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IRI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 %。     

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     

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.     

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。     

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。     

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.     

第四讲 中期物理-统计天气预报

各种时间尺度和空间尺度的天气现象和过程都具有其不同程度的随机性.从四十年代开始,统计气象学得到蓬勃发展,作为它的一个重要分支——统计天气预报方法也应运而起,五十年代后期,在台站预报业务中得到广泛应用,为台站技术人员所熟悉.统计预报就是依据现在和过去观测到的天气事实,利用和构思一些公式、图型、表格或算法,给出未来各个时刻某种天气事件将要发生的概率,或者某种天气要素的期望值.在统计预报中,既要根据不同的预报对象选取合适的数字模型来分析寻找内在的统计规律或进行统计推断,又要十分注意选择有物理意义的因子.     

雾中液态降水的辨别

通过分析雾与液态降水生成的天气条件、特征、降水云层,结合各气象要素的变化,判断记录雾中的液态降水天气现象.     

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。     

德令哈地区近44年天气现象变化特征分析

利用德令哈市国家基本气象站1973—2016年地面气象观测天气现象数据资料,采用统计法、气候倾向法等方法,从年代际、年际、季节和月际4个时间尺度来分析天气现象的变化特征。结果表明:44a来德令哈地区天气现象共出现11种,雨凇、雾凇、雾、轻雾、霾5种天气现象从未出现。各年代天气现象日数分布不均匀。雨、露和霜日数逐年呈增多趋势;雪、冰雹、沙尘暴、扬沙、浮尘、大风、积雪和结冰日数逐年呈减少趋势。逐月天气现象日数分布不均匀。春季以大风、沙尘暴、扬沙和浮尘天气现象为主;夏季以雨、冰雹和露天气现象为主;冬季以雪、霜、积雪和结冰天气现象为主。通过对德令哈地区44a来天气现象日数的变化特征进行分析,旨在为本地区开展预报预测、为农服务和公共气象服务提供科学依据。     

四川省大雾天气的气候特征

选取1980年至2001年共22年四川省单站定时地面观测资料为资料样本,采用累加和算术平均的统计方法对大雾天气现象进行统计分析得出:四川省1980年至2001年大雾天气的气候特征.     

基于CI指数的河南省近40a干旱特征分析

基于河南省113个气象站1970～2007实测气象资料,利用气象干旱综合指数对河南省近40 a的干旱特征进行了统计分析.首先计算了历史逐日的CI指数,统计近40 a各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上统计了河南省历年各地区干旱发生的频率、覆盖范围,分析了干旱发生范围的年际变化和不同强度干旱的空间分布特征.分析结果表明:河南省伏旱发生频率最高为63.6%,冬季干旱发生频率最低为48.8%,春旱和秋旱发生频率相近,分别为55.4%和56.9%;全省大范围干旱发生的年份春季和秋季较多分别有9 a,冬季最少只有5 a;春季豫北各等级干旱发生天数均较高,夏季和秋季全省易发生大范围轻旱,重旱发生较少,冬季轻旱和中旱呈显著的纬向分布,南少北多,和降水的分布有较好的负相关性.     

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。     

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。     

阳泉市主汛期极端气候事件演变特征

利用1972年-2008年阳泉6月-8月的珏最高气温、降水量、风和天气现象等观测资料,分别统计了高温、暴雨、冰雹、雷暴和大风等极端气候事件发生的概率及分布特点,以期为探索阳泉气候变化的规律和研究方法做出较好的尝试.     

用统计集合方法制作全国汛期降水滚动预测试验

以全国160站汛期(6-8月)降水量为预测量,以最新得到的74项环流特征量指数为因子,尝试制作全国160站汛期降水滚动预测.建立模型时考虑了预测量与环流特征量因子序列的显著线性变化趋势,以及预测量与环流因子之间的相关不稳定性,用"滑动相关-逐步回归-集合分析"预测方法,分别建立了2009年全国160站汛期降水量的物理统计集合分析预测模型,并进行了近10年独立样本预测试验分析.结果显示:(1)用物理统计集合分析预测方法,以最新得到的74项环流特征量指数为因子,实现了全国160站汛期降水逐月滚动预测,2009年以在5月份制作的滚动预测效果最好.(2)近10年预测试验的空间距平相关系数Acc、业务评分PS和异常级评分TS均高于国家气候中心近年汛期预测业务平均水平.经过不断改进思路和优化具体建模方案,该方法具有较高的业务应用潜力.     

1981—2013年四川省视程障碍类天气现象分析

利用四川省1981—2013年雾、轻雾、吹雪、雪暴、烟幕、霾、沙尘暴、扬沙和浮尘9种视程障碍天气现象资料,对其发生日数、发生概率和分布特征进行统计。结果表明:(1)各天气现象发生日数排序为:轻雾>雾>浮尘>霾>烟幕>扬沙>沙尘暴>吹雪>雪暴。(2)轻雾和雾年发生日数为分别为176d/a和29d/a,日发生概率分别为48%和8%,远高出其他天气现象。(3)季节变化方面,雾和轻雾主要出现在秋季和冬季;霾、吹雪和雪暴集中出现在冬季;浮尘发生春季;扬沙多发生在冬季和春季;而沙尘暴、烟幕主要发生在春季和秋季。(4)变化趋势上轻雾基本保持平稳;烟幕呈增加趋势;而雾、霾、沙尘暴、扬沙和浮尘呈下降趋势。(5)大气层结稳定、水汽充足、风速较小、人口集中和排放量较大,易于盆地雾、轻雾、霾和烟幕的形成;不合理利用水和土地资源,北方地区沙尘天气随冷空气南下,是沙尘天气发生的重要原因;而吹雪和雪暴均发生在冬季降雪量大且风速较大的川西高原。     

沈阳一次“雾闪”气象条件分析

在对沈阳历年 2月出现雾天气现象日数的年变化、持续时间进行统计的基础上分析了2001年 2月22日沈阳“雾闪”前期气象条件 ,以期归纳出雾的特征