沙尘暴监测预警服务系统一期工程建设及应注意的问题

沙尘暴是一种灾害性天气，对我国国民经济和人民生活产生了严重影响。加强沙尘暴监测预警服务工作是利国利民之举，意义深远。目前的监测预报能力尚存在不足，不能满足对沙尘暴进行定量实时监测和预报的要求。通过沙尘暴监测预警服务系统一期工程建设可以明显增强对沙尘暴的监测预警服务能力。一期工程建设主要包括监测分系统、预警服务分系统、通信传输分系统等部分。为确保该项目建设效益的发挥，该项目的建设要充分发挥现有台站的监测能力，并考虑系统功能的整体性、可拓展性和资料格式的标准化等问题。     

从我国沙尘暴预警系统运行说起

2001年8月31日在九届全国人大常委会第23次会议上通过了<防沙治沙法>,2002年3月1日,我国沙尘暴监测预警服务业务化系统开始运行,将对我国今后沙尘暴的防治、治理乃至西部环境保护工作提供重要的决策依据.该系统将通过应用气象卫星、雷达、探空和自动气象站等多种手段对沙尘暴的形成、发展和传播进行跟踪、监测,实现沙尘暴天气中短期预报,以减轻沙尘暴造成的危害.     

沙尘暴过程观测数据与实测数据的综合分析

不断加深沙尘暴起沙、传输、沉降机制及其辐射强迫机理认识,提高沙尘暴的预测预警以及防治水平,已成为科研界和政府部门共同关注的问题.我们充分利用已观测的数据进行了深入的综合研究和方法探索,在数据处理本身和多元数据分析方面均取得一些新进展.本文充分利用遥感观测和地面实测手段,对亚洲沙尘暴进行监测.通过对多元数据进行分析和综合,建立了遥感监测结果与地面观测结果之间的关联关系,这些监测结果能够为综合风侵蚀模型系统和GCM(全球尺度沙尘模拟模型)模型系统提供参数和验证数据,同时为沙尘暴的预警预报提供基础数据和客观依据.     

风沙流/沙尘暴与高雷诺数壁湍流野外观测

 风沙流与沙尘暴是发生在高雷诺数大气边界层中的气固两相流,对风沙流与沙尘暴的深入认识、准确预报和科学防治都要基于对风沙运动规律的认知和把握,因而需要借鉴高雷诺数湍流的研究成果。本文综述了高雷诺数壁湍流和风沙流/沙尘暴研究的现状,着重介绍了在中国民勤地区建立的沙尘暴与高雷诺数壁湍流野外观测站,以及基于观测站的观测列阵所获得的初步成果,展望了进一步的发展方向。     

我国北方沙尘暴灾害及防治对策

沙尘暴是与风沙活动、土地沙漠化过程密切相关的一种发生在沙漠及其邻近地区的灾害性天气现象 ,它是高速运行气流即大风与干燥裸露地表相互作用所形成的 ,是干旱与沙漠化气候环境的产物。我国的沙尘暴主要发生在西北、华北和东北西部 ,尤以西北地区的沙尘暴发生频繁、危害严重、影响范围广泛。它的发生、发展除与大气环流、下垫面状况等自然因素有关外 ,人类大量开垦农田、放牧、樵采、过渡利用地表和地下水资源以及进行各种工矿、交通建设等活动 ,破坏了地表植被和土壤层 ,使表土裸露直接遭受风力侵蚀作用 ,既加速了沙漠化土地的扩展 ,也扩大了沙尘源 ,使沙尘暴发生的频率和强度大为增加。为此 ,本文分析了我国沙尘暴的空间分布范围、运移路径、形成原因和危害表现 ,并提出了防治沙尘暴的对策建议     

赤潮监控预警系统的研究

赤潮是目前已知的海洋最大的生态灾害之一,它危及海洋渔业资源,破坏海洋生态环境,因此建立了多种预警模型综合运用的赤潮预警系统。在赤潮监控预警业务分析的基础上,集成浮标、船载快速监测、航空遥感监测、卫星遥感监测等多种监测手段,实时获取监控海区的赤潮相关各要素的状况与动态变化数据,开展赤潮监测数据的综合处理分析、评价等信息产品制作与服务技术,分析确定赤潮生消过程中的关键影响要素。该预警系统可以通过赤潮预测预报技术研究,实时或准实时地监测赤潮环境要素状况与动态变化,提供实时监测数据和综合信息,并能对重点监控区进行赤潮监控预警。     

小型米散射激光雷达系统设计

为了探测对流层内大气气溶胶和卷云的光学特性以及大气水平能见度等,在阐述了大气气溶胶探测原理及信号处理方法的基础上,利用二极管激光泵浦的Nd:YAG固体激光器的二倍频波长(532 nm)激光为光源,设计了一台小型微脉冲米散射激光雷达,并利用标准大气模型对系统进行了仿真计算。仿真结果表明,在探测误差小于10%条件下,系统在白天和夜晚的探测高度分别为6 km和13 km。该系统还具有对人眼安全、能全方位扫描探测等特点,可应用于城市及特定场合(如厂区,大型公共场所)的大气环境监测,也可用于沙尘暴探测及其预警预报技术的研究。     

耦合植被与T639模式的森林火险气象潜势预报

 利用中国2425个测站地面观测资料和T639数值预报资料，以下垫面地理信息、森林植被分布特征为理论依据，通过分析大气降水、地表气温、湿度、风速等气象要素与可燃物状况之间的关联性，建立森林火险气象预报模型。预报结果表明，模型结果能够较好地反映出局地森林火险气象等级较高的区域，对预报有很好的指导作用。     

抓紧推进环境空气质量监测预报预警体系建设

该文通过分析构建立体监测网络、规范预报预警制度、建设预报预警会商平台、推进源解析与源排放清单编制、加快机构能力建设和人才培养等方面的现状,提出环境空气质量监测预报预警体系建设规划。全面发展环境空气预报预警体系建设,不断学习先进技术,提高服务质量。此外,建设过程中可能出现多个问题,如机构人员不足、基础工作意识薄弱或缺乏经验等,需要以国家技术支持为依据,加强人才队伍的建设,不断优化预报预警机制,做好预报预警工作,让人们拥有一个美好的生态环境。     

北京大气环境的区域特征与沙尘影响

讨论了北京大气环境的区域性特征。利用网络点集确定出大气输送通道，提出了汇聚带概念，同时分析了北京地区大气污染特征，使用激光技术探测了大气气溶胶的垂直分布。研究表明北京大气环境质量与周边地区的污染源有密切的关系，认为只有进行同步治理才能有效地改善首都大气环境的质量。通过卫星监测技术和对气象流场进行分析，对我国沙尘暴现象进行了研究。指出境外沙尘源和境内沙尘源，并以2002年3月20日北京一次特强沙尘暴为例，对原始沙尘源的分布进行了解析，分析指出原始沙尘源包括春季长江以北广大的裸露土地，显示出沙尘暴起始过程是以点源群出现，然后合并为沙尘带，最后出现大面积沙尘污染。并简述了我国现代环境理念。     

中国北方沙尘暴研究进展

沙尘暴是主要发生于干旱、半干旱地区的一种危害极大的灾害性天气。在分析我国北方地区沙尘暴研究现状的基础上，系统总结了沙尘暴的时空分布规律、形成原因、最新研究方法和手段以及预防治理沙尘暴的对策，指出我国北方沙尘暴发生发展的某些规律。     

农业监测预警中的科学与技术问题

 农业监测预警是现代农业管理的高端工具，农业的高风险性决定了农业监测预警与现代农业发展相伴相行。综述了农业监测预警中的科学和技术问题，分析了农业监测预警过程中数据获取、数据分析与处理以及数据应用与服务等主要内容及其难点，提出了农业监测预警中不确定状态下的数据感知、微数据与大数据条件下的参数规律以及复杂系统中的影响力纠缠等主要科学问题，围绕农业监测预警中的标准化技术、先进数据采集技术以及智能分析系统开发等重要技术，提出了未来农业监测预警的主要发展方向。     

福建省环境气象学科发展研究报告

环境气象学(Environmental Meteorology)是气象学与环境学相互交叉的一个学科,由于学科涵盖面非常广,气象学界和环境学界对这一新兴的、热门的学科在研究对象和内容等方面还有不同认识,本报告主要从气象角度来阐述环境气象学科的研究进展、发展前景和展望。环境气象学作为大气科学学科的一个重要分支,主要研究大气运动与大气中污染物相互作用,重点研究大气边界层动力学、空气污染气象学以及大气污染对环境和天气气候的影响;从业务服务层面上侧重于开展环境气象的预报预警、监测分析与影响评估,立足城市环境气象服务,有效应对重污染天气和严重霾天气;目的是确定最优污染物削减方案,为政府区域联动建立有效防治大气污染长效机制提供决策依据,持续改善大气环境。福建省环境气象业务产品主要分为监测、预报预警及评估三大类。未来福建省环境气象学科发展以提高环境气象科研和业务能力为目标,重点工作包括环境气象监测与分析能力建设、大气化学模式和雾、霾及重污染中长期预报技术研发、边界层结构和大气污染研究、环境气象评估和预评估、城市环境气象服务、环境气象业务拓展,注重气象环保合作,联手打造清新福建。     

大气电场资料与雷达回波融合的一种方法

为了增强对雷电的探测和预警能力,讨论了大气电场与雷电、雷达回波与雷电之间的内在联系,介绍了雷电探测的原理和方法.大气电场资料如何预警雷电的发生,通过串口通信将大气电场仪的大气电场数据读入天气雷达数据处理终端,采用了图像融合技术与网格技术,将大气电场资料与雷达回波进行了融合,实现了大气电场和雷达回波两种资料的融合.在雷达回波图上直观地显示大气电场信息,并对比分析了两种融合方式之间的差异.两种资料的融合可以提高对雷电进行监测和预警的能力.     

半干旱地区草地与裸地水热通量的研究

沙尘暴的发生与土体缺乏草本、灌木有效保护和植被覆盖度低有关,定量地研究半干旱地区草地与裸地水热通量具有十分重要的意义。涡度相关技术是直接测定下垫面和大气之间水热通量的相对标准观测方法,利用其测量草地和裸地水热通量(潜热和显热通量),结果发现草地晴天白天的潜热明显大于显热,其最大值大约是显热的一倍;而裸地恰好相反,显热明显大于潜热,其最大值大约是潜热的一倍。草地阴天白天的潜热略大于显热;而裸地的显热仍明显大于潜热,其最大值大约是潜热的一倍以上;同时存在能量不闭合问题。草地发挥降温增湿等生态效应,对减少沙尘暴、维护生态平衡具有极其重要的作用。     

论闪电探测技术在雷电防护上应用

文主要探讨了闪电探测技术和方法的发展状况,阐述了闪电监测资料在闪电预警预报、防护以及在灾害性天气监测等方面的应用。     

基于WSN的库区滑坡实时监测预警系统方案研究

近年来,三峡库区滑坡等地质灾害频繁发生,由于缺乏低成本、大范围、易构建的实时监测预警系统,因此难以向相关部门提供全方位、全天候监测预警;针对上述问题,重点开展基于无线传感器网络的滑坡监测预警关键技术和体系结构研究,提出以无线传感器网络技术为基础,构建滑坡监测区域无线传感器监测网络的设计方案,并结合GPRS通信技术,实现对监测区域的远程实时监测和预警预报.     

基于全球卫星导航系统的海洋环境监测方法研究综述

实时、准确、可靠地监测海洋环境信息,对于海洋灾害预警预报、防灾减灾、海洋资源开发、保障海洋安全等具有至关重要的作用。近年来,随着全球卫星导航系统(GNSS)不断发展与升级,基于GNSS导航信号进行大气和海洋环境信息探测发展成为新技术新方法,并成为海洋环境监测技术研究热点,已在海洋气象监测、数值预报、科学研究等领域得到了广泛应用。系统综述了GNSS技术在海面有效波高、风速、降雨强度、水汽及潮位监测等海洋环境监测领域的应用研究现状,对新技术新方法进行了系统总结,并对未来发展趋势进行了展望,以期对相关领域的研究提供参考。     

滑坡变形监测预警技术研究进展

中国滑坡灾害数量多、分布广、危害大，每年约有80%的地质灾害发生在已查明的隐患点范围之外。监测预警是主动防范地质灾害的重要手段。变形是滑坡最为关键的监测参数。该文旨在梳理总结滑坡变形监测技术和预警方法，评述现有研究进展，分析未来发展趋势，为滑坡灾害防控领域的科学研究和工程实践提供借鉴。地表变形监测技术多易受到外界因素干扰，及时性和可靠性难以得到保障。深部变形监测技术直接获取滑面发展破坏信息，能够发现灾变前兆，但现有设备存在成本高、量程小或操作难等问题。滑坡监测为早期预警提供依据，而早期预警能够减少甚至避免人员伤亡和财产损失，区域性气象预警和单体滑坡预警两类预警方法正在逐渐发展完善中。单体滑坡预警常见方法是分析滑坡变形趋势和突变特征，通过速度、加速度等判据的阈值触发不同级别预警。滑坡智能预警模型将机器学习与地质工程交叉融合，有望提升灾害早期预警的准确性和自动化水平。滑坡高质量监测应综合运用多种技术以克服单一技术的局限，而预警模型则越来越关注变形趋势的智能分析。滑坡动力学机制复杂、个性特征明显，广泛适用的预警模型有待进一步探索。     

浅议“建立先进的环境监测预警体系”

指出了“建立先进的环境监测预警体系”包含两个重要内容:即监测预警和体系构建;阐述了监测预警新观念的重要意义和完善体系建设的五项工程。