基于优化模糊逻辑的双线偏振天气雷达地物杂波识别算法研究

针对双线偏振雷达偏振参量能在回波识别中提供更多特征的优势,在常规多普勒天气雷达模糊逻辑算法的基础上,引入偏振参量实现地物杂波识别,由此根据雷达数据中地物和降水回波各自的回波特性,选择6个区别最明显的特征参量,建立了特征参量的统计分布概率,并运用CSI评判标准给出了地物杂波识别的最优化隶属函数;利用2020年攀枝花市新架设的X波段全固态双线偏振雷达观测个例,对比了传统的与改进后的模糊逻辑算法识别效果,结果引入偏振参量的模糊逻辑算法能更好地识别降水和地物混合位置的地物回波,同时改善了径向速度为零区域被误判为地物回波的问题。     

基于梯形模糊数的指标权重确定方法的应用研究

综合评价过程中指标权重确定得合理与否,直接关系到综合评价的质量与效果,通过将梯形模糊数与层次分析法相结合给出一种新的确定指标权重方法,并将其运用到高校节约型校园综合评价中进行实证分析,证明该方法客观、有效、具有较好的通用性．     

基于模糊评价法的新乡市旅游舒适度分析

利用新乡市1978-2007年近30 a的历史气候资料,以气温、风速和湿度三要素作为影响新乡旅游舒适度的基本因子,采用模糊评价法以旬为单位对新乡市的气候资源进行评判分析,得到新乡市旅游舒适度分析结果:新乡市5月上中旬及9月中下旬的旅游舒适度最高;由于风速和低温的共同影响,3月中旬的旅游舒适度最低.     

基于模糊逻辑的大气云粒子相态反演和效果分析

为了探究8mm云雷达探测到的大气云粒子相态特征,根据Shupe总结得到云雷达探测参量:反射率因子、Doppler径向速度、线性退偏振比以及温度在不同相态水凝物对应的云雷达产品特征阈值,采用不对称T型的隶属函数,成员函数包括:反射率因子、线性退偏振比、径向速度以及垂直温度廓线,反演出的粒子相态包括:雪、冰晶、混合相态、液水、毛毛雨、雨等6种。通过联合分析中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的偏振云雷达探测资料和GTS1型探空仪温度数据,结果表明;通过模糊逻辑法对云雷达探测的参量反演出的大气粒子相态结果与探空实时数据一致性较好,对现阶段常规天气预报参考、人工影响天气作业指挥以及效果评估来说具有较好指导性。     

用模糊分析作寒露风初日的预报

本文利用模糊数学原理对预报因子进行处理,再运用逐步回归方法建立梧州市寒露风初日的长期预报方程。     

用模糊分析作寒露风初日的预报

本文利用模糊数学原理对预报因子进行处理,再运用逐步回归方法建立梧州市寒露风初日的长期预报方程。     

基于陕西气象部门三级备件供应保障系统的库存模型

备件库存方案是影响气象观测设备可用性的重要因素。从设备保障中的实际问题出发,考虑陕西省保障结构层级和备件供应影响因素的情况下,基于METRIC模型(可修复备件管理多级法)基本原理,建立了陕西气象部门三级备件供应保障系统的库存模型。通过实例分析,给出了备件的期望短缺数,为保障部门制定备件供应方案和备件储备标准提供了依据。     

基于短时强降水概率预报的模糊检验试验

利用短时强降水概率预报模型生成短时强降水(≥20mm/h)概率预报产品,并对其进行“点对面”模糊检验试验。结果表明：短时强降水(≥20mm/h)概率预报和SWC_WARMS模式最大小时雨量(≥20mm/h)的“点对面”TS评分均明显高于相应的“点对点”评分,短时强降水(≥20mm/h)预报结果可在30～40km范围内进行调整;短时强降水(≥20mm/h)概率预报在概率为30%时TS评分达到最大,Bias接近为1,预报偏差最小;短时强降水(≥20mm/h)概率预报比SWC_WARMS模式最大小时雨量(≥20mm/h)预报更具有参考价值。     

浙江交通气象站优化布局的层次分析法和模糊熵应用

根据灾害性天气的特点及其对高速公路的影响,应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)确定气象因子对高速公路影响的权重,并用模糊熵对权重进行修正,在此基础上将高速公路受灾害性天气影响的程度进行排序,从而应用于高速公路气象监测站的选址布局。对杭金衢高速公路进行实例分析,结果表明:该综合评价模型简单易用,可有效判断出不同路段受灾害性天气影响的差异性,得到的评价结果和高速封道的信息大体一致,可为交通气象监测站的建设和布局提供科学的量化参考依据,制定合理的决策方案。     

基于模糊逻辑的冰雹天气雷达识别算法

该文确定了冰雹天气的5个雷达识别指标和不同季节识别指标对应的隶属函数,采用等权重系数法建立了基于模糊逻辑原理的冰雹天气识别算法。应用雷达回波拼图数据、冰雹灾害报告和常规探空资料,对2008—2012年华北地区103个冰雹样本进行了识别效果检验,给出了识别评分结果、识别提前量和冰雹位置等。结果表明:华北区域性冰雹的识别命中率、虚警率和临界成功指数分别为73.9%,36.4%和51.9%,其中石家庄地区的零散冰雹能够被完全识别,最大直径超过30 mm冰雹对应风暴单体综合识别判据在0.85以上;在空间分布上,被识别到可能出现冰雹的风暴单体区域和实况有冰雹的测站空间分布基本一致,冰雹出现位置一般位于强风暴单体的周边区域;相对单要素识别,综合识别算法识别准确率有所提高,识别范围得到改善,自动化程度也较高;冰雹被识别到的最早时间普遍早于冰雹出现时间,平均提前量为30 min。     

基于模糊理论的气象科研项目风险与绩效评估

通过对项目风险进行综合分析、审定,确立一种气象科研项目的立项风险评估指标及体系的准则;从风险角度出发,构建出一组多级指标的项目风险评估指标体系;采用定性和定量相结合的方法,提出一种基于模糊理论的风险评估体系和模型,对科研项目的立项进行综合评估,给出评估意见,给决策提供指导意见;同时,提出一种气象科研项目绩效考核及推广方法.     

Identification and removal of non-meteorological echoes in dual-polarization radar data based on a fuzzy logic algorithm

A major issue in radar quantitative precipitation estimation is the contamination of radar echoes by non-meteorological targets such as ground clutter, chaff, clear air echoes etc. In this study, a fuzzy logic algorithm for the identification of non-meteorological echoes is developed using optimized membership functions and weights for the dual-polarization radar located at Mount Sobaek. For selected precipitation and non-meteorological events, the characteristics of the precipitation and non-meteorological echo are derived by the probability density functions of five fuzzy parameters as functions of reflectivity values. The membership functions and weights are then determined by these density functions. Finally, the non-meteorological echoes are identified by combining the membership functions and weights. The performance is qualitatively evaluated by long-term rain accumulation. The detection accuracy of the fuzzy logic algorithm is calculated using the probability of detection (POD), false alarm rate (FAR), and clutter-signal ratio (CSR). In addition, the issues in using filtered dual-polarization data are alleviated.     

基于模糊综合评价的宁波暴雨洪涝灾害风险区划

基于自然灾害风险理论,综合考虑自然环境和社会经济状况以及暴雨洪涝灾害风险的危险性、敏感性、脆弱性和防灾减灾能力,利用模糊综合评价法、AHP熵权法、GIS空间分析技术和网格GIS技术,建立宁波市暴雨洪涝灾害风险区划模型,绘制宁波市暴雨洪涝灾害风险区划图。结果表明,宁波、北仑、宁海和象山城区以及鄞州中南部、余姚中部和北部具有更高的暴雨洪涝灾害风险;而慈溪北部、奉化西部、鄞州和北仑东部的暴雨洪涝灾害风险相对较低。灾级指数与暴雨洪涝风险指数的相关性较好,相关系数达到0.821 7,且通过了0.01显著性水平检验。     

一种新模糊似然函数在聚类分析中的应用

运用一种新的模糊似然函数，用以表示模糊集合之间的相似程度。举例说明在气象时间序列中的应用，并与常用的度量样本相似程度的指标进行对比，得出几点有意义的结论。     

Analysis of the Weighted Mean Temperature of China Based on Sounding and ECMWF Reanalysis Data

Weighted mean temperature (Tm) is one of the most important conversion parameters for calculating precipitable water vapor by the signal path wet delay in ground-based GPS meteorology. This paper first discusses the Tmregression models for Hong Kong (HK) and the associated error statistics relative to the true values of Tmfrom the numerical method. The results show that there is little difference in precision between annual and seasonal Tmregression models for HK. The Bevis Tm-Ts(surface temperature) regression model is more suitable for northeastern China and the Qinghai-Tibetan Plateau than the local models. For areas lack of historical sounding data, the Kriging interpolation method and the ECMWF reanalysis product ERA-interim were employed to set up local Tm-Ts models. The results indicate that the Tmderived by the ERA-interim data coincides well with that by the sounding data, and the Kriging interpolation method can successfully obtain the coefficients of local Tm-Tsmodels, suggesting that these two approaches may serve as effective ways in the acquisition and localization of Tm.     

基于多种TSM方法的北京国家奥林匹克体育中心2月颗粒物来源解析

利用HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory)模型和ERA_INTERIM数据,计算2013—2017年北京奥林匹克体育中心(以下简称奥体中心)2月期间抵达的72 h后向轨迹,并结合聚类分析方法和污染物浓度数据,分析2月不同轨迹对奥体中心污染物浓度的影响,采用四种不同的轨迹分析方法分析奥体中心污染物来源特征,并通过实例分析了不同轨迹分析方法的优缺点和适用性。结果表明:奥体中心2月主导气流明显,为西北路径,出现概率为55.85%;清洁通道为北向气流,污染来源为南向路径和偏东路径,对应颗粒物浓度最高;通过轨迹统计方法得到奥体中心2月颗粒物主要污染来源为河北地区、山东半岛、黄渤海区域、新疆北部与河西走廊。此外,研究发现潜在源贡献函数和浓度权重轨迹方法适用于近距离污染源的识别;停留时间浓度加权方法采用确定性办法通过迭代可以精准识别出北京奥体中心主要污染物来源;定量传输偏差分析方法引入不确定性概念,适用于大范围确定性污染源识别,但同时会产生虚假的污染物来源。不过,采用RTWC方法和QTBA方法相结合可消除QTBA方法带来的虚假污染源。     

闪电定位系统与人工观测雷电日参数对比分析

雷电日是反映雷电活动规律的重要参数。通过对重庆地区35个区县人工观测雷暴资料(1951—2009年)和闪电定位系统监测资料(1999—2008年)的数理统计,重点分析了人工观测雷暴日、闪电定位系统监测的雷电日和雷击大地密度特征。结果表明:人工观测的雷暴日数远小于闪电定位系统监测获取的数据;人工观测的雷暴日局限于个人差异和地形影响,而闪电定位系统监测的雷电日局限于探测方法和设备的灵敏性,不能完全客观反映各地区雷电活动规律;雷击大地密度客观真实反映各地雷电活动特征,在此基础上获得了有效反映雷电活动规律的雷电日参数,为雷电灾害风险评估与防雷设计提供参考。     

基于模糊时间序列的华南台风登陆时最大风速极值预测模型

利用1995—2017年登陆华南地区的台风登陆时最大风速极值数据,构建基于模糊时间序列的台风登陆时最大风速极值预测模型,并将该模型与传统时间序列ARIMA模型作对比。其预测结果表明,模糊时间序列的平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差分别为2.621 m·s-1、0.066和2.727 m·s-1,预测的精确度明显高于传统时间序列ARIMA模型,同时也表明将模糊时间序列应用于登陆时最大风速极值的预测能够获得较理想的预测结果。     

基于Morlet小波的四会气温周期分析

根据1961—2018年四会国家气象站逐年平均气温和逐年高温日(日最高气温≥35℃)数资料,采用Morlet小波变换,对四会市近60年的平均气温和高温日数时间序列变化特征进行多尺度分析,结果表明:(1)年平均气温存在明显的8、13、21和46年左右的周期振荡;年高温日数存在9、12和47年左右的周期振荡,并且两者的周期振荡存在较好的同步性。(2)从对气温的小波变换判断,由于8、13、21和46年左右特征时间尺度的周期皆未闭合,所以未来几年四会市仍将处于增暖期,但从长期时间变化尺度上则是开始进入变冷期。(3)从Morlet小波变换方差可知,在50年时间里,年平均气温13年左右为第1主周期,9和20年左右为第2主周期;年高温日数则是9年左右为第1主周期,12年左右为第2主周期。     

徽州传统聚落夏季户外热环境实测与分析

根据实地监测屏山、西递、卢村和西溪南4个徽州传统聚落在7、8月高温环境下的主要气象参数,运用数学模糊综合评价方法,以夏季气温最高日的气温、相对湿度和风速作为评价夏季舒适度的指标,对4个徽州传统聚落的气候舒适度进行了定量评估,并辅以THI(温湿指数)进行验证评价,结合徽州地区特有的人居环境,研究了徽州传统聚落宜居性的气候特点。结果表明:1)空气温度、相对湿度和风速单因子隶属度关系不能良好地评价夏季气候舒适度指数,结合每个传统聚落所处的区域环境、地形地貌和人为活动等因素,才能更为充分反映徽州地区宜居性的特点。2)徽州地区4个传统聚落舒适等级指数均在0.5以上,夏季整体气候舒适,屏山和西递舒适度条件最佳,卢村次之,西溪南的舒适度条件最差,与THI评价结果一致。3)水体对微气候改善具有重要的调节作用,4个聚落日均相对湿度值均在70%左右。