雪崩、分形与雷暴放电中强闪的自组织演化

强调了雪崩、分形与远离平衡系统自组织演化的联系。利用2003年夏季青藏高原中部地区雷暴放电的地面电场野外观测资料,基于近年来发展的分形及多重分形分析中的去势涨落分析(detrend-ed fluctuation analysis,DFA)方法,对强闪前电场信号的关联及多重分形特征进行了分析,发现强放电前过程具有明显的分形和多重分形特征,多重分形谱与推广的二项倍增串级模式符合。分析在一定程度上表明了雷暴强放电发生的可能的自组织演化性。     

大气边界层风速脉动的分形模拟

应用曲线分数维计算方法计算大气边界层实际风速观测资料的分数维值,并根据分形理论构造出一个理论模型来模拟真实的大气边界层风速时间序列。将模拟和真实数据的一些重要的统计特征,例如方差、风速概率分布、谱密度函数和自相关函数等,进行了比较,结果表明二者具有很好的一致性。     

涡旋边缘线的分形特征

非线性作用可以使初始时刻等值线光滑的圆形和椭圆形涡旋演化为边缘不光滑、面积大小不等的多个涡旋和涡块共存的复杂流型。这些涡旋和涡块的边缘线具有分形特征,其数值与Ｌｏｖｅｊｏｙ根据卫星云图和雷达探测资料求得的热带云块边缘线的分形结果较为接近     

图象编码的分形基方法

文章介绍了一种用于图象编码压缩的皮亚诺扫描分形基方法。该方法算法简明，实现容易，压缩比达到1/10以上，重构图象保持原图象特征，并具有好的视觉效果。该方法不仅适用于各类航片、遥感图象处理，对地学、生物、医学、军事公安业务以及通讯工程也均适用。     

一维气温时间序列的多重分形研究

采用武汉１９５１－１９７０年日平均气温序列作多重分形分析，从计算ｑ阶分数维Ｄｑ着和，得到了多重分形谱ｆ（ａ）曲线，反映了大气运动确定是一个层次分明的过程，具有多标度结构。     

气象资料三维化技术中的插值问题

通过对不同源气象资料及数字地理信息资料的插值，实现了不同气象资料与地理信息资料分辨率的协调；从而将多种信息叠加到一起，实现了多源资料的二维、三维仿真显示。这对于模拟真实的大气空间结构、理解地形及植被对大气运动的影响、辨识各种天气系统及多种信息的融合等有积极意义。     

气象卫星云图的分形编码研究

将Ｊａｃｑｕｉｎ基本的自动分形图像编码方法与方块编码（ＢＴＣ）方法结合起来,研究一种新的图像编码方法,并针对气象卫星云图的特征,设计卫星云图的数据压缩方案,实验结果表明,在保证重建云图质量的前提下,与基本的自动分形图像编码方法相比,编码时间和压缩比有显著改善。     

从时间序列中提取维数信息

作者介绍了分形和分维的概念、性质和意义，重点讨论了从一维序列中提取维数信息的，并给出了一些在天气了气候中的应用。     

塔克拉玛干沙漠和田河西侧胡杨沙堆粒度特征

利用体积分形维数模型对塔克拉玛干沙漠和田河西侧胡杨沙堆的粒度特征进行分析,并探讨了沉积物分形维数与粒度参数的相关关系,结果显示：(1)胡杨沙堆表层土壤沉积物砂含量高达98.7%,有超过82%的土壤颗粒的粒级在32μm~250μm的细沙范围内,平均粒径为258.0μm；(2)在胡杨沙堆不同部位表层土壤的粒级表现出有规律的变化,平均粒径从迎风坡坡脚至背风坡坡中逐渐变细,从背风坡坡中至背风坡坡脚逐渐变粗；(3)沙堆表层土壤整体分选性较差,偏度整体属于负偏；胡杨沙堆表层土壤呈现出从中等到较窄的峰度变化；(4)沉积物体积分形维数介于0.68-2.47,平均值为1.66。沙堆表层土壤的分形维数与各粒度特征参数均呈显著线性相关,与平均粒径拟合程度一般,R_²=0.388；与分选系数拟合中等,R_²=0.403；与偏度值拟合程度一般,R_²=0.353；与峰度值拟合中等偏上,R_²=0.737。     

基于神经网络和分形纹理的夜间浓雾遥感监测技术

利用地物光谱信息和图像纹理信息作为地物分类识别标志，将分形理论和BP神经网络应用于夜间浓雾的遥感监测，使夜间浓雾的监测精度明显提高。与传统最大似然法(MLC)比较，晴空地表、雾区、云区的识别精度均有提高，特别是云区的识别精度提高了10%，基于灰度连通域的灰度加权计盒维数图像纹理提取技术使云雾边界的提取更加合理，文章最后对类的归并作了讨论。     

从时间序列中提取维数信息

作者介绍了分形和分维的概念、性质和意义，重点讨论了从一维时间序列中提取维数信息的方法，并给出了一些在天气和气候中的应用。     

三维分形树的虚拟仿真研究

首先介绍了模型树的构成和分类,讨论了模型树仿真时存在的问题,继而研究了如何利用迭代函数系统(IFS)仿真出树枝,并提出了一种结合IFS和布告栏的方法来仿真出三维树,最后,采用该方法拟合出2种三维树的分形模拟结果.模拟结果表明,该方法具有较高的真实性、多样性和实时性,对模拟三维场景有一定的实用价值.     

热带气旋复杂程度的分形维数表征

应用2006-2010年69个热带气旋1 295个时次的红外云图等资料,提取了1 295个TC的外缘线,用圆规法计算了这些外缘线的分形维数。将这1 295个分形维数自小到大排列,按等频数规则,将1 295个数分为5类,分别记为A、B、C、D、E类。A、B、C、D、E类分形维数的均值分别为1.21、1.26、1.29、1.33、1.40。然后寻找与这5个均值最接近的样本。这5个样本的红外云图和TBB等值线分布图显示:随着分形维数的加大,边缘线的非光滑程度逐渐加大,图形与准圆形的偏离程度逐渐加大,TC空间结构的复杂程度也逐渐加大。说明外缘线的分形维数可以在一定程度上定量表征TC的复杂程度。     

自然灾害时间分布序列的分形特征探索

通过采用分形理论中的Ｓｍａｌｌｅｙ法对中国历史上的旱、涝、飓风和地震４种自然灾害时间分布序列的分数维进行了计算，初步证实了自然灾害的时间分布在一定范围内的无标茺性。无标度区的跨度及相应的分形维数可作为自然灾害自组织程度的量度。     

大气气溶胶尺度分布分形特征研究

气溶胶作为大气环境中的重要组成部分,具有复杂的尺度分布结构。为研究其尺度分布特征,采用分形理论首先论述了常用的气溶胶谱分布函数具有分形不变性,然后在分形理论的指导下分别建立了气溶胶粒子和体积分形统计模型,而且以AERONET相关数据验证了分形模型的有效性和实用性,并采用分段分形的方法改进了气溶胶体积分形模型。最后分析研究了分维数的实用意义和分布情况,讨论了气溶胶分维数变化和粒度分布的关系。结果表明：气溶胶粒子数和体积分维数之间存在线性关系,上半年的大气溶胶粒子数分维数的变化幅度明显小于下半年的变化幅度;研究区域大气气溶胶中细粒子分布比较密集,大粒子分布比较分散。分形理论为研究大气气溶胶的尺度分布特征提供了新的方法与手段,具有广阔的研究与应用前景。     

热带气旋Meranti(2010)异常路径的成因分析

采用MTSAT2卫星红外云图资料及NCEP/NCAR再分析资料,研究了热带气旋Meranti(2010)异常路径的成因。结果表明:Meranti的路径由西行、打转、北上三个阶段组成。在西行、北上阶段,环境场引导流起着主要作用,Meranti的非对称结构对其也有一定影响,非对称对流系统的作用较弱。在打转阶段,环境场引导流和非对称结构均不能解释Meranti打转的原因,而非对称对流系统则起着主要作用。不同阶段的Meranti外缘线的分形维数特征存在明显区别。在西行、北上阶段,其分形维数处于高值段且变化平缓;在打转阶段,则处于低值段且变化较大。     

分形闪电通道模型的建立及其电磁辐射特征

基于高速摄像系统获取的自然闪电通道形状,利用分形方法构建了分形闪电通道模型,分析计算了闪电通道的弯曲对地面附近不同方位、不同距离处回击电磁场的影响。结果表明,在100m到10km的近距离范围,不同方位的回击垂直电场峰值之比为0．8～2．3;而当距离增加时,这种差别逐渐消失。但无论距离远近,地面水平磁场随方位角都存在较明显的差异,不同方位的回击磁场峰值差异达到2～4倍。与假定通道笔直的回击模型相比,分形闪电通道模型能很好地再现回击过程电磁辐射的高频分量和次峰等细微现象。     

卫星云图模式识别小波分形特征量分析

本文采用小波分析中的小波包函数对卫星云图进行分解和小波包系数重构，并结合分形分数维计算，提取卫星云图的分数维，分析不同类型的云系分数维的主要特征，来实现卫星云图的模式识别。     

基于纹理与分形理论的气象卫星云图目标物识别

气象卫星云图上的目标物进行识别具有重大的实际意义。本文利用计算机图像处理和模式识别技术,结合分形理论对卫星云图上常见的三种云和晴空进行了纹理特征提取,设计神经网络进行了识别实验,结果证明这种方法是有效的。     

基于Weierstrass-Mandelbrot函数的分形风速脉动仿真

实际风速脉动普遍具有自相似分形特征,而传统的谐波合成法和线性滤波法仿真的风速脉动均不具有自相似分形特征.因此,基于随机型Weierstrass-Mandelbrot函数,设计了一种能够仿真自相似风速脉动的方案.其中,表征风速脉动自相似特征的重要参数分形维度可与湍流惯性区能谱的幂指数建立联系.将该方案仿真的风速脉动与实际风速脉动一些重要的统计特征,如功率谱和概率密度函数等,进行了比较,结果表明提出的新方案能有效仿真风速脉动的中高频变化及其概率分布特征.