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[成果] 1900120042 上海
V321.213 应用技术 气象服务 公布年份:2019
成果简介:近年来,极端天气事件,特别是影响飞行安全的危险天气事件频发,这对航空天气预报的精确性、时效性提出了更高的要求;随着航空工业的迅猛发展及民航运控机制的不断优化,天气因素影响航空业效率的比重进一步加大。开展高分辨率航空数值预报技术研究,是提高飞行安全水平、降低飞行成本、提高机场管理效率的有效手段。 飞机观测资料(Aircraft Meteorological Data Relay,简称AMDAR)是利用商用飞机上搭载的传感器、终端和通讯系统收集的气象观测数据,是有效弥补中高层大气垂直探测数据频次的有效手段。将该资料同化到数值预报模式中,可有效改进极端天气的预报准确率。本研究通过对AMDAR的质量控制并应用到高分辨数值模式中,从而提供高分辨率、高频次、高准确率的航空数值天气预报产品,产品实现客观化、定量化、自动化和精细化,实现不同领域的交叉应用,无论经济、社会效益上都具有重大价值。 飞机观测数据多功能集成处理系统。飞机观测数据质量控制软件。飞机观测数据实时同化技术。高分辨率短时临近快速更新同化系统。高分辨率航空气象数值预报产品软件。数值预报云平台及高分辨率航空数值预报网站。
[成果] 1900120102 贵州
P482 基础研究 气象服务 公布年份:2019
成果简介:项目借鉴国内外冰雹防控研究技术成果和经验,引进先进的探测设备和作业装备,集成贵州的技术优势和研究成果,着力解决复杂山地环境下的冰雹监测预警和冰雹防控技术等关键性技术问题,全面指导贵州的人工防雹减灾作业,切实提高贵州冰雹防控的科学水平和服务效益。 基于模糊逻辑判断的地物、非降水回波识别方法,对贵州雷达的地物回波、电磁干扰杂波等取得了比较好的效果。 全面评估贵州雷达等射束高度探测范围,完成贵州区域雷达网地形遮挡评估图。 采用径向、方位上的最近邻居和垂直方向上线性插值(NVI法)完成目前贵州8部业务化雷达的组网拼图。 选择强冰雹概率,垂直累积液态水含量、垂直累积液态水含量密度、严重冰雹指数作为强冰雹的诊断因子,对理想的VIL阈值、POSH阈值及DVIL的阈值进行气候统计,通过雷达的探测值与各因子阈值相比较,确定冰雹潜在区。
[成果] 1900120091 江苏
P456 基础研究 气象服务 公布年份:2019
成果简介:我国是世界上受气象灾害影响较严重的国家之一。据统计,每年因气象灾害造成的经济损失相当于我国生产总值的1%~3%。在影响我国的气象灾害中,80%左右是由大范围、超过天气时间尺度(3~5天)的持续性异常天气气候过程所引起,这些过程包括洪涝、干旱、高温热浪、低温冷害、雨雪冰冻等。 项目预期目标是:揭示热带和中高纬季节内振荡的动力机理;建立和改善延伸期预报动力和统计模式,有效提高我国10~30天延伸期预报能力;培养一支低频气候动力学和延伸期预报领域的中青年骨干队伍。提供更加准确的延伸期预报,对提高全社会防御灾害的能力和水平,较大程度地保护人民生命财产的安全,促进经济发展和社会进步具有重要作用。 创新性研究并深入理解了热带低频振荡(MJO)的触发和东传的物理机制。揭示了DYNAMO外场观测期间MJO触发的物理机制,颠覆了传统的高层大气环航模对MJO触发的理论。基于观测数据和目前全世界较先进的27个全球大气环流模式输出资料,运用水汽模态理论框架研究了MJO东传机制,提出了垂直MSE平流造成MJO东传的新机制,并揭示了MJO东传过程中Rossby波和Kelvin波的相对贡献 创新性完成热带低频振荡(MJO)的个例识别和分类方法,科学分析MJO事件的类别、生成时间和地点,为进一步研究MJO动力学机理奠定基础。 创新性研发了多尺度相互作用诊断方法,可从热带-热带外相互作用、海-陆-气相互作用、不同时间尺度相互作用三个方面,定量诊断和分析季节内振荡、天气尺度扰动及年际尺度气候系统的相互作用过程。揭示了海洋性大陆区域MJO与高频波动间的相互作用过程,包括MJO对高频波动的大尺度控制,以及高频波动对MJO的升尺度反馈,同时定量分析了包括非绝热加热、表层潜热通量、正压能量转换和涡动动量传输在内的非线性过程。
[成果] 1900120090 贵州
P457.6 基础研究 气象服务 公布年份:2019
成果简介:乌江流域是我国长江上游南岸大型支流,呈羽状水系分布,沿途建有多座水电站,流域贵州境内建成投运的主要水电站包括洪家渡、东风、引子渡、索风营、乌江渡、构皮滩、思林、大花水、沙陀等电站,发电量占贵州全网总水电量的70%,开发建立乌江流域精细化水文气象服务系统,为相关单位提供优质气象服务,对地方经济建设和防灾减灾工作意义重大。 利用乌江流域7个水电站2008-2012年逐日面雨量、库水位、入库流量等资料,分析了流域水文基本特征,针对各电站入库流量关键值,分析给出了流域主要水电站辖区面雨量阈值指标。通过多种面雨量计算方法进行分析比较,最终选择算数平均法作为流域面雨量计算方法。 针对乌江流域的降水预报技术,开展了基于雷达定量降水估测和预报、中尺度WRF数值模式、多模式降水集成等多种精细化降水预报产品的释用分析,以及面雨量的预报技术研究。 结合试验流域历史水文气象资料,开展了三水源新安江水文模型在试验流域洪水预报试验,试验结果表明:乌江上游的洪家渡、普定引子渡水文模拟较好,部分区间水文模拟效果不理想,还需要更多的水文资料进一步加以模拟验证。 基于以上技术研究,结合乌江流域的特殊地理位置和气候条件,以计算机网络技术、数据库技术、GIS技术为核心,集成基础气象信息、水文数据、地理信息等资料,建立了由基础数据库、水文气象监测及预报服务组成的一体化的乌江流域精细化水文气象预报服务系统。系统主要功能为:产品制作和分发、数据采集、用户服务平台、系统配置管理。
[成果] 1900120066 贵州
P415.12 基础研究 气象服务 公布年份:2019
成果简介:六盘水地处贵州西部,属于典型的喀斯特地貌地区,山高谷深,天气复杂多变,特别是极端恶劣天气条件,给高速公路(水城-盘州和六盘水-六枝高速公路)车辆行驶带来了巨大的风险,不仅严重影响了交通运输,而且还给国家和人民生命财产带来严重的损失。通过项目的实施,气象对高速公路交通运输的专业气象服务能力显著提升,公共气象服务覆盖面进一步扩大,气象服务综合效益显著提高。 建立两高沿线监测和研究的气象数据。利用贵州省CIMISS气象数据库,选取六盘水市水盘、六六和其他重要高速路段的气象自动站观测数据以及高速公路地理信息数据、本地预警信息数据,通过VB、Csharp编程工具软件在六盘水市建立本地高速路地理信息数据库和站点气象要素监测数据库,为开展两高沿线大雾、凝冻、降雪等气象灾害预警提供数据支撑。 创建两高沿线69个气象灾害监测点。根据水盘高速、六六高速、都香高速、沪昆高速、杭瑞高速、月照机场高速、盘兴高速以及在建的纳兴高速和六赫高速路段高速路的地理信息,全市气象观测站和区域气象自动站中筛选出高速沿线站点。六枝特区境内高速路段沿线站点有15个,为两高沿线大雾、凝冻、降雪等气象灾害预警提供科学依据。 创建两高沿线道路结冰监测预警模型。提取出2013年1月1日至2018年12月31日六盘水市高速路沿线区域气象自动站温度、降水资料,利用Csharp编程软件工具、统计建模计算,分析道路结冰时空分布特征、道路结冰监测预警指标。
[成果] 1900120013 江苏
P456.7 基础研究 气象服务 公布年份:2019
成果简介:集合预报的发展使得人类对天气预报的认识产生了质的飞跃,也导致了传统的确定性预报向概率预报转变,从而能为用户提供更全面完整的信息,研制出了多初值、多物理过程、多侧边界扰动的区域集合预报技术,应用于中国气象部门的GRAPES-MESO区域集合预报系统,并提出了滑动训练期的多模式集成预报方法,在此基础上开发了一系列集合预报产品,在国家和省市气象业务部门获得广泛应用,缩小了我国和数值天气预报先进水平国家和地区(如美国和欧盟)在集合预报技术及应用上的差距,使我国自主研发的GRAPES数值预报系统的功能得到有效延伸。 研制了多初值、多物理过程、多侧边界扰动的区域集合预报技术并实现业务化。 提出了滑动训练期的多模式集成预报方法和多模式集成最优训练期的试验和选取方法。
[成果] 1900120009 山西
P456 基础研究 [气象服务, 公共软件服务] 公布年份:2019
成果简介:面对经济社会发展日益增长的需求,我国气象防灾减灾的能力还远不能适应;监测能力及天气预测预报水平还不能适应社会和经济发展的需求;气象灾害预报预警信息发布渠道、发布时效和覆盖面还存在明显不足;气象灾害综合防御和救助体系尚未建立,各种气象灾害防御的基础设施建设还很薄弱。因此,建立一个“基于GIS的极端气象灾害预警与评估集成系统”,实现提高极端气象灾害预警的及时性和准确性,灾害评估和预评估的客观性和科学性,缓解气象监测能力及天气预测预报水平与社会和经济发展需求不相适应的矛盾意义重大。 建立了基于GIS的极端气象灾害预警与评估数据库系统。建立了气象灾害风险区划体系完成了山西5种气象灾害的风险区划。建立了山西省强对流天气客观化概念模型和5种灾害天气短期预报模型。建立了山西省7种气象灾害风险评估模型。建立了预警信息质量实时跟踪检验系统。开发了“基于GIS的极端气象灾害预警与评估集成系统”。
[成果] 1900120097 江西
[P409, TP319] 应用技术 [气象服务, 公共软件服务] 公布年份:2019
成果简介:气象警报卫星广播(DAB)系统具有覆盖面广、时效高、不受地理限制的特点,从根本上解决现有其他发布方式(如手机短信、电话等)无法覆盖边远、偏僻农村、荒漠、海岛、海洋船只等边远地区的缺陷,可以很好地解决上述地区预警信息发布的“最后一公里”问题。项目设计并建立江西省DAB气象灾害预警信息编辑、传输、发布、接收系统,解决通过DAB广播向灾害预警区域智能化定向发布信息技术问题,建立信息发布的业务流程,实现气象警报卫星广播(DAB)系统在江西省气象灾害预警信息发布的业务应用。 建立了江西省省级DAB广播系统和传输流程,实现了利用国家气象警报卫星广播(DAB)系统在江西省气象灾害预警信息发布中的应用。 研究了灾害预警信号落区预报关联的地理区域码的生成技术和指定区域智能化发送技术,开发了图形界面的气象灾害预警信息的编辑发布软件并嵌入省级DAB系统,有效补充了预警信息编辑的方式,在全国率先实现了在DAB系统中采用表单和绘图方式编辑发布信息,直观、快速、准确向灾害预警信号落区定向智能化的发布信息。 进行了完整的业务应用试验。试用多款接收机,进行了省内多个区域模拟试验并在吉安县进行业务试点,发送各种级别和类型预警信息,对4个测试指标(发送/接收时效、成功率、优先级、信息完整性)的试验结果进行详细分析。测试结果表明系统具备投入业务化运行能力。
[成果] 1800240501 江苏
S165.2 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:设施农业是现代农业发展的重要方向,受气候变化影响,低温、高温、寡照、大风、暴雪等灾害重发、频发,严重制约了设施农业发展。设施农业气象服务起步较晚,设施作物气象灾害指标、灾害监测预警与风险评估、环境调控等关键技术缺乏导致现有气象服务无法满足设施农业快速发展需求。该成果依托公益性行业(气象)科研专项、国家自然科学基金和江苏省科技支撑计划项目,系统开展设施农业气象保障技术研究,成果如下: 1.制定设施小气候观测规范行业标准,发展了设施环境信息采集传输和质量控制技术。针对设施内小气候时空变化的复杂性,编制了针对果蔬作物生产的“设施农业小气候观测规范-日光温室和塑料大棚”行业标准;提出一种簇头轮换机制,基于物联网传感技术实现了设施环境数据无损采集与传输,解决了高延迟和高错误率条件下通信系统中小气候数据传输效率和质量不高的问题。 2.创建和发展了设施农业精细化服务气象灾害指标体系。利用环境控制试验和设施栽培试验,研究低温、寡照、高温对设施作物的致灾机理,提出基于光合参数和荧光参数确定设施作物低温、寡照、高温气象灾害指标的方法,克服了已有研究以日均气温、最高气温及形态指标确定灾害等级造成的灾害诊断时效性差的缺点;制定了杨梅冻害等级行业标准,为设施杨梅冻害监测、预警及评估提供依据;利用风洞试验确定了日光温室和塑料大棚表面风压分布规律,结合设施负载确定了设施风灾等级指标,解决了预报、预警服务中风灾指标过于粗放、不区分不同设施类型的问题。 3.集成设施小气候预报模型,创新了设施农业气象灾害预警和风险评估技术方法。集成多元回归、BP神经网络、谐波法、核ELM等方法,构建设施小气候预报模型,克服了常见的设施小气候预报模型普适性差的缺陷,结合天气预报产品可预报未来1-7天设施小气候;构建了设施农业气象灾害预警模型,实现了设施内低温、高温、寡照、大风、暴雪及病害潜势等的预警,提出一种设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法,获发明专利授权;构建了基于温光效应的设施作物生长发育模型,解决了设施农业气象灾害风险评估中数量化、模型化、动态化的技术需求,实现了设施农业气象风险的动态、定量评估。 4.提出了设施农业环境的优化调控技术。提出光质(R/FR)调控、昼夜温差调控等技术方法,创新了亚高温胁迫及干旱胁迫下设施作物水分管理技术方法,集成了设施环境管理系统,实现了针对不同作物、不同发育阶段的光照管理、温度调控、灌溉管理等智能化决策服务。 5.研发了设施农业气象灾害监测预警与气象保障业务系统。建立了设施农业数据库管理子系统、设施作物情报子系统、设施农业预报子系统、设施作物气象灾害预警评估子系统,并在业务部门进行了推广应用。 依托该项目,获发明专利授权5项,制定行业标准2项,出版专著3部,取得软件著作权15项,发表论文78篇,其中SCI收录6篇,EI收录4篇。成果在全国推广面积107万亩,减少经济损失6.7亿元。
[成果] 1900010223 北京
P457.8 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:中国受台风影响频繁,灾害损失严重,危及国家公共安全。自2000年以来,在国家973计划、公益性行业专项、国家自然科学基金重点项目等支持下,针对登陆台风监测预报中的难题,该项目突破了一系列关键技术,提高了台风监测预报预警水平,显著推动行业进步,为中国台风灾害防御提供了强有力的科技支撑。主要创新点如下。 设计建成中国首个登陆台风海-陆-气一体化协同观测系统,登陆台风观测能力达到国际先进水平。该系统实现了海基与陆基、固定与移动观测的有机结合,对登陆台风三维流场特征、边界层结构、海-陆-气相互作用和风雨精细分布等进行系列协同观测,为认识台风登陆过程及异常变化物理机制提供了第一手观测资料。整编建立了亚太地区最完整的台风多源资料库,广泛应用于国内外台风监测预报预警、气候变化和极端台风事件的深度分析研究。该资料库的最佳路径数据集是参与国际资料交换的四个西北太平洋台风数据集之一,此外台风风雨、外场试验观测、台风预报、台风预报评估等数据集为该项目特有。该资料库被世界气象组织全球热带气旋资料库(IBTrACS)收录,参与国际资料比较计划,为国际台风预报示范项目的实施提供强有力支撑。系统地开展台风数值预报关键技术研究,建立了新一代台风数值预报系统,使中国台风数值预报水平进入国际先进行列。项目在台风初值形成和多源资料同化技术、台风边界层和海表拖曳系数参数化方案、动力非线性项算法、对流触发算法等方面取得突破,显著提升中国台风数值预报水平,24h台风路径预报误差从190km(2003年)减小到60公里(2016年)。开展台风客观预报释用关键技术研发,突破了登陆台风风雨精细化预报技术瓶颈,填补业务技术空白。在台风路径优化集合预报、基于多源资料的风场非对称识别和暴雨宏微观物理过程模式定量分析和应用技术等方面取得显著进展,填补中国台风各向风圈半径和风场降尺度客观预报技术空白。研制建设了台风监测预报预警综合平台,广泛投入业务应用,显著提高了台风业务预报和综合决策服务能力。该平台实现台风多源监测综合分析、集合预报可信度分析、预报产品制作和实时检验等功能的有机集成及可视化,已在各级气象部门推广应用,极大提高了台风业务预报效率和决策服务能力。 项目获省部级二等以上科技奖励6项,软件著作权7项。项目共发表学术论文389篇(SCI收录182篇,EI4篇)。为中国台风路径预报达到国际领先水平起到了关键的科技支撑作用。新一代台风数值模式的24h路径预报误差已从190公里减小到60公里(据估算,误差每减小1公里可减少经济损失约0.97亿元/台风),产生显著经济效益。项目成果广泛应用于中国气象、海洋、水利、航运等行业和部门,取得了明显的社会效益。项目成果还提供给亚太区域内国家和地区使用,得到广泛认可,彰显了国际影响力和引领作用。
[成果] 1900010225 北京
P456 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:在全球变暖背景下,1991年以来,每年由旱涝、高温、低温、强台风等极端气候事件造成的经济损失平均超过2000亿元。针对极端气候事件对中国经济社会的严峻威胁,该项目突破极端气候事件监测诊断预测评估的关键技术问题,建立中国极端气候事件监测预测业务系统,在国家防灾减灾和气候变化应对服务中得到广泛应用,推动了中国在极端气候事件监测预测方面的科技进步。 设计并建设了中国首个极端气候事件实时监测业务系统,研制了适用于东亚区域复杂气候条件和防灾减灾需求的极端气候事件监测指标体系,揭示了全球变暖背景下中国极端气候事件变化规律。研制了时空尺度双向追踪技术,建立区域性、过程性极端事件客观识别方法并业务化,推动了中国极端气候事件监测业务,拓展了世界气象组织推荐的极端气候事件监测指标体系,为极端气候事件诊断和预测奠定了科学基础。研究成果对国家气候中心被世界气象组织认定为亚洲极端天气气候事件监测评估中心提供了强有力的科技支撑。 创新性地研制了揭示中国重大极端气候事件和气候变化关系的归因方法,研发了分离中国区域极端气候长期变化和城市化效应的检测技术。研制了适用于区域尺度的二步归因方法,揭示了人为和自然外强迫对重大高影响极端高温事件发生风险变化的影响,系统地阐明了温室气体等外强迫在极端气温强度、频率和持续性等变化中产生的重要作用。研究成果在Nature Climate Change发表,显著提升了中国在该领域的国际影响力,极大丰富了极端气候事件诊断和归因的理论基础。 系统地开展了极端气候事件发生机理和关键预测技术研究,创新性地建立了动力-统计相结合的月季气候趋势预测系统。揭示了影响因子与极端气候事件年际关系的年代际变化和多因子协同作用的机理,发展了主要极端气候事件物理概念预测模型。以动力气候模式环流预测为基础,极端气候事件影响因子物理概念模型为核心,建立了极端气候事件动力-统计降尺度预测模型。对2011-2017年期间月、季旱涝趋势预测平均技巧稳步提高近5%,尤其是近3年对中国区域汛期旱涝趋势预测准确率超过了国际先进业务中心水平。 开创性地发展了气象灾害风险评估与预测相结合的技术,构建了重大气象灾害风险评估与预测业务平台。建立极端气候事件和重大气象灾害对农业、人体健康、地质灾害等方面的定量化影响评估模型,与极端气候事件和气象灾害要素的趋势预测相结合,实现了从要素预测向灾害风险预测的跨越,显著提升了重大气象灾害风险预测与服务能力,为防灾减灾提供了强有力的科技支撑。 制定发布国家和行业标准/规范13项,软件著作权4项,出版专著5部,发表论文107篇(SCI 51篇),总被他引频次1464次。建成了综合极端事件监测预测、风险评估和服务为一体的业务系统。该项目的完成推动了中国极端气候事件监测预测研究和业务发展,使中国极端气候事件监测预测水平跻身国际同类业务中心的先进行列,成果应用广泛,取得重大社会和经济效益。
[成果] 1800180637 上海
P456 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:(一)项目背景:该项目研究属于大气科学领域,针对极端灾害性天气预报预警突出难题,聚焦关键技术研究,率先建立中尺度对流系统信息提取技术,自动识别边界层辐合线、低空切变、海风锋等强对流天气触发信息,形成基于多种观测资料的中小尺度环境综合监测分析体系;攻克了多项强对流短时临近预报关键技术,显著提高了强对流天气的预报预警能力,创新建立国际先进的强对流天气非常规分类型检验技术,研究建立台风路径最优集合订正技术,显著提高了台风路径预报的准确率,构建了连续滚动、逐步逼近的极端灾害性精细化预报预警平台,为上海市极端灾害性天气的预报预警提供技术支撑,在保障城市安全运行和防灾减灾中发挥了重要作用。 (二)主要技术创新内容: 1、率先建立中尺度对流系统信息提取技术,自动识别边界层辐合线、低空切变、海风锋等强对流天气触发信息,形成基于多种观测资料的中小尺度环境综合监测分析体系; 2、攻克了多项强对流短时临近预报关键技术,建立了分类强对流潜势预报技术,提升了不同类型强对流天气预报的针对性,建立雷达回波CO-TREC外推和高分辨区域模式预报融合预报技术,有效提高了强对流天气预报的时效性和准确率; 3、创新建立国际先进的强对流天气非常规分类型检验技术,形成完整的检验算法和流程; 4、自主研发了台风路径最优集合订正技术,显著提高了台风路径预报的准确率; 5、建立图形预报编辑技术和预报预警产品自动生成技术,构建了连续滚动、逐步逼近的极端灾害性精细化预报预警平台。 (三)应用推广情况: 1、成果在近年来上海中心气象台汛期预报服务中应用,在城市安全运行和防灾减灾中发挥积极作用,2009-2017年连续五届(每两年)被评为全国文明单位,连续多年被评为上海市文明单位,2017年被共青团上海市市级机关工作委员会评为青年文明号,2017年被中国气象局评为重大气象服务先进集体。 2、显著提升了上海市强对流天气的预报预警能力和暴雨预报准确率,近年来暴雨预报准确率在全国名列前茅,2017年全国排名第2;强对流天气预警时效得到明显提高,2017年强对流天气预警时效达到43.6分钟(2013年为31.7分钟)。 3、社会公众满意率明显提升,市民对气象预报评分逐年提高,2017年公众对天气预报准确率评价为97%。 4、成果在上海台风研究所、江苏省气象台、安徽省气象台、浙江省气象台、江西省气象台推广应用,在汛期极端强对流天气的预报预警服务中发挥了积极作用,得到了高度好评。
[成果] 1800130154 北京
P457.6 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:受气候、地形、人类活动等因素的共同影响,近年来北京洪涝灾害频发,严重影响着城市的正常运行和人民生命财产安全。与自然产汇流过程相比,城市流域洪涝过程具有高度复杂性、不可预知性,风险防控具有很强的挑战性。 在北京市科委、北京市水务局、北京市应急办等单位的支持下,系统开展了城市洪涝灾害综合防控关键技术的研究与应用,在监测预警、增渗减排、末端防控等方面取得创新性的成果。 (一)监测预警领域: 1、针对该市的暴雨预警指标体系单一,预警指标阈值不精准的问题,构建了综合化的暴雨预警指标体系,科学量化了致灾因子指标阈值,支撑了暴雨预警指标修订工作的开展。 2、针对河道汛情预警主要依据实测流量,存在着险情量化不直观等问题,首次针对城市河道提出了防汛特征水位(警戒水位和保证水位)的划定原则和划定方法,为社会公众直观获悉汛情险情提供了依据。 (二)增渗减排领域: 1、针对雨洪利用措施单一,缺乏有效的技术集成模式的问题,首次构建了雨洪利用五大技术模式和增渗减排型下垫面构建技术体系,提高了源头雨洪控制率。 2、针对雨洪利用效果评价中缺少标准化的监测设备与方法的问题,研发了城市雨洪利用监测新技术和新设备,提出了利用效果监测与评价技术体系,推动了雨洪利用技术向标准化和规范化发展。 (三)末端防控领域: 1、构建了不同尺度精细化洪涝模型,精准量化区域洪涝风险。细化了典型流域网格-管线-集水区-排水分区-小流域之间的拓扑关系,综合考虑暴雨量级、历时、空间分布、周边水系调度,设定多情景方案,量化不同尺度的流域洪涝风险。 2、提出了系统的精细化洪涝模型技术应用体系,涵盖积水风险台账构建、管网排水能力评估、河道行洪能力评估、内涝原因诊断等内容,支撑了防汛应急管理工作走向科学化和精准化。 3、研发了基于三维仿真技术的特大洪涝灾害情景构建技术,直观展现了灾害情景发生发展过程。基于情景模拟结果开展等各阶段的应急任务梳理和应急能力评估,科学量化了应急能力的差距。 该研究授权发明专利1项、实用新型专利5项,编写专著5部,申请软件著作权2项,发表论文61篇,其中SCI论文12篇。成果为政府部门提供各类决策咨询服务96项,成果在北京市排水集团、城市河湖管理处、凉水河管理、东水西调管理处、永定河管理处等单位得到广泛应用,为保证汛期人民生命财产安全,城市正常运行提供了重要的支撑。
[成果] 1800240499 江苏
P456 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:项目属气候学、水文学、地理学和灾害学等学科交叉领域。全球气候变暖背景下,极端气候事件频发。评估极端气候事件的影响,需充分考虑极端事件的强度与承灾体的脆弱性和暴露度。基于极端气候事件的影响进行准确、及时地预报预警,是国家防灾减灾和区域可持续发展的迫切需求,同时也是一个世界性难题。项目受国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金等的长期支持,在建立格网化的极端气候事件灾情及社会经济数据库、检测极端气候事件、建立承灾体暴露度和脆弱性指标体系、极端事件预报预警与灾害风险转移技术等方面,建立了完整的“基于灾害影响程度的极端气候事件预报预警”理论框架、方法与技术体系。具有以下三个方面原创性特色: 1.创新性提出“基于灾害影响程度的极端气候事件预报预警”新概念,建立了全系列、格网化、多尺度的中国社会经济和极端气候事件灾情数据库,解决了极端气候事件影响评估和基于影响的预报预警业务的数据支撑和匹配问题。 2.创建了多种采样方法、多种优度检验方法和多种分布模型的气候事件极端性判别技术,提出了多尺度承灾体暴露度和脆弱性评估指标体系,建立了流域洪水、山洪和城市内涝不同影响程度的四级预警指标和动态致灾阈值,实现基于影响的极端事件早期预警,解决了传统预警难以与承灾体关联的难题。 3.建立了基于影响的极端气候事件预报预警业务系统,揭示了中国极端气候事件及其承灾体暴露度和脆弱性时空演变规律,提出中国存在一条东北—西南向的干旱加剧带,并预计未来30年干旱化趋势仍将持续,创建了商业化的气象指数保险产品,开辟了极端气候事件风险转移的新思路。 项目获得授权发明专利2项,实用新型专利7项,软件著作权2项;发表论文共计180篇,SCI论文80篇;8篇代表性论文总他引457次,其中被SCI论文他引304次,单篇论文最高SCI他引95次;项目成果被Nature、Nature Climate Change、《中国极端天气气候事件和灾害风险管理与适应国家评估报告》和WMO Bulletin等引用。项目技术成果在中国气象局及31个省级气候中心旱涝监测与预报业务系统、超过5万余条中小河流洪水灾害风险普查和评估、汶川地震堰塞湖等4项国家级应急抢险处置、中国山洪防治规划等10余项国家级规划、三峡和丹江口水库优化调度等工作中得到广泛应用,完成的有关“近五十年全国干旱发生频率呈增加趋势;未来十年将严重影响经济社会发展”重大决策服务材料,获得党和国家领导同志的重要批示,获得良好的社会、经济和生态效益。 项目成果对三峡和丹江口水库优化调度提供重要技术支撑。其中,2016~2017年,仅在丹江口水库实现增加发电量24986万千瓦时,新增效益549.69万元;在长江水利委员会水文局实现新增效益3289.50万元。项目组获得多项科技和人才奖励,主要包括“千人计划”青年项目、中国气象局科技领军人才、长江水利委员会重大成就奖、中国产学研合作创新奖等。
[成果] 1800260032 云南
P457.5 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:人们对西太平洋热带气旋发生发展、加强、运动和台风暴雨的物理成因、演变规律和预报方法做了大量的研究工作,取得了不少成果。相比之下,对孟加拉湾形成的热带气旋(孟湾风暴)的研究较少,特别是孟湾风暴登陆前后受高原大地形作用其结构变化及产生暴雨的机理缺乏定量的认识。中国气象局公益性行业(气象)科研专项(GYHY201106005)"孟加拉湾风暴对高原天气影响的研究"项目的开展,填补了国际上在该领域研究的空白。 项目统计分析了1977年以来孟加拉湾风暴全部样本,给出了孟加拉湾风暴登陆路径和活动频次、形成位置及维持时间等活动规律时空分布特征。研究了1981-2010年印度洋偶极子对北印度洋热带气旋活动的影响,对孟加拉湾风暴生消过程的大尺度环流背景和制约系统有了新的认识。通过对孟加拉湾及周围地区大气环境场和风暴发生潜势指数的分析,首次定量描述了孟加拉湾风暴产生的条件以及有利条件叠加效应导致的风暴"双峰型"活动特征成因条件。利用TRMM(3B42)降水反演数据和地面观测资料,通过变分同化的方法构建了孟加拉湾地区完整降水场,在此基础上诊断研究了孟加拉湾登陆风暴的结构变化及降水分布特征,首次定量给出了不同类型风暴对高原地区所产生的降水分布图。研究了5月和10~11月孟加拉湾风暴活动"双峰"期水汽输送状况、差异以及对西南水汽输送的贡献,以及风暴"双峰"期水汽输送的贡献率,首次揭示了"双峰"期风暴西南水汽输送的相对贡献率和绝对贡献率。利用中尺度数值模式开展了对孟加拉湾风暴在不同地形高度下的敏感性试验,首次解释了高原大地形阻挡和抬升作用对风暴结构、水汽输送和降水强度的变化影响;明确指出地形对降水存在双重作用,一方面地形抬升使风暴产生的降水增加,另一方面地形摩擦使风暴强度减弱从而减少降水。在上述研究的基础上,研制建立了"孟湾风暴预警概念模型系统",该系统包含1977年以来全部风暴样本(路径、强度、产生的降水分布、大气背景、卫星云图)等气象数据和由项目主要成果归纳的风暴概念模型,可供人们检索查询。 项目发表了25篇研究论文(其中SCI收录2篇),累计被引用118次、下载2741次。较高的引用率和较多的读者,表明该项目的研究成果已在较广范围内应用或关注,推动了该学科的发展。 研制的"孟湾风暴预警概念模型系统"获中国版权局计算机软件著作权。 出版专著《孟加拉湾风暴对高原地区的影响》一部,该书对该专业领域和实际天气预报业务有重要的指导意义。
[成果] 1800180032 上海
P467 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:陆源碎屑物质的形成、搬运和沉积过程,是理解地球表层物质循环和全球气候变化的重要环节。 南海是西太平洋地区最大的边缘海,是全球接收陆源碎屑物质最多的半封闭海盆;南海同时还具有丰富的表层和深海洋流系统,保存完好的高沉积速率深海地层,使得南海成为全球开展陆源碎屑物质形成、从源到汇搬运过程、以及深海沉积动力过程研究的理想场所。该项目通过详细调查遍布南海海底和周边陆地河流样品的矿物学和地球化学组成,在南海建成全球先进的深海沉积动力过程观测系统,从深海原位观测的季节尺度、表层沉积样品指示的百年尺度、以及深海岩芯揭示的第四纪万年尺度等多时间尺度变化过程,研究南海陆源碎屑物质从源到汇搬运过程及其控制机理,取得原创性的研究成果。该项目所属海洋科学学科。 项目取得四个方面的重要科学发现: (1)揭示东亚季风是南海周边陆源碎屑物质化学风化形成作用的最重要驱动因素。提出东亚季风温暖潮湿的气候条件是控制南海区域地表化学风化作用的一级驱动因素,构造活动由于会加快地表岩石机械剥蚀、减少化学风化作用时间成为次级驱动因素,而岩石性质特别是中基性火山岩在季风气候影响减弱时对岩石风化过程起到重要作用。 (2)发现等深流和中尺度涡对南海深海陆源碎屑物质的远距离搬运起到最关键作用。南海深海洋流搬运物质过程的原位观测,第一次定义深海等深流的速度结构及其季节性变化,发现海表生成的中尺度涡能够穿透数千米水层,与等深流一起共同对南海深海沉积物远距离搬运起到关键作用。 (3)发现台湾是南海北部晚第四纪以来深海陆源碎屑物质最重要的物源区。运用粘土矿物及其钕同位素组成,识别出台湾、吕宋和华南是南海北部接近理想状态的物源区端元,进而通过高分辨率分析定量恢复物源区供给的时间序列变化,发现台湾在晚第四纪以来给南海深海供给沉积物维持在40-60%,是南海深海陆源碎屑物质最重要的物源区。 (4)提出粘土矿物比值“蒙脱石/(伊利石+绿泥石)”作为南海第四纪东亚季风演化的沉积学替代指标。揭示蒙脱石主要形成于周边岛屿火山岩的快速化学风化作用,记录了同时期的东亚夏季风气候条件;伊利石和绿泥石形成于周边陆地和岛屿的机械剥蚀作用,提出蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值是南海第四纪东亚季风演化的良好指标,显示东亚夏季风演化具有岁差周期的热带驱动特征。 项目研究成果先后在国内外刊物发表52篇学术论文、专著1部,其中SCI收录论文36篇。代表性论文(8篇)总被引用847次,其中:他引627次,SCI他引399次。该项目揭示南海陆源碎屑物质从周边陆地化学风化形成作用、深海洋流远距离搬运作用、物源区碎屑物质供给定量研究、以及指示第四纪东亚季风演化等源汇过程及控制机理,促使南海成为国际该领域研究程度最高的边缘海。研究成果引起国际国内学术界广泛兴趣,并受到积极评价,突显南海作为深海过程研究的最佳天然实验室,对促成中国深海科学的跨越式发展具有重要意义。
[成果] 1800180638 上海
P456.7 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:气象因素是造成飞行事故的重要原因之一,同时近一半以上的航班延误是由天气原因造成的。提高天气预报准确率,对提升飞行安全水平、降低飞行成本、优化机场管理效率具有重要意义。而开展高分辨率预报系统研发是提高与航空飞行相关的天气预报准确率的最重要手段。 在上海市科委科研计划项目《飞机观测资料在航空数值天气预报中的应用技术研究》(课题编号:13231203300)的支持下,针对航空安全对高分辨数值天气预报的迫切需求,上海市气象局基于可及时获取高时空分辨率飞机观测资料的有利条件,聚焦相关关键技术研发,建立了实时、准确、全自动的飞机观测数据处理平台与高分辨率数值天气预报系统,为民用航空和国产大飞机研发提供高分辨率、高频次、高准确率的天气预报产品,为航空飞行安全及航线优化提供技术支撑。 主要研发内容: 1)设计研发了飞机观测资料收集、获取、存储与分发等多功能集成的数据处理系统; 2)发展了飞机观测资料精细化质量控制软件; 3)实现了飞机观测资料在高分辨数值预报系统中的高频次实时同化; 4)建成了高分辨率短时临近数值预报系统; 5)开发了适用于航空飞行安全、航路舒适度、航线优化等航空气象数值预报软件; 6)设计开发了可快速分发海量数据的云平台及航空数值预报网站; 7)研制了“资料前处理”-“模式运算”-“产品后处理”-“资料快速分发”的自动化集成系统。 主要创新包括: 1)创新性地设计搭建了统一标准、统一数据和统一管理的集约化、众创型数值预报云平台,使中国数值预报应用进入“云时代”; 2)研发了面向航空安全的高频次快速更新同化系统及精细化预测产品,填补了国内空白;3)发展了国内首款飞机观测数据质量控制算法及软件,并在业务生产中实时应用。 论文及成果:软件著作权3项,论文20篇,培养博士3名,硕士1名,研究员1名,高级工程师2名。 经济与社会效益:项目成果在国产大飞机研发试飞过程中发挥了重要作用,如C919的自然结冰、低滑和高滑、侧风试验等。同时在东方航空、吉祥航空、华东空管局业务应用,使航班备降、取消、延误次数明显降低,保障了乘客和航班安全,取得了良好的社会和经济效益。 科技进步的作用:研发的飞机观测质量控制及同化方案可为提高数值预报准确率做出重要贡献,为中国数值预报核心技术发展提供帮助;海量数据快速分发与处理技术可为今后其他相关行业提供解决方案;发展的高分辨率数值预报系统同样可在其他行业应用,如道路交通、水文水利、防灾减灾等。系统还可为上海及华东地区的低空飞行提供气象保障,对城市防灾减灾和智慧城市建设具有重要的科学价值和社会效益。
[成果] 1800220378 安徽
P457.6 基础研究 气象服务 公布年份:2018
成果简介:该成果属水利工程领域,涉及水文气象、信息技术和地理遥感等多学科。主要技术内容:该成果面向淮河流域水资源精细调控重大需求,以提高水资源预报与调控精度为主线。按照“在线监测-定量预报-精细调控-综合决策”的思路开展研究,在水资源定量预报、水利工程多级联控、水资源精细调控方法与综合决策服务支持方面进行技术创新,提高了淮河流域水资源定量预报能力、水资源实时调配水平。 (1)水资源定量预报技术。融合气象水文要素在线监测监控、地下水与土壤墒情等多过程观测数据,建立淮河三维立体信息监测体系,构建淮河“天-地-人”多过程嵌套数据链。提出了中尺度气象数值模式本地化释用方案,构建了中短期降水预报技术;基于大尺度环流场稳定性,构建了大尺度多环流的降水长期预报模型。基于长系列多尺度多过程监测信息和控制性水文实验,总结流域产汇流的整体规律以及局部特征,构建物理机理明晰的、适合于淮河流域水文、水资源定量预报应用的本地化降雨径流模型;充分发掘多过程嵌套数据链的水文气象信息,利用创新的降尺度技术将上述两类模型进行耦合,融合多尺度嵌套与渐进式修正方法,整体构建了水资源定量预报技术。 (2)水资源精细调控技术。在流域水资源演变机理与特征研究的基础上,根据工程与调配节点的实际调度方式概化调度规则,构建多层嵌套、逐级调控的水资源多级联控网络。与前述创新的多尺度水资源定量预报技术结合,充分考虑水利工程调度方案与节点调控需求的灵活性,研发供需调分层耦合的水资源实时调配模型。按照从上游到下游、先主干后分支的顺序,将联控网络与调配模型逐级装配,并据实际调度成效对水资源情势与调度计划作滚动修正,构建水资源实时调控关键技术体系。 (3)水资源综合决策服务技术。基于多过程观测、北斗卫星短报文、遥感、社会经济等多维立体观测数据源,以大数据技术为支撑,构建了淮河流域多过程、多尺度、实时动态的多源信息融合技术。面向长中短期水资源预测预报与调配的实际需求,以移动APP、微信等新媒体技术为关键支撑,以自动分类、主动推送为主要运行特征,创建集水资源在线监测、定量预报、仿真模拟、实时调控、评价与反馈于一体的水资源综合决策服务技术体系。 成果指标:发表文章52篇(SCI/EI文章19篇,核心期刊33篇);出版专著6部;取得软件著作权9项,专利1项。获水利先进实用技术1项。获2017年度大禹水利科学技术奖二等奖;获2010、2016和2017年度淮河水利委员会科学技术奖一等奖。 应用推广情况:该成果在淮河流域主要河流和重要湖库的水资源调度、“引江济淮工程”规模调整论证、淮河水资源综合规划、淮河水量分配、以及皖北地区整体协调发展战略与政策研究等方面得到了广泛应用,经济社会和生态效益显著。已推广应用于国家防总办公室、水利部信息中心、安徽省人民政府发展研究中心、安徽省水利厅等十几家单位,推广应用前景广阔。
[成果] 1700450944 广西
S165.2 基础研究 气象服务 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:来源于“十二五”国家科技支撑计划课题“重大农业气象灾害预测预警关键技术研究(编号:2011BAD32B02)”中下达的有关双季稻低温灾害预测预警技术研究部分的任务。广西属于亚热带季风气候,丰富的气候资源适宜发展水稻等粮食生产,因而广西成为中国水稻双季稻主要产区之一,但广西地处低纬,是一个以丘陵、山地为主的地区,地理环境复杂,山地气候的垂直和水平差异都十分明显,构成了复杂多变的气候环境,成为中国气象灾害频繁与灾情严重的省区,低温冷害是广西主要的农业气象灾害,对水稻生产威胁较大,导致水稻产量不稳定、年际波动大,已成为广西水稻丰产、稳产的主要制约因素之一。随着21世纪全球气候变化不稳定性的加剧,导致气候波动更为明显,冷害等极端气候事件对农业生产的影响将更加突出,粮食安全是关系国计民生和社会政治稳定的头等大事,因而粮食生产的安全和稳定与国家社会的和谐安全稳定密切相关,尤其在中国人口快速增长以及人均耕地面积相对减少的严峻形势下,如何确保粮食生产的安全与稳定显得非常重要。2010年中国南方双季稻区出现了严重的倒春寒天气,对双季稻主产区的早稻生产影响较大,而关于这方面影响的监测预警研究相对薄弱,缺乏有效的冷害监测预警手段和技术方法,给防灾、抗灾、减灾工作带来极为不利的影响。针对这一情况,该课题拟开展水稻冷害监测预警技术研究,为广西水稻生产趋利避害及科学防抗提供信息服务及决策依据、提升广西水稻生产防灾减灾的能力和水平、最大限度地减轻低温灾害造成的损失等具有十分重要的意义。技术原理及性能指标:广西早稻低温阴雨的中、长期预测预警;广西晚稻寒露风灾害的中、长期预测预警;预测结果评分。技术特点:使用面向对象的C#语言,程序便于阅读和扩充。系统界面清晰友好且功能多。在预测中构建了基于大气环流、海温等前期气候因子的双季稻低温灾害中长期预测模型、基于CGCM模式资料的降尺度预测模型、时间序列预测方法和集成方案以及广西寒露风预测概念模型,提供了多种的双季稻春季低温阴雨和秋季寒露风的预测预警结果。技术的创造性与先进性:在预测中构建了基于大气环流、海温等前期气候因子的双季稻低温灾害中长期预测模型、基于CGCM模式资料的降尺度预测模型、时间序列预测方法和集成方案以及广西寒露风预测概念模型,提供了多种的双季稻春季低温阴雨和秋季寒露风的预测预警结果。技术的成熟程度,适用范围和安全性:系统软件已经获得中华人民共和国国家版权局计算机软件著作权,系统从2015年至今已经在广西省市县气象部门的农业气象中心正常业务使用,发布双季稻春季低温阴雨和秋季寒露风的预测预警业务产品。应用情况及存在的问题:系统从2015年至今已经在广西省市县气象部门的农业气象中心正常业务使用,发布双季稻春季低温阴雨和秋季寒露风的预测预警业务产品。存在问题:应继续扩大应用地区范围以完善指标。历年获奖情况:无。
[成果] 1800100201 广西
P456 基础研究 气象服务 公布年份:2017
成果简介:项目“孟加拉湾对流对广西锋面暴雨前兆信号技术应用”由1个省部级项目和2个厅局级项目组成,属于自然灾害监测预报社会公益性科学技术研究与应用领域,是关于广西西风系统类暴雨的中短期预报研究,以及该项目在地质灾害暴雨气象风险等级预警方面的应用。项目总经费为11万元,研究时间历时5年。 主要技术内容: 该项目主要针对大气科学技术领域的暴雨预报难点问题,针对广西暴雨决策气象服务能力问题,利用各类卫星资料和欧洲中心细网格全球格点资料以及历年广西雨量测站的日雨量资料、MICAPS地面和高空观测资料等,采用格点内插技术,合成分析、动力、热力分析和数值模拟等技术,研究孟加拉湾对流对广西切变低涡锋面类暴雨的前期信号特征。得出孟加拉湾对流发展、波动东传的机理、孟加拉湾对流对广西暴雨的影响机理,获得预报广西暴雨的新方法、新指标。同时研究了造成桂林市地质灾害的连续暴雨的天气学概念模型,建立基于精细化暴雨雨量预报的桂林地质灾害气象风险预警系统。 项目主要创新: 揭示广西持续性大范围暴雨发生前,孟加拉湾对流经历多次活跃过程。揭示孟加拉湾异常热源在广西切变低涡型锋面暴雨前期变化特征,揭示孟加拉湾热源在锋面暴雨前2.5天左右异常增强的事实。绘制了暴雨前后10天TBB值从孟加拉湾到广西上空的时空剖面图,揭示了孟加拉湾的对流由孟加拉湾向广西上空波动传输的特征。揭示广西上空暴雨对流与暴雨前50小时的孟加拉湾对流相关性最高,相关系数达到0.667,WRF模式的敏感性实验和控制实验验证了孟加拉湾对流对广西暴雨的影响。 推广应用及效益情况: 研究成果为广西锋面低涡型暴雨预报提供了很多新指标、新方法,研究成果和预报指标可以直接应用到广西暴雨的预报业务中,用于提升暴雨预报能力与服务能力。同时也将暴雨预报用于地质灾害暴雨气象风险等级的预警应用中,取得较好效果。成果在广西壮族自治区气象台、桂林市气象局、桂林市防汛抗旱指挥部和广西地质环境监测站等单位应用效果良好,具有良好社会效益。 共发表6篇科技论文,其中核心期刊3篇,EI收录2篇,一般刊物1篇。
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