海南岛几类天气现象在卫星云图上的特征分析

雾、小雨、中雨、大雨、雷暴及无降水是海南岛地区能够在卫星云图上有表现的六种常见天气现象,本文利用红外IR1和可见光VS二通道光谱建立了这五种天气现象的样本数据库,从中提取光谱特征、灰度特征、灰度统计量和灰度直方图统计量特征,对各单位特征空间计算各类天气现象发生概率,建立了天气现象类属矩阵.用以判别各单位特征空间这几类天气现象发生的集中区域.     

多光谱卫星图像降水强度场的分析

文中将单位特征空间归类方法应用于多光谱GMS卫星图像的降水强度场分析 ,该方法可交互式地进行多光谱卫星信息和地面实测降水的协同分析 ,准确划分各强度样本集群的光谱特征空间分布 ,为可靠确定各波段卫星测值与小时降水量之间的统计关系提供了一条可行的途径。为尽量减少分界点附近数据可能造成的不确定性和误差 ,文中首先按模糊集合论的隶属度原则 ,建立了模糊划分公式。按所在降水强度等级 ,通过对多维光谱空间的各单位特征空间内计算和比较晴空、多云 (无雨 )、小雨、中雨、大雨和暴雨 6种情况发生的概率 ,经归一化处理后 ,分别建立相应的降水强度类属矩阵 ,为多光谱卫星图像降水强度场的分析确定了判识依据。就IR1 VIS降水强度类属矩阵而言 ,经 5 0 0余个实测有雨样本的检验 ,其对暴雨、大雨、中雨和小雨等各强度等级有雨样本的实测命中率均在 70 %左右。近 14 0 0个有云样本降水强度等级判识的总准确率为 73.88%。把样本仅分成无雨、中小雨和大、暴雨 3个等级进行分析 ,实测命中率和分析成功率都显著提高 ,总准确率达到 84 .4 9%。IR1 WV ,TIR1-IR2 降水强度类属矩阵 ,各项指标虽然均略低于IR1 VIS降水强度类属矩阵 ,但对无雨、中小雨和大到暴雨的 3个级判识 ,总准确率也能够达到 75 %。     

主要降水与非降水云类的全天时反演试验研究

利用SBDART模式正演了主要云类在多光谱通道上的光谱特性,分析了在由不同通道组成的二维光谱空间中的云类分布;又以MTSAT-2多光谱静止卫星观测资料与CloudSat云廓线雷达分类产品匹配,建立了包含诸主要云类光谱特性的数据对。在此基础上,采用单位特征空间归类分析法,反演并分析了各典型云类在相应二维光谱空间中的分布范围和高频集群分布特点;结合正、反演结果,应用最小距离分类与最大似然估计方法进行了云分类试验研究。经过单位特征空间方法的调整,最终确定了较为准确的适用于全天时云分类的判据。检验结果表明:根据多通道的云光谱特性区分高、中、低云和对流性及非对流性降水云是可行的,由此能够实现全天时云系生消、移动的连续可靠监测。      

绵阳机场低能见度气候统计特征

利用绵阳机场最近10年逐时能见度资料，对低能见度的气候特征进行了统计，并对造成低能见度障碍的天气现象和影响系统作了普查分析。结果表明：绵阳机场低能见度有明显的季节变化和闩变化：造成低能见度障碍的天气现象主要是雾。     

基于观测资料的我国天气现象时空分布分析

利用全国576个台站1961—2010年天气现象观测资料,对34种天气现象年平均发生频率、昼夜分布特征、代表性天气现象和区域代表站天气现象的发生情况等进行了统计分析。结果表明:雨、露、结冰、阵雨、轻雾、霜、雷暴天气现象的年平均发生频率较高,极光、龙卷、雪暴等天气现象的年平均发生频率极低。近年来,雾的发生呈缓慢下降趋势,轻雾呈缓慢上升趋势,霾在2000年后快速发展,且发生地点逐步扩大。天气现象的发生具有一定的地域性,但各地多发天气现象的前20种基本相似,仅发生频率排序不同。     

三峡坝区截流期气候背景及径流特征分析

根据宜昌最近四十多年逐日气象资料和一百多年流量资料，详细分析了大江截流期（１０—１２月）坝区的一般气候特征和可能影响施工的气温、降水、风、天气现象等演变规律。最后，着重探讨了坝址在截流期（１１月）的流量和上游汇水区前期降水量的统计关系，并在此基础上建立了流量的长期预报模式     

太原武宿机场低能见度天气的统计与分析

本文选取太原机场１９８６年～１９９５年１０年间常规资料对低能见度天气现象的年变化、月变化、逐时变化、维持时间和其间的天气背景、流场、温湿状况等气象因素进行统计与分析,找出其中的特征量,揭示其统计规律和内在的相互联系,用以提高低见度天气的预报水平。     

暴雨分级卫星云图模型和模式识别

详细分析了1982年与1998年各种暴雨过程的卫星云图，归纳出了暴雨分级卫星云图模型。对卫星云图模型进行了图象处理，提取出了卫星云图模型的纹理、结构、灰度等特征，用统计与句法相结合的方法进行模式识别，效果良好。     

绵阳机场低能见度气候统计特征

利用绵阳机场最近10年逐时能见度资料,对低能见度的气候特征进行了统计,并对造成低能见度障碍的天气现象和影响系统作了普查分折.结果表明:绵阳机场低能见度有明显的季节变化和闩变化:造成低能见度障碍的天气现象主要是雾.     

洛阳机场中小尺度天气现象特征

利用洛阳机场1989～1998年气象资料，分析了洛阳机场雷暴、大风、雾等中小尺度天气现象的气候特征和发生、发展及演变规律。     

新疆雷暴的统计特征

根据新疆地面气象记录月报表，整理出1961－1999年39年新疆90个气象观测站的雷暴天气现象资料并进行统计，结果表明：天山南脉，西部天山和天山中部是新疆雷暴的高发区，新疆雷暴集中于6－8月，多出现在午后至夜间。有半数以上的雷暴持续时间不超过半小时。     

石河子地区冰雹天气的时空统计分析

根据新疆地面气象记录月报表，整理出石河子地区1961—1999年3个气象观测站的冰雹天气现象资料，统计出石河子地区冰雹天气时空分布特征。     

北京奥运期间极端天气气候事件背景分析

利用北京市 1 951～ 2 0 0 1年 51年 7月下旬至 9月上旬的日最高气温、降水量、风、天气现象等观测资料 ,分别以旬为单位统计了高温、洪涝、大风、大雾、雷暴等对体育竞赛影响较大的极端天气气候事件发生的概率及分布特点 ,以期为 2 0 0 8年北京奥运会提供极端天气气候事件发生的气候背景资料。     

新疆伊犁乌孙山北坡树轮灰度年表的建立及气候意义

利用2006年采自新疆伊犁乌孙山北坡3个采点的树轮样本,建立了树轮宽度年表,采用树轮图像分析法进一步建立了3种宽度年表和5种灰度年表。宽度年表对比发现,树木年轮对气候响应南疆强于北疆,北疆其它地方强于伊犁地区,而乌孙山北坡与伊犁其它地区比较,树轮宽度对气候的响应较敏感。树轮图像分析法建立的8种年表特征进行对比发现,恰依恰孜宽度年表对气候的响应最为强烈;而阿乌里亚乔克标准化灰度年表对气候的响应较好。相关分析表明,全轮灰度、早材灰度和最大灰度与4、5月气温相关较好。4月降水和实测宽度、全轮宽度以及早材宽度相关较好,而6月降水与全轮灰度和早材灰度相关较好。早材宽度对气候的响应强于晚材宽度;全轮灰度和早材灰度对气候的响应较好。利用树轮图像分析所得到的8个树轮参数年表可增加气候重建代用指标,提高气候重建的精度。     

用神经网络方法对NOAA-AVHRR资料进行云客观分类

利用NOAA AVHRR 5个通道资料建立了 6种云类以及陆地和水体的样本数据库 ,其中包括 8× 8象素样本和单象素样本。AVHRR的 5个探测通道都位于大气窗区 ,吸收物质少 ,比较透明 ,可以比较准确地反映探测表面的性质。理论分析和试验结果表明 :除了不同性质的云在 5个通道中有不同的表现外 ,通道之间的差别也可用于云分类。在理论分析和试验的基础上 ,对 8× 8象素样本库提取了包括光谱特征、灰度特征、通道差特征、灰度统计量和灰度直方图统计量特征在内的 80个特征 ,并利用逐步判别分析方法进行特征筛选 ,共选出 2 0个特征 ,用神经网络方法对 8种类型云和地表样本数据库分类 ,选择网络结构为 2 0 - 4 0 - 15 - 4的B P网络 ,利用 30 0 0多个样本进行神经网络训练 ,并用其余的 3万多个独立样本数据进行检验 ,测试正确率达 79%。类似地 ,对单象素样本数据 ,提取了包括光谱特征、灰度特征、通道差特征在内的 2 0个特征 ,用神经网络方法对 8种类型云和地表分类 ,选择网络结构为 2 0 - 4 0 - 15 - 4的 4层B P网络 ,利用 2 0 0 0多个样本进行神经网络训练 ,并用其余的 2万多个独立样本数据进行检验 ,测试正确率达 78%。设计并编写了实际云图客观云分类系统和软件 ,该系统输入为 5个通道的AVHRR数据 ,可自动获取已     

广州市三种霾日统计方法的比较分析

根据广州市5个气象观测站1980—2013年的能见度、相对湿度和天气现象等资料,采用人工观测法、日均值法和14时值法对广州市霾日特征进行了对比分析。结果表明,3种方法统计的全市霾日数、霾日变化速率差异较大。全市年平均霾日是日均值法人工观测法14时值法,大致比例是1∶0.61∶0.48。人工观测法统计的广州市霾日变化速率最大,达2.9 d/年,是日均值法的2.9倍、14时值法的3.6倍。但是,3种方法统计的全市霾日长期变化趋势、季节变化特点和空间分布特征基本一致。霾日长期变化均呈显著上升趋势;霾日冬季最多,夏季最少;中心城区和花都区为霾日高值区。综合考虑霾日长期变化趋势、季节变化特点、空间分布特征和经济社会发展状况,日均值法统计更能反映广州市霾日的实际变化特征。     

长江中下游地区汛期极端降水量的异常特征分析

利用长江中下游地区（湖北、湖南、江苏、安徽、江西、浙江和上海）1960—2004年87个台站汛期（5--9月）逐日降水资料，统计不同台站近45年逐年汛期极端降水量，运用E（）F、鼢、趋势分析及Morlet小波分析等方法进行了时空分布特征分析。结果表明：长江中下游地区汛期极端降水量的平均空间差异较大；一致性异常特征是长江中下游地区汛期极端降水量的最主要的空间模态，而南、北反向变化模态也是比较重要的；长江中下游地区汛期极端降水量可分为两湖平原型、北方型、沿海型及南方型4个主要的空间分型；各主要空间分区极端降水量的年际变化特征差异较大，但从长期变化趋势来看，除了东北部极少部分区域外，其余区域汛期极端降水量均表现为增加趋势；另外近45年来长江中下游地区汛期极端降水量各分区的周期振荡不完全一致。     

东北地区夏季降水极值空间演变特征

利用1959～2000年东北地区93个测站逐日降水资料，分析了东北地区夏季严重干燥事件、极端连雨事件和暴雨事件等降水极值的空间分布特征。研究结果表明：近42a间东北地区夏季年平均发生严重干燥事件为0．9～2．4次．严重连雨事件为0．7～3．0次，暴雨日数为0．3～3．0d；东北地区夏季严重干燥事件、暴雨强度和暴雨量呈现不同程度的增加趋势，严重干燥事件和暴雨量的增加趋势更为明显；年平均极端连雨事件和暴雨日数全区总体表现为减少的趋势．呈现出东北大部分地区暴雨强度增加、暴雨日数减少、降水时段集中．干旱发展的演变特征。     

纹理分析法识别静止卫星红外云图和监测汛期强对流天气系统

根据空间灰度共现矩阵纹理分析原理,制作卫星红外云图纹理分析法系统。选取50幅2003～2004年甘肃西部汛期对流性降水的FY-2红外云图,进行纹理特征量的计算和统计分析,并用甘肃省肃北县2004年6月29日18时的FY-2冰雹云的红外云图为个例进行检验。结果表明:该系统能够有效提取反映对流云团纹理特征的参数值;汛期强对流云红外云图的能量值接近1,比惯性矩和熵的特征量大2个量级。     

洛阳机场中小尺度天气现象特征

利用洛阳机场1989～1998年气象资料,分析了洛阳机场雷暴、大风、雾等中小尺度天气现象的气候特征和发生、发展及演变规律.