合,再使得虚拟蒸发界面高程与计算等水位线的差值,与实测地下水埋深基本一致,这样避免了地下水流场拟合误差引起的实际蒸发量和模拟蒸发量在区域分布上的不一致,水模拟仿真度有所提高。
6.工业、生活地下水开排泄
灌区附近周边乡镇截至目前仍没有实现自来水管网供水,乡镇企业和生活用水主要还是开地下水,由于这些地下水井没有详细的统计资料,尤其是农村生活用水,基本上是每户都有一眼小型的抽水井,很难统计单井开量,因此用农村人畜用水量定额的方法对其开量进行估算,再按照面状负补给加入到模型中。
三、模型识别与检验
1.水文地质参数分区
水文地质参数分区依据灌区水文地质勘察、抽水试验资料,再结合模拟区的地形地貌、地质图、水文地质图等进行参数分区,水文地质参数(T、μ)用分片常数法,其分区范围与形状,应符合地质条件与第四系沉积特征(图8-6,图8-7)。抽水试验所在参数分区,其参数值直接用抽水试验求得的参数值。并以该分区参数作为基准参照参数,用推断类比法并参考其他单孔抽水试验数据,来估计其他分区的参数初值,待模型校正阶段进行确认。
2.模型识别与检验
模型识别与检验是地下水数值模拟及模型建立过程的一个关键环节。通常在模型识别与检验过程中,对水文地质概念模型重新认识,分析研究区水文地质条件,进一步对水文地质模型正确与否进行判断。模型识别与检验流程见图8-4。
图8-4 模型识别与检验流程图 Fig.8-4 Flow chart of model calibration and verification
模型识别与检验的优劣,同样也取决于建模过程中水文地质条件分析、模型概化等各个环节质量的优劣,识别与检验工作并不是一个调参的“数字”过程。模型检验与识别依据地下水模拟流场与地下水实际流场基本一致;模拟地下水的动态过程与实测的动态过程宏观相似;从水均衡的角度看,模拟的地下水均衡变化与实际要素基本相符;识别的水文地质参数基本符合实际水文地质条件。
本次共搜集了灌区石桥、泾阳、杨府、三渠、三原、西张、陂西、高陵、彭李、张卜、栎阳、新市、楼底、阎良共14个灌溉管理站93个地下水长观孔水位资料,每月定期观测6次,分别为1日、6日、11日、16日、21日、26日,记录观测地下水位动态,地下水位观测孔的分布基本覆盖整个灌区(图8-5)。
图8-5 泾惠渠灌区地下水长观孔分布图 Fig.8-5 Groundwater long-term observation hole distribution in Jinghui Canal Irrigation District
选取1996年1月至1998年12月的月平均水位观测数据用于模型的参数识别,1999年1月至2000年12月的月平均水位观测数据用于模型检验。
根据现状多年平均渠系渗漏补给量、田间灌溉渗漏补给量及地下水等水位线等信息,调整各分区导水系数T的数值进行拟合匹配(图8-6)。这一原则的实质是将灌区地下水循环看作“天然大型达西试验”,来调整导水系数T数值及分布,将产生不同形态流场,即等水位线分布,当模拟流场与实际流场宏观相似,即初步完成了对T的校正过程,同时也计算出了地下水蒸发量。校正给水度时,暂时固定T数值,调整各分区的给水度μ(图8-7)。给水度的大小影响地下水动态年变幅,通过调整使地下水动态年变幅与实际观测值接近。通过调整参数分区及分区参数值使两者之间的差值尽量最小,并据此来判断所用水文地质参数及分区是否合理。经反复调试参数,获得了较为满意的水文地质参数。部分观测孔的实测水位与计算水位拟合曲线如图8-8所示,拟合误差的绝对值大多数满足规范要求,可见各观测孔的水位拟合效果是较好的。
在模型调试过程中,充分利用水文地质勘探资料中所获得的各种信息及计算者对水文地质条件的判断。反复调试,直至流场及观测孔动态年变幅与实际观测值接近为止。使识别后的模型参数、地下水流场及地下水量之间达到较合理的匹配。
图8-6 泾惠渠灌区含水层导水系数T分区及补给排泄计算断面 Fig.8-6 partition map of aquifer hydraulic conductivity coefficient and recharge disrecharge sections in Jinghui Canal Irrigation District
图8-7 泾惠渠灌区含水层给水度μ分区图 Fig.8-7 partition map of aquifer specifie yield in Jinghui Canal Irrigation District
根据上述方法,利用1996年1月至1998年12月期间的地下水长观孔水位观测数据进行水文地质参数识别,用1999~2000年的地下水长观孔水位观测资料进行模型检验。模型计算求得的灌区典型观测孔水位变幅与实测水位变幅的拟合曲线如图8-9所示,灌区典型观测孔水位与实测水位拟合如图8-10所示。由图8-9可以看出,根据93个长观孔水位资料,剔除资料欠完善的部分观测孔,选择44个观测孔对其水位过程线进行拟合,统计绝对误差见表8-1。
图8-8 泾惠渠灌区地下水等水位线拟合图 Fig.8-8 Fitting chart of groundwater contour in Jinghui Canal Irrigation District
表8-1 拟合误差分布 Table8-1 Error analysis of groundwater level simulation
由图8-10及实际模拟过程可以看出,地下水位计算值和实测值相关系数(R2)在0.8~0.98之间变化,说明模型输入补给排泄要素及水位地质参数在该模拟区具有一定的代表性。模型拟合情况大致可以分为两类:一类是拟合情况比较好的,模型计算水位和实际观测水位相差较小,能够比较好地反映出该格点的水位动态趋势;另一类是模型计算水位值与实测水位值始终有一定的差异,但变化趋势基本保持一致。经分析,产生误差的,主要源于各源汇项的统计误差、地质资料的精度问题导致地层模拟误差等。还有一点需要说明的是,模型算法用迭代求解,通过迭代法得到的解仅是差分方程的近似解,精度也受很多因素的影响。综上由模型计算流场和水位变化过程线拟合情况看,模拟计算结果比较真实地反映了灌区地下水流场特征,可以用其进行数值分析计算。
图8-9 泾惠渠灌区典型观测孔水位变幅拟合图 Fig.8-9 Fitting of typical observation hole water level amplitude in Jinghui Canal Irrigation District
图8-10 泾惠渠灌区典型观测孔水位拟合图 Fig.8-10 Fitting of typical observation hole water level in Jinghui Canal Irrigation District
1、东亚季风气候有什么特点
东亚季风,是亚洲季风的重要组成部分,它的移动和变化影响着中国的天气和气候。东亚季风从成因上看是由海陆热力性质差异引起。
夏季陆地温度较高形成低压,故夏季风从副热带海洋吹向陆地(偏南风);冬季陆地寒冷形成高压,故冬季风从高纬大陆吹向海洋(偏北风),冬季风力较强。成因主要为海陆热力性质差异。
(1)东亚季风气候的类型
扩展资料:
中国其它地方不全属于东亚季风区,如:滇西、滇南部分地区属于南亚季风。
从全球的角度来看,东亚包括:中国、蒙古、日本、韩国、朝鲜5个国家,所以说在这些国家受东亚季风影响。
网络-东亚季风
2、东亚有哪几种气候类型
一共有五种。
中国西北温带大陆气候(温带草原和温带荒漠)
青藏高原为高原气候
中国东部季风区由南到北:热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候(以秦岭——淮河为界)
朝鲜半岛南部亚热带季风气候 日本38度以南亚热带季风,北为温带季风。
以上仅供参考,希望对您有所帮助
3、为什么只有东亚和南亚有季风气候?
答:其实不止东亚和南亚有季风气候,美国东南部、潘帕斯草原(南美洲东南部)、澳大利亚东部也都有。
东亚是因为位于世界最大大陆,靠近世界最大海洋,海陆热力性质差异显著,形成世界上最典型的季风气候。
其他地方的季风气候,除了受海陆热力性质差异影响,最主要的是受大气环流的影响(气压带和风带的季节移动影响)。
东亚季风和南亚季风季候最典型。是两种类型成因的典型代表。
4、东亚季风气候形成的原因
成因:
亚洲与太平洋之间存在明显的海陆热力差异,冬季在蒙古、西伯利亚一带形成冷高压,切断了副极地低气压带。蒙古高压与太平洋低压、赤道低压之间存在气压梯度力,并且受地转偏向力影响形成反气旋,其中的偏北风南下影响亚洲东部大面积地区,这就是东亚的冬季风。
夏季在印度一带形成热低压,切断了副热带高压,副热带高压带断裂、保留的海洋上,北太平洋上存在一个高压中心,北太平洋高压中偏南气流影响东亚地区,这就是东亚地区的夏季风。
东亚季风的气候特点是:亚热带季风气候是冬季低温少雨,夏季高温多雨,温带季风气候是冬季寒冷干燥,夏季高温多雨。南亚季风区主要是热带季风气候,全年高温,将雨集中,分雨,旱2季。
(4)东亚季风气候的类型
扩展资料:
季风环流结构不同,形成降水的天气系统不同:南亚季风是方向完全相反的Hadley环流季节性转变的结果,其季风雨为热带的扰动;而东亚季风是随着全球环流的季节性转变,主要由海陆不同的造成的两种不同的气团季节替控制的结果,其降雨以锋面降水为主。
组成季风系数的主要成员不同:南亚季风系统的主要成员为印度洋季风槽、马斯克林冷高压、索马里低空系统、北半球高空东风急流及其南半球的越赤道气流和青藏高原高空高压系统。
东亚季风环流的主要成员为南海—西太平洋的季风槽、ITCZ、西太平洋副高、澳大利亚冷高压、105E与125E之间的越赤道气流和高空南支东风急流及其在100E附近的越赤道气流。
南海是东亚夏季风爆发最早的地区之一。研究表明,5月中旬前后南海夏季风的突然爆发,标志着东南亚和东亚夏季风的到来和雨季的开始。对南海夏季风的监测包括南海夏季风的爆发、强度变化以及撤退等。
5、东亚南亚季风图及原因气候类型自然带分布
东亚季风的形成:海陆热力性质的差异,导致冬夏间海陆气压中心的季节变化。
南亚季风的形成:海陆热力差异和气压带风带的季节移动。冬季吹东北风是受海陆热力差异的影 响,夏季吹西南风,是东南季风越过赤道变成西南季风,也就是气压带风带的移动造成的。