云分类中逐个修改聚类和模糊聚类分类性能的对

利用卫星图像对各种云型进行识别在大气科学领域具有重要意义，为了深入了解云分类过程中逐个修改聚类和模糊聚类对各种云型的识别能力，采用极轨卫星EOS／MODIS图像资料和静止卫星GMS-5图像资料，在样本采集和特征提取的基础上。选择不同的光谱或纹理特征对两种分类器的分类性能进行测试和对比分析。结果发现，不管采用哪种图像资料，提取哪些特征量，逐个修改聚类的平均分类准确率总体上略高于模糊聚类。但就两种分类器对各种云型的识别能力而言，模糊聚类对低云和高云（如层云、薄卷云、密卷云、卷层云、积云）的分类准确率明显好于逐个修改聚类，而逐个修改聚类对积雨云的分类准确率稍高于模糊聚类。从各类别间混判的情形来看，积雨云和高中低混合云、低云之间及卷云子类之间混判的情形较多，模糊聚类与逐个修改聚类相比，混判的类别增多，相对比例减少。     

一次锋面气旋云系中强对流云团的识别

利用NOAA-16/AMSU-B微波亮温资料和GOES-9光学遥感资料对2004年6月16日一次锋面气旋云系中的强对流云团进行识别, 尝试了NOAA-16/AM SU-B微波两窗区通道亮温、3个微波水汽通道间亮温差, GOES-9红外亮温阈值、水汽和红外通道亮温差、红外和水汽通道亮温多光谱逐个修改聚类等方法, 通过比较各种方法的识别结果, 分析各种识别技术的特点, 同时采用地面常规观测资料进行叠加, 对识别方法进行了验证。结果表明:微波对强对流云团均能较好识别, 但89 GHz通道亮温受地表影响较大, 不能很好剔除过冷水体, 150 GHz通道亮温与微波水汽通道间亮温差的识别结果较一致, 3个微波水汽通道间亮温差对阈值的依赖性相对较小; GOES-9红外亮温阈值因其随时空变化对识别结果会造成较大差别, 而水汽和红外通道亮温差对强对流云团能进行较好定位, 但识别范围较小, 多光谱逐个修改聚类方法对积雨云的识别效果较好, 且和NOAA-16/AMSU-B识别结果有较好的对应关系; 地面常规观测资料的叠加结果也说明, 多波段遥感资料对强对流云团的识别结果与当时的天气现象及积雨云状均有较好的对应关系。     

层状云的雨滴谱分档数值模拟研究

通过建立雨滴分档模式,结合部分观测资料,对中国北方常见的三类典型层状云系:强锋面抬升层状云系、气旋尺度辐合层状云系及弱锋面抬升层状云系的云中水成物总比含水量、降水强度及地面雨滴谱进行了数值模拟,并与观测值进行了比较分析。结果表明,雨滴分档模式较一般使用的单参数Marshall-Palmer（M-P）分布的参数化模式更能反映雨滴的自然演变特征。     

一次春季江淮气旋的云图特征分析

利用卫星云图、水汽图象和常规观测资料，分析了一次江淮气旋发展的云系演变和水汽输送情况，并用飞机观测资料分析云系的结构和降水特点。认为卫星云图和水汽图象能及时反映天气演变和水汽输送特征，对飞机增雨作业的时机选择有较好的指导作用     

K-均值聚类法用于西北太平洋热带气旋路径分类

热带气旋(Tropical Cyclone,简称TC)路径分类是获得TC特征和影响评估的重要途径。采用联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Center,简称JTWC)近45年最佳台风路径资料,基于TC位置、强度、路径长度和方向等主要信息的特征参数,利用K-均值聚类法建立了西北太平洋TC路径的客观分类方法,并对分类得到的7个路径类型TC在生命史、能量、活动季节和登陆概率等方面进行了对比分析。结果表明各类TC的这些特征量具有明显的差异。从近20年的变化趋势看,西转向类(占总样本的21.3%)的频数为增加趋势,其生命史呈小幅增长趋势,和其余各类(或全部TC)的减小趋势或变化很小不一致。各类TC的年PDI(能量耗散指数)变化趋势主要取决于强度和频数的变化,多数类别的年PDI和强度的变化趋势一致,但西北行转向类和远海西-西北行类的年PDI变化趋势主要取决于频数的变化。      

极地气流内部生成的气旋

关于温带气旋的生成问题,一般都采用挪威学派的气旋模式,即认为气旋是由热带和极地气团之间极锋上的波状扰动发展而成的。但是近年来通过许多实例分析表明;气旋也能够在极锋后极地气流后部或极地气团内部形成。这种气旋,相对的比较小,在卫星云图上都伴随一个逗点云系,类似于一般锋面气旋,并有强锋区(强斜压区)与之相配合,但在地面除了活跃的个例能够分析出锋面外,往往地面的温度不连续表现不     

利用FY-3A卫星云图对一次暴雨过程的特征云参数分析

利用FY-3A卫星MERSI资料,结合高空常规观测、地面雨量资料,对2009年6月28日湖北梅雨期暴雨过程的卫星云图和特征云参数进行综合分析。结果表明：楔状云（V型云）是强对流产生的标志,楔尖是云顶最冷、云顶温度梯度最陡之处;短时强降水通常发生在上升运动剧烈的位置,即在高分辨率的可见光图像上可清晰识别出上冲云顶、纹理及暗影等强对流云特有结构的区域;利用模糊C均值聚类方法得到的自动化云分类结果显示,此次强对流云主体被划分为“积雨云”类,其平均隶属度系数达0．81;地面小时雨量与云顶黑体亮温呈负相关,而与云光学厚度、云粒子有效半径呈正相关。     

气团客观分类实施方案研究

本文提出了一种基于天气气候学途径的气团客观分类实施方案。该方案通过主成份分析对多元气象变量进行空间降维后，由模糊聚类法对样本进行归类，用淮阴市常规地面观测资料对方案进行的试验表明，该方案能够将不易区分的天气系统分成鲜明天气特征的气团差别。方案本身的综合、客观和实用性显示出基于天气气候学途径的气团客观分类方案不仅在天气气候分析领域，而且在有关环境、生物、地理等研究中都具有广阔的应用前景。     

一种新的大气稳定度分类方法

提出了一种运用灰色聚类理论对大气稳定度进行分类的新方法,用该方法及上海江湾站1993年1、4、7、10四个月的逐时常规观测资料对当时当地的大气稳定度进行了分类,最后与国标分类法所得结果进行了比较,得到了更优、更合理的类分布,说明该方法是大气稳定度分类中一种简单、实用而且效果更好的新方法。     

基于面向对象的降水粒子识别研究

双偏振雷达的主要用途之一就是降水粒子识别,目前主流的方法为模糊逻辑分类(FL),但是该方法仅使用单个距离库的信息,易受到噪声的影响。基于模糊逻辑方法的不足,利用聚类分析,提出了一种面向对象的降水粒子分类方法,即在模糊逻辑分类基础上考虑距离库与不同降水粒子的距离以及周围距离库类别信息。基于广州S波段双偏振雷达的观测数据进行降水粒子识别验证,结果表明使用的面向对象的降水粒子识别方法可有效地降低噪声对分类结果的影响,且符合降水粒子的微物理特征。     

1978年4月西南太平洋天气尺度云带的流场特征

西南太平洋经常存在着一支天气尺度云带。国外的研究成果以及我们根据1976—1978年三年卫星云图资料统计的结果表明,4月份这支云带频率的最高值在斐济群岛南部经所罗门群岛到伊里安岛西部一线(图略)。这支云带的南北跨度很大,最北可达5°S以北,最南可达40°S以南。云带活跃时可造成大范围的强烈降水和大风等灾害性天气现象。因而,对于这支云带的活动是应该进行研究的。但由于云带附近的资料较少,目前国内外对于这支云带的专题论述尚少。为了增强对它的了解,我们利用1978年热带天气图、卫星云图、卫星测风以及飞机报等资料对      

一次飑线天气的非常规气象资料特征分析

利用常规及非常规气象资料，对2004年6月7日河北省衡水市的一次飑线进行了分析，发现低涡切变线、地面冷锋是这次强对流天气的影响系统。从红外卫星云图特征看，这次飑线过程属于在较弱的风垂直切变环境下生成的断续线型，多个对流单体构成云线。从雷达回波特征上看其发生发展过程属于后续线型，形成比较典型的弓形回波和逆风区。对比红外卫星云图、闪电定位资料以及雷达回波发现，三种非常规气象资料在系统影响时间、强度变化，移动方向方面具有很好的对应性。     

2003年秋季华北地区一次区域性大暴雨分析

通过对2003年10月10～12日发生在华北地区的一场罕见大范围暴雨、区域性大暴雨天气的分析发现,生成于孟加拉湾的季风云团及其向东北方向扩展的西南季风云系与高空急流云系的结合为区域性大暴雨的形成打下了基础;高、低空急流的耦合及中、低空系统的上下叠加为大暴雨的形成创造了良好的动力场;多支低空急流的形成为大暴雨提供了有利的水汽条件。     

SOME STATISTICAL CHARACTERISTICS AND THE APPLICATION OF JAPANESE GMS LOW CLOUD WINDS

A statistical study of GMS low cloud winds in January,April,July and October,1983 shows that on an average,there exist 223.5 low cloud winds over western North Pacific each synoptic time.The low cloud winds have a diurnal change with more low cloud winds at 12 Z than at 00 Z. The wind fields at 850 hPa over western North Pacific,with and without application of low cloud winds, have been analyzed by a successive correction scheme.The results indicate that the flow patterns without low cloud winds are considerably distorted from short of wind data over the oceanic region.On the contrary,with application of low cloud winds,the flow patterns get much more improved over the oceanic region.     

冷云人工增雨催化区的探空判据

为解决冷云人工增雨催化前没有微物理资料确定人工增雨潜力区的问题,文中利用加密探空资料,根据发生贝吉龙过程的条件,分析了适宜冰晶增长的区域和冷云可播区,提出了冷云人工催化的宏观判据。适宜冰晶增长的区域先于降水在高层出现,降水开始时在-1℃层以上存在深厚的冰水转化区,这一区域自高空向下随天气系统自西向东传播。文中还构造了增雨潜力系数和结束冷云催化的判据。降水过程后期根据可播区、准饱和层的分布判断是否继续进行冷云催化。该宏观判据易于在人工增雨作业中使用。     

一种分离暴雨过程天气尺度和次天气尺度特征的方法

作者提出利用奇异谱主分量重建技术进行气象变量场尺度分离的新构想,并设计出尺度分离的具体实施方法.使用此方法对1998年7月下旬长江流域强暴雨过程的卫星观测亮温(TBB)场进行了试验性尺度分离.结果表明,该分离技术可以将这次暴雨过程天气尺度和次天气尺度系统的基本结构清晰地分离出来.在天气尺度场上,长江流域呈现出明显的切变线上连续性对流云系的特征.在次天气尺度场上,可以清楚地显现出偶极子系统的演变特征,其活动与暴雨过程有很好的对应.     

"06.7"郧西暴雨天气的成因分析

利用常规气象资料和卫星云图资料,采用天气学诊断方法,从大尺度环流背景、天气系统、物理量场、对流云团演变特征等方面,分析了2006年7月3～4日出现在湖北郧西的一次暴雨天气过程的成因。结果表明,此次暴雨是在副热带高压减弱东退形势下产生的;700 hPa和850 hPa的冷槽、切变线是此次强降水的主要影响系统,暴雨区位于700 hPa切变线右侧、850 hPa切变线附近;暴雨区上空存在明显正涡度柱,低层辐合与中高层辐散形成抽吸作用,为暴雨过程发生发展提供了动力条件;存在于孟加拉湾至我国西南地区的水汽通道为暴雨过程提供了必需的水汽;整个暴雨过程都伴随着中尺度对流云团的初生、发展、合并和减弱,降水主要由发展型对流云团造成。     

云图纹理特征的抽取与云的自动分类

根据卫星云图的灰度分布，计算灰度共生矩阵，然后抽取一组纹理识别特征量，组成卫星云图云自动分类方程，从而实现云图微机自动分类。     

东亚春季沙尘天气的卫星云图特征分析和分型

2001年春季,沙尘天气对我国北方地区产生了较大的影响,作者给出了卫星遥感监测到的沙尘过程的图像特征并对产生沙尘的天气系统进行了云图分型.最后得出沙尘天气主要发生在3种天气系统及相应的云系分布类型下.     

1991 年梅雨锋云系的中尺度分析

根据数字展宽云图和常规资料分析得到，1991年梅雨期江淮地区大—暴雨大多是由中尺度云团产生的。它主要是:低涡暖切云团和冷切（冷锋）云团。它们的大多数是中—β尺度云团，平均维持时间为5—6小时，平均最低云顶温度为–69℃左右。低涡暖切云团产生于低涡中心东侧，低空急流轴的左前方。而冷切云团产生于梅雨锋云系的尾部与西南季风交汇处。另外，分析了云团云顶温度与降水的关系，发现产生≥5 mm/h降水的云团，其中75%的云团云顶温度小于或等于–64℃。