基于探空风资料的大气边界层不同高度风速变化研究

利用1981—2014年我国资料齐全的93个高空气象观测站(距离雷达300、600、900 m高度)的探空风资料,按照气象地理区划,借助GIS分析了边界层内不同高度风速及其趋势的时空变化,得到以下结论:300～900 m,东北和华北地区累年平均风速较大,西南和西北地区累年平均风速较小;边界层内各高度同一地区平均风速的月变化趋势基本一致,但各地区季节风速变化不同,同一地区月平均风速的年较差随高度上升而增大;300 m.各地区年平均风速均显著减小:在600和900 m.华北、西北、华中地区年平均风速呈增加趋势,东北地区年平均风速呈减小趋势,但均未通过显著性水平检验;各高度年平均风速空间分布均为东北地区较大,尤其大兴安岭和东北平原地带;从沿海到内陆,由东至西风速逐渐减小;在300 m.全国年平均风速以减小趋势为主;在600 m,全国大部分地区年平均风速呈增加趋势,尤其是中部、西北和华东沿海地区;在900 m高度,全国年平均风速变化趋势呈现由边界向内部的包围态势,中心地区呈增加趋势,边界地区均呈减小趋势,但是通过显著性水平检验的地区不多。     

武汉大气能见度与PM2.5浓度及相对湿度关系的非线性分析及能见度预报

武汉作为中部地区高湿度代表城市,大气污染严重,霾天气多发,但有关该地区大气能见度与PM_2.5浓度及相对湿度(RH)的定量关系尚不明确。利用2014年9月—2015年3月武汉地区逐时能见度、相对湿度及颗粒物质量浓度观测数据,研究分析了武汉大气能见度与PM_2.5浓度及相对湿度的关系,并进行能见度非线性预报初探,得到以下结论:武汉霾时数发生比例高,霾的发生和加重是能见度降低的主要原因;能见度降低伴随大量细粒子产生和累积,这是武汉大气能见度恶化的重要诱因。细颗粒物浓度与相对湿度共同影响和制约大气能见度变化,高湿高浓度时能见度显著下降,湿情景下(RH≥40%),能见度恶化主要是由湿度增高诱使细颗粒物粒径吸湿增长导致其散射效率增大造成的。当RH >90%时,能见度随湿度升高成线性递减,相对湿度每升高1%,武汉平均能见度降低0.568 km。而干情景下(RH<40%),能见度迅速降低的关键因素是PM_2.5质量浓度升高。在城市大气细粒子污染背景下,能见度与相对湿度成非线性关系,这主要与PM_2.5对能见度的影响及吸湿性颗粒物的散射效率变化有关。PM_2.5浓度与能见度成幂函数非线性关系,80%≤RH<90%湿度区段下相关性最强。PM_2.5浓度对能见度的影响敏感阈值是随着湿度升高而减小的,干情景下能见度10 km对应的PM_2.5浓度阈值为70 μg/m³,湿情景下该阈值为18—55 μg/m³。当PM_2.5质量浓度低于约40 μg/m³时,继续降低PM_2.5可显著提高武汉大气能见度。预报试验表明,基于神经网络方法建立大气能见度非线性预报模型是可行的,预报能见度相关系数为0.86,均方根误差为1.9 km,能见度≤10 km的TS评分为0.92。网络模型具有较高预报性能,对霾的判别有较高准确性,为衔接区域环境气象数值预报模式,建立大气能见度精细化动力统计模型提供参考依据。     

多架次Mesh模型的配准

提出了一种Mesh快速栅格化的方法,能从分页的多层次的表面纹理Mesh模型中提取DEM和DOM。根据提取的DEM和DOM匹配点,利用RANSAC下的SVD方法对两个邻近架次的模型进行配准,解决了起伏地形纹理特征不可靠,平坦地形位置信息特征不可靠的问题。通过引入控制点和邻近架次的姿态约束,完成了所有架次模型的整体配准,解决了传统的利用所有特征点平差处理带来的运算量巨大的问题。     

鄂西山区烟草气象观测站网设计

烟叶是湖北省西部山区最重要的经济作物,其生长受气象条件影响较大,目前在烟叶种植区建设的气象观测站数量十分有限。该文对湖北省烟区及附近气象观测站分布现状进行分析,并根据烟叶生长习性配置观测要素,确定设计原则。通过对可利用的现有气象观测站的改造,以及采用格点法合理布局新建站点位置,设计了由97个气象观测站组成的湖北省烟草气象观测网,并将在后期通过实地考察,结合站点选址原则进一步修改完善。     

机载水质定点分层采样装置设计与实现*

为了提高水质采样的自动化、精准化以及信息化水平,针对传统水质采样（人工采样和无人船采样）的低效率、高成本、周期长以及难以到达采样地点等问题,提出了利用无人机技术取代传统的水质采样方式,该装置由旋翼无人机、采样装置以及标准取水容器组成,其采样过程首先是通过拨动无人机遥控器上的开关按钮预先设置好采样深度,然后在无人机地面站输入经纬度信息使得无人机能够飞行到指定的采样地点,进而拨动遥控器上的一键采样按钮自动完成取水操作,最后再一次拨动遥控器上的返航按钮使得无人机自动返航回到初始位置。该方法相比于传统方式具有安全性高、成本低等优势,有利于推动水文仪器现代化发展。