三维冰雹云模式对那曲冰雹天气过程的数值模拟研究

为了对西藏地区冰雹天气有更多的认识,利用三维冰雹云模式对2007年和2008年两年发生在那曲地区的冰雹天气进行了数值模拟,并以2008年8月22日发生在那曲的冰雹天气为个例进行了分析,同时探讨三维冰雹云模式在西藏地区的适用性问题。结果显示：模式能够较好地反映云体发展进程中的宏观动力学过程以及微物理过程。宏观方面：能够模拟出冰雹云发生、发展、成熟、消散的过程;微物理方面：能够模拟出各阶段的水汽混合比。模式能够应用于对西藏地区冰雹天气的研究;考虑冰项过程时,模拟的云体发展更强盛,云顶高度抬高,模拟时间更长;固态水成物粒子的积累过程和融化过程对降水有重要贡献;模式模拟的冰雹直径对预报冰雹直径有一定参考价值。     

贵州一次降雹过程的数值催化试验

针对贵州威宁2000年6月4日的一次降雹过程，利用三维冰雹云催化数值模式，采用立体催化数值试验，模拟催化剂量、催化高度、催化时间对高炮消雹效率和消雹区域的影响；通过比较催化雹云和未催化雹云的总含水量，分析催化消雹机制，从而揭示贵州37高炮防雹作业的有效性和最佳催化方案。     

兰州冰雹特征的统计分析

统计表明,兰州冰雹是小概率事件,年降雹次数有减少趋势,季节变化为6、9月双峰型,主要降雹时间集中在午后.雹云入侵路径有准定常性,可分为北、中、西、南4路,雹云移动路径是连续的,但冰雹落区不连续.境内永登西北部是冰雹高发区,红古西部、皋兰北部、榆中北部、市区、榆中南部山区等地是冰雹多发区.     

基于集合卡尔曼变换的区域集合预报初步研究

为了深入研究集合卡尔曼变换(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)初值扰动方法,提高集合预报质量,从全球大集合预报资料中提取初始扰动场,建立区域模式的ETKF初值扰动方案,对2008年7月22日发生在中国东部的一次暴雨过程进行集合预报试验,并分析ETKF方案构造的扰动场特征和集合预报效果。结果表明,由ETKF初始扰动方案产生的扰动场大小与分布合理,能够反映观测站点的空间分布,能够保持所有正交、不相关方向的误差方差。集合预报降水落区相对控制预报有所改善,集合平均小雨和中雨TS评分和BS评分总体优于控制预报。24h集合预报的Talagrand分布优于36h预报。试验结果揭示了ETKF初值扰动方案的基本性质及利用ETKF方法进行区域集合预报的可行性。     

地基GPS探测水汽的发展与气象业务应用

介绍了地基GPS探测大气可降水量在国内外的发展、灾害性天气监测分析预报、中尺度数值预报模式初始场、全球气候变化的监测和分析、人工影响天气作业、三维水汽场层析分析以及GPS探测水汽在气象领域中应用的现状.     

高分辨率η坐标模式对四川降水个例对比数值试验

在原η坐标模式基础上,利用1995年8月23日和1998年4月28日四川西部两次强降水过程为例,通过改变水平分辨率和具有不同分辨率的地形资料,以及固定边界、单向影响嵌套边界,进行了一些数值试验。结果表明:(1)较低水平分辨率的η模式,采用较高分辨率的地形资料不一定能改善预报结果;(2)具有较高水平分辨率,并引入较高分辨率的地形资料,以及单向嵌套侧边界的η模式,对预报结果有较明显的改进     

丽江市冰雹天气的红外云图和雷达回波特征分析

利用丽江市2006—2008年3—9月的25次降雹资料，分析了丽江市冰雹时空分布特征和大气环流特征。选取2008年3月22日、6月9日和9月24日发生在丽江3次冰雹天气过程的红外云图和雷达回波进行分析，结果表明：春季南支槽冰雹天气云层厚度小（类似层状云降水）且TBB值较高，冰雹云雷达回波强度弱，高度低；夏秋季节在典型环流背景下，强对流冰雹云的TBB值最低、最集中、附近强对流天气单体活动最剧烈，在雷达回波上表现为较大区域内出现有组织、相对孤立的点状回波，这些点状回波发展较快、生命史较长，通过雷达加密监测，可及时发现对流天气并及时预警。     

冰雹云雷达回波自动识别系统

利用CAPPI资料对立体风暴进行识别，计算并提供出实用的风暴结构参数，采用矩心踊跃法和矩不变量法相结合对单体风暴和混合性风暴回波进行跟踪；最小二第线性外推预报；根据WSD－88D的冰雹算法，在风暴结构基础上本文建立了Windows98操作平台上冰雹识别系统，经单站1年11次强对流天气过程的资料检验，结果表明：雹云识别精度达82％。系统建立了大量人机对话框以方便用户，增加实用性及推广性。     

内蒙古数值天气预报集成方法初探

内蒙古气象台业务使用的降水量数值预报产品有:T213、T639、MM5、日本、德国数值预报场。各模式的预报准确率有较大差异。利用常规高空、地面观测资料和不同数值预报产品资料,在检验多个业务数值预报模式降水预报准确率基础上,借鉴集合预报新技术,完成对内蒙古数值预报集成试验。逐日滚动评定各种模式预报质量,优选高质量的模式作为集成对象,建立针对内蒙古降水的集成预报方程,并根据不同模式的预报准确率,动态分配预报方程的权重系数。     

涡旋初始化对T639模式热带气旋路径预报影响的数值试验

为了探讨涡旋初始化对T639L60模式热带气旋路径预报的影响程度,以1002号台风康森为个例进行数值试验,结果表明:在涡旋初始化中采用新的初始涡旋形成技术,能减小TC路径预报误差;从初始涡旋形成方案中通过改变七级风半径、涡旋外围尺度半径大小参数和有无进行涡旋强度调整方案进行敏感性试验,得到TC路径的预报对TC涡旋外围半径和TC强度较敏感,其路径会因涡旋外围半径大小和其强度的不同而有所差异。     

用雷达回波资料识别雹云的最新进展

本文评述了当前国内外利用雷达回波资料识别雹云的现状,着重介绍了笔者近年来利用雷达回波资料建立雹云识别模式的研究工作,并展望了雹云识别的未来发展前景。     

雹云识别物元可拓模型及其在川西地区的应用

提出一个雹云识别的物元可拓模型 ,把单参数不相容的雹云识别问题化为相容的多参数的雹云识别问题 ,通过构造雹云和雷雨云的经典域和节域物元矩阵并计算相关关联度的大小进行雹云识别 .川南地区实例应用表明 ,该方法用于川西南地区雹云识别结果正确率达 80 %以上 .     

基于几何特征的建筑物点云配准方法

针对规则建筑物点云数据特点,基于测量平差理论,提出一种基于点、面几何特征的点云配准算法。首先利用建筑物点云数据中平面与平面的重合关系,推导了基于特征面的点云配准模型|而后结合基于特征点的点云配准模型,给出基于点、面特征的点云配准模型|最后利用实测数据进行实验,证实该方法能在一定程度上提高点云配准精度。     

基于边云协同的AR空间分析计算框架

地理数据的增强现实（AR）技术,是地理信息可视化的重要发展方向之一。受限于头戴式AR设备有限的计算能力,已有的地理信息AR研究多集中于地理信息的可视化,并未提供复杂的空间分析计算功能。本文提出了一套基于边缘计算与云计算协同的AR空间分析计算框架。AR端完成空间数据的可视化、人机交互、数据预处理等;云端则完成复杂的空间分析计算任务以及空间数据的持久化存储;边云二元存储方法和三维可视化模型-三维地理模型间的坐标转换模块完成AR端和云端间的高效链接;从而达到高效率的、端对端的协同计算。基于该框架,本文利用头戴式AR设备Hololens,并基于武汉市的建筑物三维数据和天空可视因子算法,实现了在AR可视化的同时进行复杂的空间计算。结果表明,在保证空间分析计算效率和精度的同时,Hololens性能表现稳定,三维空间可视化的体验良好（FPS约35）,证明了边云协同框架下的AR在空间分析计算具有广阔前景。     

Predict typhoon-induced storm surge deviation in a principal component back-propagation neural network model

To reduce typhoon-caused damages, numerical and empirical methods are often used to forecast typhoon storm surge. However, typhoon surge is a complex nonlinear process that is difficult to forecast accurately. We applied a principal component back-propagation neural network (PCBPNN) to predict the deviation in typhoon storm surge, in which data of the typhoon, upstream flood, and historical case studies were involved. With principal component analysis, 15 input factors were reduced to five principal components, and the application of the model was improved. Observation data from Huangpu Park in Shanghai, China were used to test the feasibility of the model. The results indicate that the model is capable of predicting a 12-hour warning before a typhoon surge.     

基于最小二乘配置法的优化GM（1,1）预测模型及其应用

针对灰色GM(1,1)预测模型预测结果精度低、模型缺乏稳定性的问题,基于最小二乘配置理论的GM（1,1)预测优化模型,首先通过使得生成序列新预测值的误差在最小二乘意义下最小,选取GM(1,1)模型的最优初值,利用指数函数法构造新的背景值;然后将优化的GM(1,1)模型和最小二乘配置理论有机结合,进一步对优化的GM(1,1)模型进行改进,构建优化的灰色最小二乘配置预测模型;最后通过对建筑物的沉降数据进行定量分析与预报,与其他模型进行对比分析。