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航空气象学论文范文

时间:2023-05-28 09:31:17

序论:在您撰写航空气象学论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

航空气象学论文

第1篇

英文名称:Journal of Applied Meteorological Science

主管单位:中国气象局

主办单位:中国气象科学研究院;国家气象中心;国家卫星气象中心;国家气候中心

出版周期:双月刊

出版地址:北京市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1001-7313

国内刊号:11-2690/P

邮发代号:

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1986

期刊收录:

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

联系方式

期刊简介

《应用气象学报》创刊于1986年,是由中国气象科学研究院、国家气象中心、国家卫星气象中心、国家气候中心、国家气象信息中心和中国气象局气象探测中心联合主办的气象科学理论与应用研究的综合性学术期刊。反映气象科技领域内研究和应用成果的最新论文、资料、方法等大量信息,内容包括气象预报、卫星气象、农业气象、海洋气象、航空气象、环境气象、人工影响天气、应用气候、大气探测、遥感技术,以及计算机应用技术等学科;还刊登国内外现代科技的新理论与新技术在气象学中应用的研究论文及信息。主要栏目有论著、短论、专题评述、学术论坛、研究简报和书刊评介等。本刊已首批入选中国科学技术期刊文摘(CSTA)国家数据库(英文版)收录的刊源名单,被美国气象学会“气象与地球天体物理文摘”(MGA)和美国国际科学应用协会(SAIC)以及中国科学文摘(英文版)等多种文摘收录,并已加入“中国学术期刊(光盘版)”、数字化期刊群“万方数据库”和“中文科技期刊数据库”。

第2篇

[关键词]气象 应用 信息服务 设计

[中图分类号] P414.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-11-180-1

1应用气象信息服务系统的作用

气象信息服务系统,对人类社会生产和生活产生了极大的影响。因为我国目前气象灾害频繁发生,使得人们日益认识到信息资源之于社会经济的重要性。在有可能出现的重大灾情面前,对诸如暴雨、大风、冰雹、台风等提前做出预警,各有关部门在灾害发生之前采取有效措施,最大限度的额减少气象灾害对人民生命财产造成的损失。

水利水电、民航运输、农业等部门,需要对气象信息进行详尽的了解,才能及时的有效的发挥它们之于国计民生的重大作用。

2气象信息服务系统设计

气象信息服务系统设计主要是从气象灾害预警系统为基准点实施涉及研究的。居于移动数据传输平台的系统,通过信息采集、传输、处理和告警,在监测区域安装信号采集终端。在气象预警信息系统为管理平台上,通过移动运营商的无线网络通道,对监测数据实施传输、处理和智能分析,最终将检测数据或预警信息通过LED显示终端实时播报。

LED的智能文转阴功能模块统归对文本的模拟语言输出,实施喇叭自动播报。

该系统的主要设计特点是:GPRS全球定位系统无线集群,实现实施的GIS全球地理信息平台,融合SIM全球通信系统三位一体的设计风格。

应用该系统,是实现移动公网资源,将气象灾害预警以网络的快速传递速率,地图定位,自由放大、伸缩和寻址,以管理员全新,实施电话插播,对于设备较为落后的地区,还能以终端电话广播,播报气象实况。系统的设计,带有开关控制功能,最终实现节能效应,延长设备使用寿命。

系统设计实现功能:主要是为了满足气象日常管理需求,在器型数据库集、数据库管理系统和终端用户应用系统三分组成不同的功能和应用。系统的网络设计群体,主要是基于网络浏览器和服务器的工作方式,在新闻资讯栏目档实现其应用价值。

系统设计的运行环境,主要体现在对信息的输入和输出上。在设计实体时,以满足用户需求为基准,利用Microsoft Access数据库,实现对系统的网络开发。建立气象系统的数据库管理系统,以windows应用程序开发工具,实施应用。以Internet Explorer和高级编程开发技术,实现终端系统信息沟通,实现数据库的集成。最终的运行环境为Windows NT或Windows XP服务器网络操作系统,Microsoft Access数据库数据采用,Windows 98/2000,Browser(浏览器)rver相结合的结构客户端。

3气象信息服务系统应用

3.1公共气象服务系统

公共气象服务指气象事业部门使用各种公共资源或公共权力,向政府决策部门、社会公众、生产部门提供气象信息和技术服务,并让用户了解和掌握一定气象科学知识,将气象服务信息和技术应用于自身的决策、管理和生产生活实践的过程。

网络浏览器的全系脑功能,对于数据的精准处理,保障设计系统的周期性开发,实现安全可靠的运行环境,最终实现公共气象服务的初衷。对短期预报,长期降水预报以及气候要素预报和最终结果的自动化综合化预报结果审查,都使得系统功能无限发挥。

3.2航空气象服务系统

目前应用气象信息系统的航空气象服务系统,主要包括世界空域预报系统(WAFS)、高高度航空航行气象信息服务(HAMIS)、低高度航空航行的气象信息服务(LAMIS)和 机场管制气象信息系统(ACWIS)。系统服务建立的初衷,主要是从气象观测、气象预报和气象播报等方面,形成的气象信息服务系统。

建立机场气象预报网络平台,以气象局的气象信息综合分析处理系统投入运营。为保障气象信息服务的及时与准确,减少信息收集、分析、处理压力,实现预报需要,确保资料数据的时效性和稳定性,形成完善的气象雷达显示工作站,对短时临近雷暴监测系统的预报技术指导。最终以气象信息系统的公用,为航空安全提供强有力的保障。

3.3农业气象服务系统

气象之于农业,不是单纯的气象投入就能了事的。近年来,农业气象系统运用信息化网络化传输渠道,从开展业务到服务工作,再到业务领导和国家经费建设支持。对农业气象的研究甚至形成了一门专门的学科。农业气象信息系统的建立,是气象人员在出现关键天气时,根据天气预报结论,使得农业生产和注意问题以及建议措施都作为水利运行工作的参考。现有的气象观测站之间,观测治疗与实际情形有所差别,农业气象信息,必须建立多重观测站,以切合实际农业需求。实现气象信息服务软件的集中设计,发挥系统的主要功效,实现其技术方法和指导,在相关领域的业务人员、科研人员和管理人员的协同研究和服务下,充分了解农业气象卫星遥感业务,发挥其应功效。

4总结

随着社会、经济、科技的不断进步,人的作用在逐渐加大,但是并不能拥有绝对抗衡自然的能力,这就需要应用气象信息系统,去保障相关行业的经济和社会效益。长期以来,气象信息服务系统的建立,对国计民生发挥巨大作用的同时,也使得科研人员不断加大对应用气象信息系统研究设计的力度,以便于更好的服务人民、服务社会。气象信息服务系统应用于公共领域、航空领域和农业领域,都为气象信息朝着精确化、指引化、预警报警化方向发展。

参考文献

[1]周海松,吴臻,吴志坚,那志强,姜维,贺鹏.智能水电厂气象信息系统的设计与应用[J].水电自动化与大坝监测.2012,36(5):78-80.

第3篇

但是令人遗憾的是诺贝尔奖中没有设立与数学相关的奖项。有人猜测说诺贝尔的女友最终嫁给了一位数学家米塔-列夫勒,故而诺贝尔一直耿耿于怀,而在设立该奖时把数学排斥在外。实际上这种说法是经不住考证的。从诺贝尔的科学观来看,诺贝尔成为19世纪的著名发明家和实业家,其主要原因在于他拥有敏锐的直觉和非凡的创造力,不需要借助于深奥的高等数学知识。在诺贝尔所处的19世纪下半叶,化学领域的研究跟高等数学的结合并不紧密。因此诺贝尔本人根本无法预见或想象到数学在推动科学发展上所起的巨大作用,因此忽视了设立与纯粹数学及应用数学有关的奖项。

这种结果导致了与数学密切相关的力学学科中的很多著名科学家都未能获得诺贝尔奖。例如上个世纪的三大力学家普朗特、杰弗里·泰勒和冯·卡门都没有得到诺贝尔评奖委员会的青睐。普朗特在边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、湍流理论等方面都作出了重要的贡献,被称作“空气动力学之父”。杰弗里·泰勒的研究对流体和固体力学及它们在气象学、海洋学、航空学、水力学、金属物理学、机械工程和化学工程的应用等方面都具有重要的价值。他是知名的实验家和理论家,能够凭直觉并运用最简单的方法发现新现象。冯·卡门是20世纪最伟大的美国工程学家,开创了数学和基础科学在航空航天和其他技术领域的应用,被誉为“航空航天时代的科学奇才”。而当今健在的哈佛大学教授赖斯(Rice)由于在断裂力学和地震方面的贡献也曾经得到过诺贝尔奖提名。但是这几位影响和改变了人类生活面貌的力学家并没有得到诺贝尔奖,这确实令人扼腕叹息。

力学家很难获得诺贝尔奖的一个很大的原因是由其学科属性所决定的。力学或者说应用力学是建立在牛顿力学基础上,研究宏观物体的机械运动和变形的科学。它是物理学最早的一个分支,但是自从流体力学出现,它与传统物理就分道扬镳了。此时的力学主要倾向于用应用数学的理论去解决工程实际问题,而近代物理则更多地注重研究微观粒子的规律。力学也被钱学森定义为“技术科学”,是衔接工程与数学、物理的桥梁;在西方,力学有时候也指应用数学。故而与更多关注原创性成果的物理、化学、生物、经济等领域相比,力学家更加关注应用,因而与诺贝尔奖的初衷有所出入。值得庆幸的是,尽管诺贝尔奖中没有数学奖或者力学奖,也有几位力学家因为其开创性的研究获得了诺贝尔奖。实际上,力学的逻辑和工程思维训练对于他们的获奖也有很大益处。这些幸运的力学家主要有以下几位。

瑞利——诺贝尔物理奖得主

瑞利(Rayleigh,1842~1919)是英国物理学家,1873年被选为英国皇家学会会员,1879~1884年任卡文迪什实验室主任,1905~1908年任英国皇家学会会长,1908年起任剑桥大学校长。他的研究工作几乎遍及当时经典物理学和力学的各个领域,一生共发表了400多篇论文。瑞利在弹性动力学领域指出:在地震中应当存在一种沿自由表面传播的偏振波,后被称为瑞利波或者L波。瑞利也提出了直接求解变分问题的瑞利(Rayleigh)近似方法,并应用于求解工程振动问题的固有频率。在流体力学领域,他研究了液体在表面张力作用下的失稳,称之为瑞利失稳。

尽管瑞利在力学上有诸多贡献,但是他获得诺贝尔奖却是因为在1895年发现了气体中的一个稀有元素——氩(Ar)。当时他发现从液态空气中分馏出来的氮,与从亚硝酸铵中分离出来的氮,有着极小的密度差异。但是他那经过严格数学逻辑训练的大脑使他具备一种严谨的科学态度,不轻易把千分之几的数据偏差归结于实验误差,因而没有与诺贝尔奖的桂冠失之交臂。

瑞利一生发表了许多学术论文,他文笔清雅畅达,所写文章大多有严格的数学证明,定量十分准确。后来,他把自己的论文整理为一部五卷本的论文集。论文集的开头,他写下了这样的言词:伟大精深啊/上帝造物之奇妙!/研究探索吧/求得世界奥秘/乐在其中矣!

布里奇曼——诺贝尔物理奖得主

布里奇曼(Bridgman,1882~1961)是美国著名的实验力学家和科学哲学家,是操作主义的创始人。他曾当选为美国科学院院士和英国皇家学会会员,并于1942年担任美国物理学会主席。布里奇曼因发明产生很高压力的装置及利用这一装置在高压物理领域内所做出的贡献,而获得了1946年诺贝尔物理学奖。

一位美国学者评价布里奇曼的工作时说到:“几乎没有任何其他物理学领域能够与高压物理学相比,高压物理学主要是一个人的工作。”从1905年开始,布里奇曼就研究了物质在高压下的力学性能。他创建了一种新的高压装置,可产生10 GPa(十亿帕斯卡)的压力。他利用该装置,广泛地研究了100多种化合物在高压下的物理性能,如压缩性、电导、热导、拉伸强度和粘度等。在金属材料的力学性能方面,他发现金属的塑性变形与施加的静水压力关系不大,而受剪应力的影响较大。这些结论已经广泛应用于塑性加工、机械、材料、土木、水利、航空航天等领域。

第4篇

【关键词】微波辐射计 海雾 逆温 湿度廓线

1 概述

海雾是在特定气象和水文条件下生产,其可使能见度降低到1km以下。海雾种类很多,依据形成特征及海洋环境,可分为平流雾、混合雾、辐射雾、地形雾等四种类型,常见并且范围较大的是暖空气平流到冷海面上而形成的平流冷却雾。

海雾主要观测手段是依靠沿海地区稀疏的地面观测站点,主要包括探空资料、地面气象观测站的能见度等数据。但是由于布站限制,其很难监测大范围海雾的分布状况。非常规监测主要包括激光雷达、云高仪、卫星遥感等,用于进行雾的判识和定量反演方面,但由于这些观测手段难以区分大气粒子的相态,对雾和霾的监测比较难区分。

2 基于微波辐射计进行海雾监测方法

微波辐射计是一种用于测量场景(目标)微波热辐射的高灵敏度接收机,它本身不发射信号,只是被动的接收各种物质发射的自然辐射信号或反射、散射信号。它由于灵敏度高、功耗小、重量轻、寿命长、可靠性好、成本低,还有隐蔽性好的特点,因此获得了广泛的应用。

微波辐射计测量反演对流层大气温度廓线,水汽廓线,大气总水汽含量,云中液态水含量,边界层区域逆温及大气不稳定度、大气不透明度等信息,由其中的边界层温湿度廓线,可判断大气低层的气象状况,这对判断雾的生消都是十分有益的。

基于辐射计的输出量,对海雾的监测可从以下的切入点进行。

2.1 判断当前天气形势是否有利于雾的产生

由地面温湿压数据及廓线数据,实时的大气的稳定性及是否有逆温出现,并可得到高湿区的分布区域,帮助判断是否有利于雾的产生。

2.2 可作为单点监测和预报的输入量

温湿廓线、积分水汽含量可提供单点的阈值,同时可作为模式的输入量,但会受布点的影响存在局限性。

2.3 区分雾与云

利用卫星监测大雾的难点在于大雾和层云的物理特性几乎完全相同,临近地面为雾,抬升到一定高度就是层云。卫星从太空向地面观测时,如果同时存在层云和雾,很难从观测数据中区分层云和大雾,因为它们具有几乎相同的物理特性和形态表现。由辐射计输出的相对湿度廓线及云底高度,可区分雾与云。

2.4 区分雾与霾

雾与霾在能见度上具有相似性,只依靠能见度难以对二者进行区分。二者的主要区别在相对湿度的差异上,辐射计提供的实时湿度廓线及积分水汽和液水含量,均对二者的区别提供有力的参考。

3 基于QFW-6000型微波辐射计对海雾监测案例

QFW-6000型多通道微波辐射计在气象、环保等大气参数遥感监测领域获得广泛使用,为数值预报、人工影响天气、短临天气预报、海洋气象监测、雾霾监测、大气环境立体监测等应用系统提供高精度实时大气参数信息,获得了明显的经济社会效益。

QFW-6000型微波辐射计产品在全国各区域已布设数十套,实践证明,产品技术先进、性能可靠,受到用户肯定。本文选取一套在宁波运行的QFW6000辐射计为例,对QFW-6000型地基多通道并行体制微波辐射计在海雾天气过程下输出产品情况进行说明。

图1是此次海雾天气过程中QFW-6000型微波辐射计的观测数据,分别是大气中水汽含量、云底温度数据、云中液态水含量、大气的相对湿度及温度二维时空分布图。

从相对湿度二维时空分布图上可以看出,雾持续时间段为00:40-8:30;16:30-18:50,共发生两次,雾垂直厚度约700米,雾区的相对湿度大于85%。

如图中所示,在雾发生的第1阶段、第2阶段,伴有云层出现,云高在4000米和1500米左右,云厚2000米左右,云底温度也一直维持在高值区域,这些观测量都很好的表征了雾和云的空间分布,有效区分雾和云。

在雾产生过程中,大气中水汽供应充足,同时大气层结稳定,出现逆温现象,逆温高度在700米左右,有利于雾的产生和维持;到中午时分,大气层结不稳定,逆温层消失,同时近地面相对湿度降低,雾随之消散。这些实时观测量有助于监测海雾的生消,同时可为海雾预报提供重要参考量。

4 结论

本文对国产QFW-6000型微波辐射计在海雾观测的方法进行了详细的论述,同时分析了QFW-6000型微波辐射计在海雾生消过程中的测量数据。结果表明,QFW-6000型微波射计可正确描述海雾生消的动态变化,其输出参数可应用于海雾监测,可为海雾监测及预报预警提供必要依据.

参考文献

[1]赵从龙,蔡化庆,宋玉林,等.对流层水汽和液态水的地基微波遥感探测[J].应用气象学报,1991,2(02):200-207.

[2]郑崇伟,潘静,黄刚.利用WW3模式实现中国海击水概率数值预报[J].北京航空航天大学学报,2014,40(03):314-320.

[3]郑崇伟,游小宝,潘静,等.、黄岩岛海域风能及波浪能开发环境分析[J].海洋预报,2014,31(01):49-57.

[4]王波.地基微波辐射计大气环境遥感研究[D].青岛:中国海洋大学(硕士学位论文),2014,29(04):547-556.

作者简介

张志国(1978-),男,山东省潍坊市诸城市人。硕士研究生,现为中国电波传播研究所工程师。主要研究方向为被动遥感。

第5篇

【关键词】强对流;临近预报;雷达回波;交叉相关算法

1.引言

众所周知,在雷雨季节里,强对流天气不仅危及飞行安全,还常造成民航机场航班大面积备降、返航和延误。加强对强对流天气的研究,提高其短期预报准确率和临近预报效率,对确保飞行安全、提高航班正常率具有重要的意义。为此,民航黑龙江空管分局组成了一个雷暴科研组,在前期科研成果[1]的基础上,重新设计、研制了一套新的哈尔滨太平国际机场雷暴分析预报系统,实现了3个主要功能:一是实现了雷暴天气形势的自动相似判别,二是实现了雷暴出现概率0-24h短期预报;三是实现了强对流天气0-1h临近预报预警。本文主要介绍其中的强对流临近预报业务平台(以下简称业务平台)的设计、研制和应用情况。

2.设计研制介绍

业务平台的设计、研制工作始于2011年4月,初级版本完成于2012年4月,2012年5月并网投入试验,2012年9月通过民航东北空管局验收并投入业务运行,2014年3-6月根据新的业务和技术需要完成了技术改造和软件升级,并随即投入业务运行。

2.1 硬件设计

业务平台及其关联设备的硬件组成结构设计为3部分,其一为雷达探测部分,其二为雷达回波数据文件的储存、传输和交换部分,其三为业务平台综合分析处理部分,其中:1)雷达回波的探测由机场配置的天气雷达来实现,并以引接的省台天气雷达为备份;2)雷达回波数据文件的储存、传输和交换等由机场配置的气象局域网来实现;3)业务平台综合分析处理部分由1台工作站和1台A4激光打印机组成,并配备报警音响(如图1所示)。

图1 业务平台及关联设备结构示意图

图1中,哈尔滨机场目前配置的天气雷达,为民航黑龙江空管分局2010年9月新引进的国产ADWR型C波段多普勒天气雷达,该雷达已于2011年4月经中国民航局批准后在哈尔滨机场正式投入业务运行;该雷达强度场有效探测半径为200km,天线俯仰范围为00-90o,探测定位分辨率为0.1o×150m,探测时间步长设定为6min;该雷达在完成探测后随即对强度场基本数据进行噪声门限及距离订正、标校等处理,还经进一步处理后输出多种二次产品。图1中所示的省台天气雷达是从黑龙江省气象台引接的天气雷达,其型号与机场天气雷达相似。这两部雷达的回波数据文件在完成处理及本机存档后又另存入气象局域网,以备业务平台调用。

2.2 软件研制

业务平台主体软件和终端操作软件设计在Windows XP及以上环境下运行,其开发语言使用C#,其基本结构按功能和研发技术的需要,设计划分为数据读取维护单元、数据插值处理单元、外推计算告警单元、综合业务功能单元,其操作主窗体界面如图2所示。限于论文篇幅,业务平台软件的编程过程及其相关技术措施、软件操作方法等不再详细介绍。

图2 业务平台操作主窗体示意图

2.3 技术指标

为业务平台设计并最终实现的主要技术指标有:

(1)具有标准、美观的Windows简体中文界面和友好、快捷的人机互动功能,并具有较强的兼容性,只需调整数据读取方式,就能够适应其它类型天气雷达。

(2)自动、快捷地访问气象局域网,读取多普勒天气雷达PPI、CAPPI数据,完成坐标转换、回波数据插值处理、质量控制等。

(3)自动、快捷地完成雷达回波移动矢量的计算、移动矢量的质量控制和再处理,并将回波移动矢量特征直观地屏显出来。

(4)自动、快捷地完成雷达回波的未来位置、形状和强度的分析、推算并直观屏显,对监测范围内出现的强对流回波将及时以图像闪烁和雷声等方式告警。

(5)其它综合功能,主要包括业务平台的参数设置、监测范围预约、监测强度预约、图像打印输出、图形文件储存、提供帮助信息等。

3.主要技术措施

3.1 算法简介

(1)采用的外推算法及其基本原理:业务平台对雷达回波图像的外推计算采用了交叉相关算法[2],其基本原理是通过分析相邻时次的雷达回波在一定区域内的最优空间相关性,建立相邻时次的雷达回波的最佳拟合关系,计算回波区域移动矢量,根据移动矢量特征推算回波未来位置和形状,并强对流临近预报预警。

(2)算法主要特点:交叉相关算法是通过追踪雷达回波的特征来计算移动矢量、进行回波外推的,因此对一定时段和一定范围内的雷达回波而言,这种算法既考虑了回波移动大小和移动方向的变化,又考虑了回波区域在移动中的形变,具有一定的物理意义。据国内外有关研究表明[2-6],利用该算法计算回波移动矢量、对回波进行0-1h外推是有效的,这在本文所举个例中也得到验证。当然,文中采用的算法目前还只是一种线性外推方法,忽略了回波在移动中的非线性变化、垂直运动、强度变化等因素,因此如果外推时间太长就失去意义。

3.2 计算流程

(1)首先,把极坐标数据格式的雷达回波进行插值处理并转换到三维直角坐标中,选择其中具有代表性的高度或角度的强度场数据,将其划分为若干等同大小的正方形小区域,计算当前时刻t2与前一时刻t1的小区域前后之间的相关系数R(计算公式略)。

(2)然后,通过寻找最大相关系数来确定小区域之间的对应关系、计算回波移动矢量:对t2时刻某小区域,找到它在t1时刻中相关系数最大的小区域,t1时刻的小区域即为t2时刻的小区域在Δt(=t2-t1)时段以前的移动起点,计算出这两个小区域中点之间的方向、距离,即为该小区域的移动矢量。将各小区域的移动矢量全部计算出来,就得到了整个雷达回波区域从t1时刻至t2时刻的移动矢量特征。

(3)最后,对雷达回波区域移动矢量进行质量控制处理,包括缺省区域插值处理、移动矢量方向和移动大小偏差处理后,根据回波移动矢量对回波进行外推计算,就可获得整个回波区域的外推预测图像。

3.3 回波数据

(1)数据的读取处理:业务平台软件安装在气象局域网预报终端上,它通过访问气象局域网雷达终端,读取所需的强度场数据,随即进行插值处理和坐标格式转换,软件根据需要在内存中只保留了直角坐标数据格式的5层CAPPI(2-6km)和14层PPI(0.5-19.5o)。

(2)数据可用性分析:由于强度场数据已经过噪声门限、距离订正和标校等处理,因此不再做类似处理;哈尔滨机场净空条件较好,200km范围内没有高大自然障碍物,只是机场周边部分人工障碍物对雷达探测有一定影响。经过插值处理和坐标格式转换后的强度场数据,只要选择适宜的角度或高度,并经过技术控制处理后,就可用于交叉相关分析和外推计算。

3.4 相关参数

(1)交叉相关小区域的划分:用于交叉相关的正方形小区域大小要适宜,如果划分太大就可能滤掉了一些小尺度信息,如果划分太小则其包含的信息就不完整。鉴于新引进的天气雷达探测定位分辨率为0.1o×150m,程序设计中将小区域大小设定为4.8km×4.8km[3-5],将相邻2个小区域中点横向和纵向间距设定为2.1km。

(2)交叉相关搜索范围:在进行交叉计算过程中,并不是将t2时刻某小区域与t1时刻所有小区域都进行相关对比,而是限定在一个特定范围内进行。对t2时刻某小区域在t1时刻的搜索范围,划定在以该小区域中点为圆心、r为半径的圆形范围内[3-5],这里r=Vmax・Δt,其中Vmax为回波最大可能移动速度,将Vmax取值为100km/h,则r取值为10.0km。

(3)交叉相关计算步长的控制:交叉相关的计算步长影响移动矢量的计算精度,程序设计中将t2时刻某小区域在t1时刻搜索范围内的相关计算步长限定为3个格点[5],这样虽然计算量大一些,但却提高了计算精度。

3.5 质量控制

(1)数据质量的控制[3-5]:为避免噪声、地物杂波等造成的异常低值回波的干扰,将回波最低阈值设为12dBZ,当某小区域中回波值小于12dBZ的格点数超过总格点数的40%,该小区域就作为缺省区处理;为避免地物回波、大气折射虚假回波等造成的异常高值回波的干扰,将相关系数超出0.95的小区域作为缺省区处理。

(2)移动矢量偏差的处理:由于一些杂波的影响、计算过程误差及其它随机因素,导致在移动矢量计算出来后,常常有一少部分移动矢量在移速或移向上与周边的其它有效矢量存在明显的差异,对此利用该移动矢量周边有效的矢量数据,用线性插值的方法来进行平滑处理[5]、进行计算质量控制。

(3)适宜的范围和高度[3-5]:鉴于业务实用性要求,回波强度场数据的水平范围可控制在150km半径范围内;在使用CAPPI数据时主要使用3km高度数据,这是因为3km高度回波对于强对流降水系统具有一定的代表性;在使用PPI数据时主要使用0.5°仰角数据,这是因为仰角太高就不能完全反映远距离区域的强对流信息。

3.6 图像外推

(1)外推方式:采取线性平流外推,具备PPI外推和CAPPI外推2种外推方式;为有效追踪强对流回波,还采取了用于监测特定区域的特定外推方式来进行回波外推,即设定一个回波强度监测数值(比如≥30dBZ),临近预报软件将只对监测值回波区域进行外推,如果在外推图像中存在监测值回波信息,就将以雷声提醒和图像闪烁方式告警。

(2)外推时间:鉴于雷达探测时间间隔为6min,因此可以根据需要在1h内进行6min任意倍数时间外推,比如12min、18min、30min、60min等。在强对流天气条件下,0-1h及时准确的临近预报必将为空管决策提供一个及时有效的重要依据。

(3)预报预警:至于如何根据回波外推预测图像开展临近预报预警业务、采取相应的航空管制措施,需要经气象台与管制部双方协商后,依据民航有关规定制定一个可行方案来界定。

4.业务应用情况

4.1 应用效果

在2013-2014年、每年6-8月的雷雨季节里,业务平台对哈尔滨机场每次出现的雷雨天气过程都进行了0-1h临近预报预警应用,其中,30min的雷达回波外推预测图像与实况图像的拟合率达到70.0%,60min外推预测图像拟合率达59.0%,这表明业务平台能够输出较为及时、准确的临近预报预警信息,在哈尔滨机场保障航班飞行安全和正常的日常气象服务工作中发挥了积极作用,达到了预期效果。

4.2 个例演示

4.2.1 个例天气概况

2014年6月7日,受冷涡系统影响,哈尔滨机场经历一次强雷雨天气过程:19:32(采用北京时,以下同)强雷暴伴强降水滚滚而至,雷暴持续时间虽然很短,不到30min,但降雨量却达20.6mm,并先后造成3个航班备降或返航、共10个航班延误。下面是当时采用PPI特定外推方式进行强回波0-1h外推的应用情况。

4.2.2 初始数据参数

初始数据为哈尔滨机场2014年6月7日18:21和18:27两个时刻0.5oPPI回波图(如图3所示),其中设定回波强度监测数值≥30dBZ(如图3(b)中的黑色实线内区域所示),其它计算参数与前文中所述的相同。

图3 2014年6月7日0.5oPPI实况及移动矢量图

图4 2014年6月7日0.5° PPI预测与实况对比图

4.2.3 移动矢量计算

利用图3中的两张回波图,计算出回波区域的移动矢量(见图3(b)中的红色箭头)。从中可以看出,回波区域移动矢量是不完全一致的,根据这些矢量外推出来的回波预测图既反应回波的移动方向和移动快慢,又反应回波在移动中的形变。

4.2.4 图像外推预测

根据前期计算出来的回波区域移动矢量,从外推起始时刻18:27开始进行外推计算,先后外推出未来10张回波预测图(每次运行时间约为1min),限于篇幅,文中只演示30min、60min外推预测效果,如图4所示,其中,左侧为外推起始时刻18:27实况图与强对流特定监测区域的外推预测图(图4中暗红阴影区域)的合成图,右侧为外推时间对应的回波实况图。

4.3 应用分析

(1)个例效果分析:此次针对强对流回波监测区域的每次外推,预测图像与实况图都较为接近,而且外推时间越短越更吻合:在30min外推预测图像中(对应时间18:57),预测图像与实况图相比,整个回波区域的强对流中心位置、范围和形状具有较好的吻合性,其中偏南和偏西有两块强对流区域在逐渐靠近机场,机场也就是从19:00开始闻雷。在60min外推预测图像中(对应时间19:27),强回波区域已经抵达机场,与实际回波实况图基本一致,虽靠近机场南边的回波区域的形状和范围存在一定差异,但机场周边的强回波区域的中心位置在预测图与实况图中相比仍比较接近,而机场也就是从19:32开始出现了强雷雨,这表明预测图像与实况图之间没有明显的时间差距,60min外推图像仍是有效的、具有一定的参考价值。

(2)个例不足分析:此次外推应用也存在一些不足,比如在30min外推图像中,机场上空强回波区域左侧的一块在实况图中其实已消散,在60min外推图像中,强回波区前沿抵近机场,靠近机场南边的回波区的形状和范围也存在一定差异,究其原因是因为文中使用的回波外推技术暂不考虑回波在移动过程中的强度变化。

(3)整体效果分析:在2013-2014年、每年6-8月共2a的应用中,业务平台对低气压、锋面和高空槽等天气系统造成的强对流回波具有较好的外推预报预警效果,但对冷涡系统造成的涡旋状的强对流回波的外推效果相对较差一些。此外在采取CAPPI外推应用中,发现CAPPI中心“空洞”影响外推计算效果,需要下一步进行技术改进。

5.结束语

科研组基于哈尔滨机场多普勒天气雷达和局域网络等设施,采用交叉相关算法,设计研制的临近预报业务平台,利用雷达回波在连续时次上的空间最优相关性,计算回波的移动方向和移动大小,并采取了必要的回波数据质量控制和计算过程质量控制等措施,有效地遏制和避免了异常回波影响、计算偏差影响,这对外推预测强对流回波未来的位置和形状、开展强对流天气临近预报预警在0-1h是有效的。当然,目前科研组采用的回波外推方法还暂时只是一种线性算法,没有考虑回波在移动演变中的非线性变化、垂直运动、强度演变等,如果外推计算的时间太长就失去意义。科研组计划在下一步工作中将对业务平台进行技术再升级,将采取当前更为先进的处理技术[4-6]来改进外推算法、完善临近预报预警方法。

参考文献

[1]黄红兵,刘均力,陈霞等.哈尔滨机场雷暴分析预报系统[J].气象,2001,27(S):79-82.

[2]Rinehart R E,Carver E T.Three-dimensional storm motion detection by conventional weather radar[J].Nature,1978,237:287-289.

[3]陈明轩,王迎春,俞小鼎.交叉相关外推算法的改进及其在对流临近预报中的应用[J].应用气象学报,2007,18 (5):690-701.

[4]曾小团,梁巧倩,农孟松等.交叉相关算法在强对流天气临近预报中的应用[J].气象,2010,36(1):31-40.

[5]冯业荣,曾沁,梁巧倩等.综合临近预报系统“雨燕” (GRAPES-SWIFT)之0-3小时雷达外推算法研究.第二十一粤港澳气象科技研讨会论文[G].香港:香港天文台网站,2009.

第6篇

气象部门属于公益性事业单位,防灾减灾服务工作科技性、专业性强,关联融合度高且支撑作用显著,是国家综合防灾减灾救灾不可替代的重要力量,关乎人民群众生命财产安全、经济社会和谐稳定发展,因此提升气象保障服务能力至关重要[1]。要进一步提高思想认识,加强推进气象防灾减灾能力建设,提高气象保障服务能力的责任感和使命感,开展精准、高效、权威的气象预报预警工作,建立综合防灾减灾的第一道防线,促进气象部门防灾减灾服务职能的发挥[2]。

1宁德市针对主要气象灾害开展防灾减灾服务的重要性

气象灾害是最常见的主要自然灾害现象,宁德市位于福建省东北部沿海地区,濒临东海,属于中亚热带海洋性季风气候,严寒和酷热天气少,温暖湿润,雨水丰沛,是我国大黄鱼之乡,也是东南沿海休闲度假和生态旅游胜地。宁德市境内海拔落差大,地形复杂,因此各地气候也存在较大的差异,整体上气候资源丰富,但气象灾害频发,其中暴雨、冰雹、雷电、干旱、低温寒潮等灾害性天气多发。(1)暴雨。宁德市水资源丰富,降水量1—6月逐月增加,在6月达到一年中最多,8月以后降水量又呈现逐月下降的现象,8月降水量次之,从4月开始进入汛期,5月为主汛期,降水量较4月明显增加,与我国大部分地区不同的是,宁德市7月进入台风季,在副热带高压的影响下,7月台风出现次数相对偏少,多晴热少雨天气(图1)。总的看来,在季风和台风共同影响下,宁德市降水量年际间变化较大,多暴雨洪涝灾害,降水集中于4—6月的前汛期和台风汛期7—9月,年平均台风出现3.5个,暴雨年平均5.7d,大暴雨年发生概率达80%以上,其大暴雨多为台风登陆影响,以柘荣县出现概率最大。(2)冰雹。宁德市多冰雹,年平均2.6d,冰雹西北山区多、沿海地带少,其中福安和柘荣冰雹出现次数最多,周宁、寿宁、屏南和古田为冰雹多发地带,处于沿海的宁德、霞浦和福鼎相对为少雹区。冰雹出现在3—9月,集中于冷暖空气交汇频繁的3—4月,其次是7—8月,这4个月冰雹日数约占年总降雹日数的74%。(3)干旱。宁德市降水丰富,但降水量时间和空间分布不均,西北部的山区降雨量多于东南部沿海地区,多台风影响年份降水量相对较多,加上农业生产水平落后,降水偏少年份极易出现局地性干旱和季节性干旱,整体表现为古田、福鼎、霞浦属于干旱多发区,寿宁、蕉城、周宁和屏南为干旱少发区,而福安和柘荣介于两者之间,给区域性生产生活造成不利影响。宁德市夏旱出现频率最高,主要出现在7月上中旬和8月、9月的下旬,其次是秋冬旱,春旱出现的概率较小,其中秋冬旱一般为区域性干旱。(4)雷暴。宁德市1—12月均会出现雷暴天气,集中出现在每年的3—9月,6—9月是雷暴高发期,通常8月出现次数最多,达20d左右,8月下旬由于副热带高压势力减弱,北方冷空气极易南下与暖湿气流交汇形成强对流天气,雷电天气出现频繁。近些年雷暴日数明显减少,但随着电子电器的广泛普及,雷电造成的损失仍然严重。(5)低温寒潮。宁德市低温寒潮呈现西北部出现早、结束晚,而东南部出现晚、结束早的现象,低温寒潮天气主要出现在冬季,其次是秋季,随着气候变暖,秋季寒潮出现次数呈现出减少趋势,但春季发生日数增加,对冬作物返青和早春播种影响较为不利。分析低温寒潮月发生特征可知(图2),单站低温寒潮天气12月出现日数最多,其次是11月,5月出现日数最少,6—9月未出现低温寒潮天气;区域性和全区寒潮也是12月次数较多,11月次之,其中4—10月未发生全区性寒潮天气。2016年1月20—26日宁德市低温雨雪寒潮天气造成强降温、积雪和道路结冰,山区最低气温降至-11.0℃~-4.0℃,沿海0℃~-4.0℃,沿海大风9级左右,农林渔业遭受冻害,交通、电力和通讯行业都受到不同程度的影响。基于宁德市天气气候复杂多变,气象灾害多及其危害严重,宁德市气象部门应结合实际,履行防灾减灾职能,加大力度进行防灾减灾能力的建设,完善气象灾害监测预报体系,提升气象防灾减灾水平,确保国家财产和人民群众生命安全。

2宁德市气象防灾减灾服务能力建设现状

2.1加快气象观测预报预警系统建设

当前,宁德市已经完成天基、空基和地基的三位一体气象立体观测网的建设,新一代天气雷达、边界层风廓线雷达站、海洋气象观测网、农村气象观测站及灾害多发区村级监测预警设施为一体的气象防灾减灾救灾体系也投入使用,观测网络点增加,站点布局得到优化,实现对重点区域内如高山、海岛、旅游景区,以及交通、电力、通信等行业的有效监测,强降水等灾害性天气观测预报能力得到很大程度的增强,及时有效获取主要气象灾害的智能感知[3]。气象预报业务方面,建立时间上从分钟到年的无缝隙、全覆盖、智能化预报,完成基于位置的格点化预报,预报的时效性已经精细到0~10d,空间分辨率达到5km,同时整合气象、农业、水利、水文等部门数据资源,建立数据库和掌上信息共享平台,实现观测预报预警信息的共享。

2.2不断完善气象灾害信息网络

气象部门近年来在防灾减灾工作中肩负重要职责,为气象灾害提供及时有效的预报预警,提前防御灾害,降低灾害风险。在航空、海洋、交通等领域联合构建影响评估模型和基于天气发生概率的风险矩阵,通过部门间的协作沟通,不断完善气象灾害预警和联动的机制,在当前电视台、广播电台、报纸、手机、互联网媒体等公共资源,及时快速地无偿向社会公众发送气象预报预警信息,将偏远的农村、山区、沿海区等作为提高预警信息传播和接收的能力的重点区域,开展以用户为中心、面向全媒体发展的智慧气象服务,争取实现按需自动推送服务。成立应急信息队伍,形成多渠道、多手段的完善“叫应”机制,解决信息的“最后一公里”难题,提高气象灾害预报预警信息覆盖率[4]。

2.3建立健全气象防灾减灾服务体系建设

建立气象防灾减灾体制,坚持政府主导、部门联动、社会参与的原则,搭建具有可靠性、实用性及覆盖面广的气象综合信息平台,集天气预报信息、突发灾害预警、气象科普知识、农事指导、农村农业政策及农产品供求等信息为一体的服务内容,通过信息平台及时向社会公众。同时,积极建设农村气象信息服务站,构建农村气象服务体系,提高气象防灾减灾信息覆盖率和群众满意度。比如,与宁德市水文资源勘测中心开展合作交流,基于资源共享、优势互补的原则达成合作意愿,通过智能网格预报为水文局提供中期期货预测和面雨量预报产品,分析旅游景区附近的流域面雨量预报,及时获取雨情和预报情况,制作流域洪水预报产品,延长洪涝预警预报预见期,提供出预报成果,并与其他部门共享实时水情网。与宁德市生态环境局开展生态环境气象服务合作探讨,从部门联动、环境预报预警、人工干预净化城市空气、预警预报服务渠道和生态气象保障服务5个方面介绍了生态环境气象服务,就城市空气质量预测预报、污染源的传输研判、气象要素与环境质量、人工干预、科研课题等进行了交流,探讨了污染源传输路径人工影响天气干预净化空气质量的合作,最后双方落实业务对接机制,由市气象局积极开展环境气象服务应用研究,双方在联防联控、环境预警预报、科研课题和人工干预净化空气等方面开展全方位战略合作,共同做好生态气象保障服务工作,推动宁德生态环境气象服务更上新台阶[5]。

2.4促进人工影响天气保障能力建设

宁德市贯彻落实《国务院办公厅关于推进人工影响天气工作高质量发展的意见》(〔2020〕47号)和《福建省人民政府办公厅关于印发推进人工影响天气工作高质量发展实施方案的通知》(闽政办〔2021〕29号)精神,加快推进宁德市人工影响天气工作高质量发展,建立人工影响天气业务指挥系统,落实机构编制,完善军民联合、部门协作、沟通顺畅、高效安全的领导和组织管理体系,加强对旱情和作业条件的动态监测,及时启动、科学实施人工增雨抗旱作业,强化人工影响天气在农业生产、生态文明建设、闽东北协同发展、重大活动及应急工作中的服务保障作用,有效提升增雨抗旱、生态环境建设与保护等方面的人工影响天气作业能力。

3加强发挥气象防灾减灾服务职能的思考

近年来,随着气象事业的快速发展,宁德市气象防灾减灾能力得到很大的提升,气象灾害监测预报体系逐渐得到完善,有效增强社会公众防灾减灾意识,但现在还存在公共气象服务体系不完善、气象灾害监测预警水平不高、气象防灾减灾基础设施投入不足等问题,阻碍了气象防灾减灾职能的发挥,针对这些问题,结合工作情况和发展方向,建议从以下3个方面加强思考。

3.1做好组织保障建设

气象部门要加快防灾减灾服务工作的组织保障建设,建立健全稳定增长的地方财政投入机制,各级政府要将气象灾害防御工作纳入当地政府的考核内容,发展改革、财政等部门要重点制订气象灾害监测预警和信息系统建设的投入计划,要将防灾减灾系统的运行维护经费列入信息化建设方案,纳入地方财政的资金预算。气象部门加强救灾物资储备体系和气象灾害防范示范点建设,落实气象灾害救助资金年度预算。调动一切可以利用的社会资源,推动市场和社会力量参与防灾减灾救灾活动,明确社会力量参与防灾减灾救灾工作的重点范围、政府部门支持引导的政策措施及实施办法等,如宁德市气象局与中国人寿保险宁德市支公司联合开展清明茶、葡萄等保险业务,使社会力量有效参与气象防灾减灾工作,助推气象局更好地发挥服务职能。

3.2积极开展防灾减灾宣传活动

防灾减灾不仅是政府和职能部门的任务,还要依靠广大社会公众的力量,因此充分发挥职能部门作用的重要工作是通过宣传提高公众的防灾减灾意识,让公众既认识到防灾减灾的重要性,又能在日常避灾或者面临灾害时知道如何自救和互救。各地相关部门大力配合气象部门宣传防灾减灾工作,构建社区、村庄、学校、机关、企业、种养殖基地等宣传场所或平台,借助全国防灾减灾日、气象日主题,有计划和有目的地进社区、走机关、进村入户等,针对性地对本地区、本行业气象灾害风险及抵御灾害的综合能力进行调查分析,设计出专业的防灾减灾宣传教育内容,确保宣传形式的形象化、新颖化,目的是社会公众了解并掌握台风暴雨、风雹、森林火灾、生态环境、海洋等灾害影响、防范常识和技能,鼓励社会公众从个人做起,提高防灾减灾的意识和能力。

3.3推进人工影响天气工作的高质量发展

完善人工影响天气监测体系,形成C波段双偏振雷达、增强型风廓线雷达、微型雨雷达、激光雨滴谱仪、大气气溶胶粒径谱仪和CCN计数器等新型观测设备为一体的监测网,开展云雾、降水物理特征的精准探测工作,为人影作业实施提供天气监测预警、作业指挥和效果评估等进行技术支撑。同时,强化组织领导,地方政府增强属地责任,明确相关部门职责,完善政府主导、部门联动、军地协同、综合监管的工作机制,建立财政投入稳定增长机制,纳入同级财政预算,落实人影工作财政保障。研发人影作业智能业务系统,建立集自动监测分析、预报预警、方案设计、作业指挥、智能作业、效果评估服务为一体的地面人影智能业务展示平台。加强基层作业队伍建设,通过学习培训、技能竞赛提升工作人员素质,培养出人影工作的领军人才,健全岗位人员福利待遇机制,稳定作业队伍建设,提高人工影响天气作业安全管理和作业的能力。

参考文献

[1]陈香.福建暴雨洪涝灾害时空格局与减灾对策研究[J].山西师范大学学报(自然科学版),2008(1):104-108.

[2]阮龙斌.浅析宁德市干旱指标选用[J].水利科技,2011(1):15-17.

[3]林秀芳,游立杭,文明章.1960~2007年福建省雷暴气候特征分析[J].安徽农业科学,2011,39(19):11787-11789.

[4]张莉萍,王建平,范永玲,等.全面提升气象服务能力合力构建气象防灾减灾体系[C]//第27届中国气象学会年会重大天气气候事件与应急气象服务分会场论文集.2010.

第7篇

    关键词  地理教学  非智力因素  兴趣  意志品质  习惯  培养

    导言

    非智力因素是人们认识活动的动力系统,一般指情感、意志、动机、兴趣、个性、习惯等方面,它在学生的个体身上形成和表现为思想和学习态度。[1]教学理论研究表明,教学过程都是智力因素和非智力因素相互结合、综合发展的过程,学生学习的成功都是智力因素与非智力影响、相互作用的结果。正如沈德立在《非智力因素与成才》丛书中说:“成才过程是一个智力与非智力严肃相互影响又以非智力因素决定作用的过程。”

    农村初中地理教学中激发学生的内在动力,化非智力因素为智力因素,对全面提高学生的素质,培养创新人才,具有特殊的意义。本文结合自己多年来的教学实践,对农村初中地理教学中非智力因素的培养作肤浅的探讨,共同仁参考。

    1  浓厚学习兴趣的培养

    兴趣是学习能力的源泉,也是获得知识的巨大推动力,浓厚的学习兴趣求知欲越强。教育学家乌申斯说过:“没有丝毫兴趣的强制学习,将会扼杀学生探求真理的欲强。”孔子曰:“知之者之不知好之者”,就道出了学习与兴趣的关系。因此,学生学习地理的兴趣是教好地理的良好开端。

    旨在了解学生对地理学科的认识和学习兴趣。于是,我2005年5月对几所农村中学1500多名学生进行了一次问卷调查,其结果是:喜欢地理科的仅占17.8%,不太喜欢的占38%,不喜欢的占40.7%,不喜欢也不愿学的占2.9%。这种现状的出现,反映了农村初中学生的心理倾向,给农村学校地理教学带来了极大的困难。针对农村初中地理教学中出现的实际问题,我认为首先要培养学生的地理学习兴趣。

    1.1  改进教学方法,激发求知欲

    教学过程是信息传递交流的双边过程,是以教师为主导,学生为主体的过程。作为主体的广大农村初中学生,他们地理基础知识面窄,理解能力弱。因此,采取行之有效教学方法,成为激发学生求知欲,提高农村初中地理教学质量的关键。

    在教学中,我精心备课,依据课程标准,将七、八年级地理分成两大类,并以第一类世界地理“认识人类的家园——地球”为主,根据学生的年龄,心理特征,讲清最基本的地理知识,让他们懂得学习地理的基本方法,同时也为他们今后在高中学习地理知识打下基础。又如在学习“地球的运动”这一节中“五带的划分”着部分内容时,我让学生每人带一个乒乓球或白色皮球当地球,在上面画出南北极、赤道、南北回归线、南北极圈,并写出五带的名称;然后在“地球”上画出经纬线,用橡皮泥捏成一个小人,放在“地球仪”上经纬线交叉的地方,指出北极前后是什么方向?在南极呢?我和学生一起动手做,动手画,认真指导,课堂气氛十分活跃,学生学习热情很高。

    课堂小游戏,寓乐于教,有助于学生兴趣的发展。当学习“天气预报的气象符号”时,我把各种气象符号做成大卡片,把学生按小组分成八组,当我拿出写有一个气象符号的卡片后,让学生进行竞猜,看谁猜的又快又准,答对了在他所在的小组加分,最后看哪组得分最高。这样让学生能眼脑并用,在游戏中学知识,在竞争中掌握知识,趣味无穷。

    1.2  联系实际,贴近生活,调动学生的学习兴趣

    地理学科是一门内容丰富,趣味性强的学科,并且与现实生活联系十分密切。在教学中,我根据农村当地的实际,帮助学生由近及远,由易到难地认识地理事物,让学生对地理知识,能看得见,摸得着,使学生觉得学习地理有用、有趣。如在学习“我们需要洁净的空气”时,正值秋收季节,村里的农民都把稻草焚烧后用稻草灰肥田,浓烟弥漫。此时我因势利导,提问:秋收季节,农民焚烧的稻草产生的浓烟对空气造成了什么影响?你们喜欢这样的空气吗?如果村里的农民焚烧稻草后用稻草灰肥田造成空气污染,能不能改变这种传统的肥田方法?问题一提出,课堂活跃,学生们争先恐后的说出各自的理由,洋溢着对探求地理知识的浓厚兴趣。

    1.3    开展地理综合实践活动,能巩固学生课堂学到的地理知识技能、扩大学生的地理知识领域,发展学生的智力,使学生学以致用,学习有用的地理;也使教师有更多的时间接近学生、了解学生,对教学相长的优良传统具有积极的作用。多年来,我针对农村学校的实际,开展自制小地球仪、绘制上学线路图、剪拼中国政区图等活动。又如:海口新海中学的王青山老师,因地制宜地组织学生进行沙雕,并开发了校本课程《沙雕·沙漠》[2]。2004年12月29日,马村太阳湾等沙滩上残留着大片不明来源的油污,我省70公里长的海域被污染,破坏了我省的海洋资源与环境。得知消息后,我们组织学生到被污染的海域清除油污,开展研究性调查,并组织学生写地理小论文。

    2  良好意志品质的培养

    意志是为了达到一定目的而自觉地努力的心理状态,它是重要的非智力因素之一。“志不坚者智不达”,坚强的毅力,坚韧的品质是学习成功的重要保证。

    教学中除了培养学生学习地理兴趣,帮助学生掌握地理基础知识和基本技能外,更应帮助学生形成良好的意志品质。来自农村中学的学生学不好地理的原因之一就是意志品质薄弱。

    2.1  进行爱国主义教育,调动学生学习的自觉性

    翻开世界史、自然科学史,没有哪个国家的人民不把爱国精神看作是一种伟大而崇高的心灵美呢。居里夫人说:“我们波兰人,当国家遭到奴役时,是无权离开自己祖国的。”她把自己发现的一种新的放射性元素取名“钋”,以纪念自己的祖国。[3]我国航空工程和空气动力学专家钱学森从1950年起就要求回国报效新生的祖国,但被美国当局百般阻挠和迫害,没收他的书籍,诬蔑他是“间谍”,对他审讯、监禁、关押到一个岛上,对他进行惨无人道的折磨和迫害,整整五年多,但他没有屈服,终于在祖国的帮助下,于1955年获准回国。我国地质学家李四光,他的科学论断对大庆、胜利油田的发现起到了指导性的作用,并为地震预报指明了方向。他们排除种种干扰,历尽艰险,为我国的现代化建设作出了巨大贡献。

    对来自农村的学生来说虽然基础差,但很朴素实在。教学中应抓住学生积极的好奇的心理,开课时,让学生各自介绍自己家乡的变化,观看祖国风貌等有益的录象或影片,增强学生的热爱家乡、热爱祖国之情。如在讲“多民族的大家庭”时,通过主题班会来进行,学生争先发言。我国是由56个民族组成的大家庭,自古以来,各民族就繁衍生息在这块土地上,创造华夏文明;各民族在党的领导下和睦相处,为实现个民族的团结、发展、繁荣;我们国家对少数民族地区实行一系列特殊政策,使少数民族地区经济、生活面貌有了巨大的变化。通过学生的讨论,增强了民族意识,加深了爱国之情,使学生真正认识到,我们已独立于世界民族之林。

    2.2  鼓励学生克服困难,培养学生的坚韧性

    意志行动是与克服困难相联系的,离开困难,磨砺意志就成为一句空话。

    据调查统计,来自农村的学生,有一部分在生活和学习上都存在着一定的困难,主要是家庭经济条件差。

    对经济条件差的学生首先,要积极引导,鼓励他们以坚韧不拔的毅力克服生活上的困难;向他们阐明“职业无贵贱,行行出状元”的道理;再次,使学生明白生活离不开地理知识,地理学来源于生活、来自于实践,把地理知识应用于生活、生产实际,用地理规律改造自然,使学生消除消沉情绪,建立正确的价值观,努力学习,做一个有志气的、敢于与困难作斗争的好学生。

    对在学习上存在着一定的困难的学生,在地理教学中,教师应积极启发诱导,通过学生自己的能力,独立探索克服困难的方法和途径,不断改进学习方法。同时,向学生介绍古今中外的不畏艰难险阻执着追求,甚至不惜流血牺牲为科学为真理而献身的地理学家、天文学家、探险家,使学生的意志品质从科学家们的顽强的意志和惊人的毅力中,受到熏陶和感染。如大陆漂移学说的创立者——德国气象学家魏格纳,他从地貌学、古生物学、地质学以及大地测量学等方面论证,提出了“大陆漂移学说”。但当时被认为是荒谬,然而他坚持自己的观点和看法,为了进一步寻找证据,四次到格陵兰岛去探险考察,最后牺牲于格陵兰岛。又如我国明代地理学家徐霞客,近代的李四光等等。

    3  良好学习习惯的培养