气象科技进展
读图
编辑贾朋群
英国气象雷达网完成更新
2018年2月，英国气象局（UKMO）宣布，投入千万英镑，
汇集包括双极化等最新技术的英国天气雷达网更新项目完成。
英 国最早的天气雷达于1974年建成，目前雷达网由分布在全国的15 部雷达组成，因为更新项目是在UKMO内部实施，一些商业化雷 达尚没有的技术得以实现。
更新后雷达网的数据量增加了5倍， 每部雷达每年的数据近1
TB，每部雷达每小时可以记录多达1800 万个降水记录，并首次能够记录雨滴及雪花的大小和形状，区分 25英里以外成群的昆虫或鸟群。
来源：UKMO 地球系统模式 美国学者在最新发表的一篇评述文章里，阐述了地球
系统模式（ESM）中包含的生物圈要素，并与气候模式进行了对比。
一些重要的过程，如大气CO2对化石燃料排放和陆地及海洋生物地球化学的反馈，碳循环中的基础生产总量（GPP）、自氧呼吸（RA）和非自氧呼吸（RH），林火等过程，均包含在内。
来源：Science 下一代911：更智能应急 从2015年开始，美国各州和地方陆续推出下一代911应急（NG911），然而截至目前，18个州并没有制定新老系统之间转化的方案，而这一每年数百万次被呼叫的重要国家应急系统如何在国家层面上规范化，需要回答很多问题。
美国审计署（GAO）最新的报告试图就这些涉及资金、转化技术和业务维持与管理的问题给出权威的回答。
图中给出911多样化通信和处置的全景图，并对NG911的新功能进行了解读。
来源：GAO 1/4德国学者利用全 球海洋及陆相气 数 候记录网重新评 价气候多变性，发现从末次 字盛冰期以来，全球气候多变 程度下降至之前的1/4，随 着北极变暖加速，气候多变 性会继续减小。
3200亿美元 WMO的最新报告指出，2017年激烈天气和气候事件造成的损失达到3200亿美元，其中美国的3个飓风（Harvey，Irma和Maria）造成的损失就高达约2650亿美元。
2AdvancesinMeteorologicalScienceandTechnology气象科技进展8
（2）-2018 15NOAA局长缺位已经个月达到创记录的15个月之久，之前美国总统2017年10月提名的NOAA局长，来自美国天气企业的迈尔斯没能在参议院获得通过，原因是该企业利用NOAA数据提供天气服务，有可能存在潜在的利益冲突。
Survey科学观察 榜单 印度空气污染：死亡人数每年超过100万 印度多家机构合作最新发表的一篇报告指出，2015年因空气污染导致该国110万人死亡。
其中，家中使用燃料导致了26.8万人死亡，占比约25%。
印度是目前空气污染最严重的国家，几乎所有国民生活在世界卫生组织制定的空气质量指导标准之下。
来源：Nature 国际“龙卷”主题被引频次最高的前10篇论文 排名 篇名 第一作者 来源 被引 频次 1eAxpnliecwitvtreerattimcaelndtifoffuesinotnrapinamckeangtepwroicthesasnesHong,SYReMvioenwt,h2ly00W6e,a1t3h4er(9)1832 TheAdvancedRegionalPredictionSystem2atm(oAspRhPeSri)c-sAimmuulalttiio-sncaalnednpornehdyicdtrioosntamtiocdel.Xue,
M PartI:Modeldynamicsandverification MeteorologyandAtmosphericPhysics,551 2000,75 Tornadoesanddownburstsinthecontextof Journalofthe
3 generalizedaryscales Fujita,TTAtmosphericSciences,423 1981,38
(8) TheAdvancedRegionalPredictionSystem(ARPS)-amulti-scalenonhydrostatic Xue,
M MeteorologyandAtmosphericPhysics,387 4atmosphericsimulationandpredictiontool. 2001,76 partII:modelphysicsandapplications 5Asubpaeserclienlellidmtaotronlaodgoyfoofrescoausntdpianrga-mdeertievresdRasmEuNssen,ForecWasteiantgh,e1r9a9n8d,13(4)325 6ForestdamageandrewcionvderyfromcatastrophicEveErMham,Botanical6R2e(2v)iew,1996,317 CloseproximitysoundingswithinsupercellThompson, Weatherand 7environmentsobtainedfromtherapidupdateRLForecasting,2003,18(6)251 cycle TheAdvancedRegionalPredictionSystem Meteorologyand
8 (ARPS),storm-scalenumericalweather Xue,MAtmosphericPhysics,245 predictionanddataassimilation 2003,82 9Landlsacragpee,ipnaftrteeqrnuseanntdfoleregsatcdieisstruersbualtnincegsfromFoster,DREcosystems,1998,1(6)232 Temporalfluctuationsinweatherandclimate BulletinoftheAmerican 10extremesthatcauseeconomicandhumanKunkel,KEMeteorologicalSociety,230 healthimpacts:Areview 1999,80
(6) 来源：SCI-E数据库 检索时间：2018年2月25日 张萌提供 会诊全球极端天气和遥相关 英国气象局学者与合作者在最新的研究中，给出了全球16个关键区域灾害天气与北极涛动、ENSO等8种遥相关机制之间的联系图。
来源：RevGeophy 5.5我国计划在2018年12月m搭载发射的首颗极地观测小卫星BNU-1重量约20kg，可提供800km幅宽、50m×50m分辨率的多光谱影像，对两极地实现每2天一次的完整覆盖。
星上中高分辨率相机可在突发事件中提供地面分辨率5.5m×5.5m的可见光遥感数据。
59美国国会亿美元最新批准的2018财年预算中，NOAA获得59亿美元的预算，较上年度增加了2.34亿美元，从而避免了2月总统预算案中被大幅度消减的命运。
0.84/0.9℃ 美国NOAA和NASA依据各自独立数据，得到2017年全球平均温度分别比20世纪平均值和1951—1980年平均值高了0.84 和0.9℃，两家机构因此将2017年分别排在第三和第二暖年。
AdvancesinMeteorologicalScienceandTechnology气象科技进展8
（2）-20183 气象科技进展 向第一颗卫星污染物监测卫星告别 2004年NASA发射的第一台用于监测大气最低层臭氧的对流层排放光谱仪（TroposphericEmissionSpectrometer，TES）在运行了近14年之后，于2017年1月31日停止工作。
TES的设计寿命仅5年，其实际的长寿表明了该仪器具有极好的韧性。
图中显示的是TES收集到低层大气臭氧等气体的谱“信号”情景。
来源：NASA 2017年8月中旬林火烟雾完全覆盖了加拿大北部（来源：NASAEarthObservatory） 林火堪比火山喷发 法国学者利用卫星在轨观测资料和烟尘漂浮观测资料，分析了2017年夏季北美林火灾害带来的影响，发现在林火尘埃最显著的8月，林火带来的尘灰对阳光的阻挡作用甚至超过2009年俄罗斯萨雷切夫火山喷发。
来源：GeophysicalResearchLetters 用卫星数据预警滑坡灾害的全球视野 美国NASA学者最新研制了几乎覆盖全球的基于卫星的降 水触发滑坡灾害评估模式（landslidehazardassessmentmodel forsituationalawareness，LHASA），可以每30min给出滑坡 发生可能性预警。
图为基于地表波度、地质、断裂带、道路 网和森林减少等信息给出的全球滑坡敏感分布（上图）和滑 坡发生统计（2007—2016年）（下图）。
来源：NASA 智能手机告诉你更多天气信息 美国和荷兰学者在一篇综述手机app在方便提供人
体热舒适预报方面的进展时，指出在温度预报之外，智能手机app软件基于UTCI（通用热气候指数，universalthermalclimateindex）可以给出出行时段的热压力预报以及其他城市微气候状况。
来源：BAMS 3335亿美元 数 据彭博新闻报道，2017年全 字球清洁能源投入为3335亿美 元，较2016年增加3%，为 历史上第二高，其中太阳 能投资占比达到48%。
-42.55温度在0℃以下℃不结冰形成的“过冷水”，以往纪录是−40℃。
据《物理评论快报》报道，最新的研究通过建立水滴大小和水滴温度的关系，“过冷水”的温度达到了−42.55℃。
这项研究有助于理解大气结冰现象，提高气候模式的精度。
4AdvancesinMeteorologicalScienceandTechnology气象科技进展8
（2）-2018 19美国伯克利国家%实验室的学者针对哈维飓风的最新研究表明，人类导致的气候变化可能导致哈维飓风的总降水量至少增加了19%，气候变化可能使得可观测到的降水出现的机会增加至少2.5倍。
Survey科学观察 榜单 “风神”卫星将开展风层结观测 欧空局（ESA）计划2018年下半年发射的地球探测“风神”卫星（Aeolus），将开创天基全球风廓线探测的先河，目前该卫星发射前的各项工作在稳步推进。
来源：ESA 中国“龙卷”主题被引频次最高的前10篇论文 排名 篇名 1新一代天气雷达与强对流天气预警 2雷暴与强对流临近天气预报技术进展 安徽一次强烈龙卷的多普勒天气雷达
3 分析 一次强对流系列风暴个例的多普勒天
4 气雷达资料分析 52012年7月21日北京特大暴雨成因分析 一次伴随强烈龙卷的强降水超级单体
6 风暴研究 不同类型大尺度环流背景下强对流天
7 气的短时临近预报预警研究 8上海LAP-3000边界层风廓线雷达在强对流天气预报中的应用初探
9 中国龙卷风的若干特征 102003年7月8日安徽系列龙卷的新一代天气雷达分析 第一作者俞小鼎俞小鼎俞小鼎 廖玉芳俞小鼎俞小鼎 郑媛媛 杨引明魏文秀郑媛媛 来源高原气象,2005,
(3)气象学报,2012,
(3)高原气象,2006,
(5) 被引频次199186 179 应用气象学报,2003,(6)168 气象,2012,(11) 158 大气科学,2008(3)157 气象,2011,
(7) 115 成都信息工程学院学报,872003,
(2) 气象,1995,
(5) 78 气象,2004,
(1) 64 来源：CAJD数据库 检索时间：2018年2月25日 张萌提供 全球降水数据：向全面覆盖方向发展 目前，被学者和相关业务采用的30个全球降水数据库，可以通过测站观测、卫星数据反演和再分析等过程获得（上图），中国学者对这些数据库（下图）进行的梳理和分析表明，这些数据库极端降水可变性，在较低纬度地区要高于较高纬度地区。
来源：RevGeophys 卫星监视海洋潮汐对冰川的影响 美国学者针对海洋潮汐影响南极和格陵兰冰架的研究中，利用多个卫星高度计和重力探测传感器获得冰架与海洋交界处各种相关数据。
其中对潮汐高度的观测，除了沿海潮汐站外，还可以通过安装在海底压力计、安装在冰架表面的重力计和GPS等获得，而基于卫星的雷达和激光观测给出冰架和海洋表面的垂直运动情况。
来源：RevGeophy 80美国多所高校%联合开展的一项研究，通过分析1980—2015年36年里每小时的天气数据发现，太阳能发电和风能发电能可靠地满足该国80%的电力需要。
45.5℃ 2018年3月30日，巴基斯坦出现了45.5℃的高温，创下3月高温纪录的极值。
3月29日伊拉克也出现了43.77℃的高温，超过了2010年的纪录（42.38℃）。
51.28中国%民用航空局发布《2017年全国民航航班运行效率报告》显示，2017年天气为导致航班延误的最主要因素，占51.28%。
3.3国家海mm/a洋局最新发布的《2017年中国海平面公报》指出，1980—2017年中国沿海海平面上升速率为3.3mm/a，高于同期全球平均值。
AdvancesinMeteorologicalScienceandTechnology气象科技进展8
（2）-20185
英 国最早的天气雷达于1974年建成，目前雷达网由分布在全国的15 部雷达组成，因为更新项目是在UKMO内部实施，一些商业化雷 达尚没有的技术得以实现。
更新后雷达网的数据量增加了5倍， 每部雷达每年的数据近1
TB，每部雷达每小时可以记录多达1800 万个降水记录，并首次能够记录雨滴及雪花的大小和形状，区分 25英里以外成群的昆虫或鸟群。
来源：UKMO 地球系统模式 美国学者在最新发表的一篇评述文章里，阐述了地球
系统模式（ESM）中包含的生物圈要素，并与气候模式进行了对比。
一些重要的过程，如大气CO2对化石燃料排放和陆地及海洋生物地球化学的反馈，碳循环中的基础生产总量（GPP）、自氧呼吸（RA）和非自氧呼吸（RH），林火等过程，均包含在内。
来源：Science 下一代911：更智能应急 从2015年开始，美国各州和地方陆续推出下一代911应急（NG911），然而截至目前，18个州并没有制定新老系统之间转化的方案，而这一每年数百万次被呼叫的重要国家应急系统如何在国家层面上规范化，需要回答很多问题。
美国审计署（GAO）最新的报告试图就这些涉及资金、转化技术和业务维持与管理的问题给出权威的回答。
图中给出911多样化通信和处置的全景图，并对NG911的新功能进行了解读。
来源：GAO 1/4德国学者利用全 球海洋及陆相气 数 候记录网重新评 价气候多变性，发现从末次 字盛冰期以来，全球气候多变 程度下降至之前的1/4，随 着北极变暖加速，气候多变 性会继续减小。
3200亿美元 WMO的最新报告指出，2017年激烈天气和气候事件造成的损失达到3200亿美元，其中美国的3个飓风（Harvey，Irma和Maria）造成的损失就高达约2650亿美元。
2AdvancesinMeteorologicalScienceandTechnology气象科技进展8
（2）-2018 15NOAA局长缺位已经个月达到创记录的15个月之久，之前美国总统2017年10月提名的NOAA局长，来自美国天气企业的迈尔斯没能在参议院获得通过，原因是该企业利用NOAA数据提供天气服务，有可能存在潜在的利益冲突。
Survey科学观察 榜单 印度空气污染：死亡人数每年超过100万 印度多家机构合作最新发表的一篇报告指出，2015年因空气污染导致该国110万人死亡。
其中，家中使用燃料导致了26.8万人死亡，占比约25%。
印度是目前空气污染最严重的国家，几乎所有国民生活在世界卫生组织制定的空气质量指导标准之下。
来源：Nature 国际“龙卷”主题被引频次最高的前10篇论文 排名 篇名 第一作者 来源 被引 频次 1eAxpnliecwitvtreerattimcaelndtifoffuesinotnrapinamckeangtepwroicthesasnesHong,SYReMvioenwt,h2ly00W6e,a1t3h4er(9)1832 TheAdvancedRegionalPredictionSystem2atm(oAspRhPeSri)c-sAimmuulalttiio-sncaalnednpornehdyicdtrioosntamtiocdel.Xue,
M PartI:Modeldynamicsandverification MeteorologyandAtmosphericPhysics,551 2000,75 Tornadoesanddownburstsinthecontextof Journalofthe
3 generalizedaryscales Fujita,TTAtmosphericSciences,423 1981,38
(8) TheAdvancedRegionalPredictionSystem(ARPS)-amulti-scalenonhydrostatic Xue,
M MeteorologyandAtmosphericPhysics,387 4atmosphericsimulationandpredictiontool. 2001,76 partII:modelphysicsandapplications 5Asubpaeserclienlellidmtaotronlaodgoyfoofrescoausntdpianrga-mdeertievresdRasmEuNssen,ForecWasteiantgh,e1r9a9n8d,13(4)325 6ForestdamageandrewcionvderyfromcatastrophicEveErMham,Botanical6R2e(2v)iew,1996,317 CloseproximitysoundingswithinsupercellThompson, Weatherand 7environmentsobtainedfromtherapidupdateRLForecasting,2003,18(6)251 cycle TheAdvancedRegionalPredictionSystem Meteorologyand
8 (ARPS),storm-scalenumericalweather Xue,MAtmosphericPhysics,245 predictionanddataassimilation 2003,82 9Landlsacragpee,ipnaftrteeqrnuseanntdfoleregsatcdieisstruersbualtnincegsfromFoster,DREcosystems,1998,1(6)232 Temporalfluctuationsinweatherandclimate BulletinoftheAmerican 10extremesthatcauseeconomicandhumanKunkel,KEMeteorologicalSociety,230 healthimpacts:Areview 1999,80
(6) 来源：SCI-E数据库 检索时间：2018年2月25日 张萌提供 会诊全球极端天气和遥相关 英国气象局学者与合作者在最新的研究中，给出了全球16个关键区域灾害天气与北极涛动、ENSO等8种遥相关机制之间的联系图。
来源：RevGeophy 5.5我国计划在2018年12月m搭载发射的首颗极地观测小卫星BNU-1重量约20kg，可提供800km幅宽、50m×50m分辨率的多光谱影像，对两极地实现每2天一次的完整覆盖。
星上中高分辨率相机可在突发事件中提供地面分辨率5.5m×5.5m的可见光遥感数据。
59美国国会亿美元最新批准的2018财年预算中，NOAA获得59亿美元的预算，较上年度增加了2.34亿美元，从而避免了2月总统预算案中被大幅度消减的命运。
0.84/0.9℃ 美国NOAA和NASA依据各自独立数据，得到2017年全球平均温度分别比20世纪平均值和1951—1980年平均值高了0.84 和0.9℃，两家机构因此将2017年分别排在第三和第二暖年。
AdvancesinMeteorologicalScienceandTechnology气象科技进展8
（2）-20183 气象科技进展 向第一颗卫星污染物监测卫星告别 2004年NASA发射的第一台用于监测大气最低层臭氧的对流层排放光谱仪（TroposphericEmissionSpectrometer，TES）在运行了近14年之后，于2017年1月31日停止工作。
TES的设计寿命仅5年，其实际的长寿表明了该仪器具有极好的韧性。
图中显示的是TES收集到低层大气臭氧等气体的谱“信号”情景。
来源：NASA 2017年8月中旬林火烟雾完全覆盖了加拿大北部（来源：NASAEarthObservatory） 林火堪比火山喷发 法国学者利用卫星在轨观测资料和烟尘漂浮观测资料，分析了2017年夏季北美林火灾害带来的影响，发现在林火尘埃最显著的8月，林火带来的尘灰对阳光的阻挡作用甚至超过2009年俄罗斯萨雷切夫火山喷发。
来源：GeophysicalResearchLetters 用卫星数据预警滑坡灾害的全球视野 美国NASA学者最新研制了几乎覆盖全球的基于卫星的降 水触发滑坡灾害评估模式（landslidehazardassessmentmodel forsituationalawareness，LHASA），可以每30min给出滑坡 发生可能性预警。
图为基于地表波度、地质、断裂带、道路 网和森林减少等信息给出的全球滑坡敏感分布（上图）和滑 坡发生统计（2007—2016年）（下图）。
来源：NASA 智能手机告诉你更多天气信息 美国和荷兰学者在一篇综述手机app在方便提供人
体热舒适预报方面的进展时，指出在温度预报之外，智能手机app软件基于UTCI（通用热气候指数，universalthermalclimateindex）可以给出出行时段的热压力预报以及其他城市微气候状况。
来源：BAMS 3335亿美元 数 据彭博新闻报道，2017年全 字球清洁能源投入为3335亿美 元，较2016年增加3%，为 历史上第二高，其中太阳 能投资占比达到48%。
-42.55温度在0℃以下℃不结冰形成的“过冷水”，以往纪录是−40℃。
据《物理评论快报》报道，最新的研究通过建立水滴大小和水滴温度的关系，“过冷水”的温度达到了−42.55℃。
这项研究有助于理解大气结冰现象，提高气候模式的精度。
4AdvancesinMeteorologicalScienceandTechnology气象科技进展8
（2）-2018 19美国伯克利国家%实验室的学者针对哈维飓风的最新研究表明，人类导致的气候变化可能导致哈维飓风的总降水量至少增加了19%，气候变化可能使得可观测到的降水出现的机会增加至少2.5倍。
Survey科学观察 榜单 “风神”卫星将开展风层结观测 欧空局（ESA）计划2018年下半年发射的地球探测“风神”卫星（Aeolus），将开创天基全球风廓线探测的先河，目前该卫星发射前的各项工作在稳步推进。
来源：ESA 中国“龙卷”主题被引频次最高的前10篇论文 排名 篇名 1新一代天气雷达与强对流天气预警 2雷暴与强对流临近天气预报技术进展 安徽一次强烈龙卷的多普勒天气雷达
3 分析 一次强对流系列风暴个例的多普勒天
4 气雷达资料分析 52012年7月21日北京特大暴雨成因分析 一次伴随强烈龙卷的强降水超级单体
6 风暴研究 不同类型大尺度环流背景下强对流天
7 气的短时临近预报预警研究 8上海LAP-3000边界层风廓线雷达在强对流天气预报中的应用初探
9 中国龙卷风的若干特征 102003年7月8日安徽系列龙卷的新一代天气雷达分析 第一作者俞小鼎俞小鼎俞小鼎 廖玉芳俞小鼎俞小鼎 郑媛媛 杨引明魏文秀郑媛媛 来源高原气象,2005,
(3)气象学报,2012,
(3)高原气象,2006,
(5) 被引频次199186 179 应用气象学报,2003,(6)168 气象,2012,(11) 158 大气科学,2008(3)157 气象,2011,
(7) 115 成都信息工程学院学报,872003,
(2) 气象,1995,
(5) 78 气象,2004,
(1) 64 来源：CAJD数据库 检索时间：2018年2月25日 张萌提供 全球降水数据：向全面覆盖方向发展 目前，被学者和相关业务采用的30个全球降水数据库，可以通过测站观测、卫星数据反演和再分析等过程获得（上图），中国学者对这些数据库（下图）进行的梳理和分析表明，这些数据库极端降水可变性，在较低纬度地区要高于较高纬度地区。
来源：RevGeophys 卫星监视海洋潮汐对冰川的影响 美国学者针对海洋潮汐影响南极和格陵兰冰架的研究中，利用多个卫星高度计和重力探测传感器获得冰架与海洋交界处各种相关数据。
其中对潮汐高度的观测，除了沿海潮汐站外，还可以通过安装在海底压力计、安装在冰架表面的重力计和GPS等获得，而基于卫星的雷达和激光观测给出冰架和海洋表面的垂直运动情况。
来源：RevGeophy 80美国多所高校%联合开展的一项研究，通过分析1980—2015年36年里每小时的天气数据发现，太阳能发电和风能发电能可靠地满足该国80%的电力需要。
45.5℃ 2018年3月30日，巴基斯坦出现了45.5℃的高温，创下3月高温纪录的极值。
3月29日伊拉克也出现了43.77℃的高温，超过了2010年的纪录（42.38℃）。
51.28中国%民用航空局发布《2017年全国民航航班运行效率报告》显示，2017年天气为导致航班延误的最主要因素，占51.28%。
3.3国家海mm/a洋局最新发布的《2017年中国海平面公报》指出，1980—2017年中国沿海海平面上升速率为3.3mm/a，高于同期全球平均值。
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（2）-20185
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