MCSs移出青藏高原规律的可视化表达与知识发现

为了客观揭示青藏高原上中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems，MCSs)的演变规律，尤其是它向东移出高原的条件，采用卫星红外影像运动目标计算机自动识别与跟踪技术，提取了高原上夏季MCSs的大小、强度、生命史、形状及分布等空间特征，并将MCSs的空间特征与青藏高原HLAFS资料相关联，建立了MCSs时空数据库。运用面向时空数据挖掘的相关分析法、关联规则及决策树法，求解MCSs东移传播出高原与其周边环境物理场之间的关系，进而建立了400hPa和500hPa两个层次上影响MCSs移出高原的环境物理场的可视化概略模型图。从模型图中发现：在400hPa上，移出高原且方向向东的MCSs主要决定于等压面高度、散度和涡度场，等压面高度变化呈南北向；而在500hPa上，等压面高度和K指数场是影响。MCSs移出高原的主要因素，K指数变化呈西东走势。模型图初步揭示了MCSs移出青藏高原的规律。     

黄海气旋形成和发展的研究

运用常规气象资料和卫星云图,统计和分析了黄海气旋的天气气候特征,概括出了黄海气旋形成和发展的天气图模型和云型演变概略模型图,为黄海气旋的监测和预报提供了初步方法。     

青藏高原中尺度对流系统的时空演变特征及规律

利用1998年6~8月地球静止气象卫星(GMS-5)的青藏高原逐时红外遥感云图计算得到的云顶黑体辐射温度(TBB)资料,与青藏高原高分辨率有限区域的数值预报值相结合,运用计算机自动识别与跟踪等技术,对青藏高原上的中尺度对流系统(mesoscale convective systems,MCS)的移动和传播规律及其与周围环境物理量场的模型关系进行了研究,并以决策规则和概略模型图的形式对研究结果作出了有效的表达。     

2008年西北太平洋热带气旋活动特征分析

对2008年西北太平洋及我国南海热带气旋的活动特征进行总结,并从多方面分析其成因.结果指出:2008年西北太平洋热带气旋活动的主要特征为生成总数少,源地集中,位置偏西;登陆数多、时间早;登陆地点偏南、时间集中等.其原因主要在于:在热带气旋的多发期副热带高压面积偏大、强度偏强、西伸脊点异常偏西,且脊线偏南,造成西北太平洋热带地区盛行偏东风,不利于热带扰动的生成和发展;同时,也使得在其南侧生成的热带气旋易在偏东气流的引导下登陆我国南方.另外,季风槽、垂直风切变、海表温度和热带辐合带上的对流活动等因子的异常分布都不利于热带气旋在西北太平洋东部海域生成,直接导致这一年热带气旋生成总数明显偏少,源地显著偏西.     

流形群运动目标自动识别与跟踪模型结构及参数的最优配置

探讨了用流形群运动目标的形状、纹理特征，以及它们的空间面积的重叠度来构建多种适合流形群运动目标自动识别与跟踪的匹配模板的方法。通过最大欧几里得贴近度的择近原则，实现模板匹配，完成目标识别；通过对匹配模板的交替更新和交叉匹配算法，实现目标跟踪。为了提高识别与跟踪的准确度和效率，对识别与跟踪模型结构及参数进行了优化组合，建立了一种适合计算机自动识别和跟踪类似中尺度对流系统(MCSs)的流形群运动目标的优化模型，即多级串行和多级并行模板匹配的识别与跟踪模型，并提出了基于此模型的快速识别与跟踪算法及技巧。用优化了的多级串行识别与跟踪模型及快速跟踪算法，对1998、1999、2000、2002年6～8月的青藏高原上空MCSs进行了识别与跟踪试验。试验结果表明，其准确率高达90％。     

影响中尺度对流系统移动的知识发现

空间数据挖掘是近年来迅速发展起来的面向应用的新技术。运用1998年夏季日本静止气象卫星(GMS) 探测反演出的红外辐射亮温资料和国家卫星气象中心高分辨率有限区域分析预报系统产品中的数值格点预报资料 (HLAFS) 对青藏高原上的中尺度对流系统 (MCS) 进行了自动追踪。在此基础上,运用空间关联规则研究了移出高原的MCS与其环境场之间的关系,结果表明, 在400 hPa这一层次,等压面高度、相对湿度、涡度、散度、垂直速度这5 个物理量是影响其移出高原的主要因子;而在500 hPa 层次,移出高原的MCS与等压面高度、相对湿度、温度、垂直速度和K指数关系密切。     

OLR资料在华南前汛期特大暴雨过程分析和预报中的应用

运用OLR资料分析1975—1977、1979—1982年期间华南前汛期的17次特大暴雨过程,综合出三类OLR场形式,揭示了特大暴雨形成和出现时的特征,同时还结合对流稳定度指数分析,为这类暴雨的超短期预报提供了诊断方法。      

用改良的面积重叠法自动跟踪中尺度对流系统的试验研究

中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems, MCSs)的活动和演变,是造成致洪暴雨灾害性天气的主要因素之一.多年来,许多学者加大了对中尺度对流系统研究的力度.但是,中尺度对流系统的活动及其移动和传播的研究进展一直受到计算机自动识别和跟踪问题的制约.首先介绍了一种基于面积重叠法的MCSs自动跟踪技术,然后针对它存在的问题进行了改良,并应用改良后的面积重叠法对1998年6月至8月的青藏高原上空MCSs进行了识别与跟踪实验.实验结果表明,改良后的面积重叠法的跟踪准确率可达80%,比改良前提高了10%以上.     

A PRIMARY STUDY OF SUMMER MONSOON INDEX OVER THE SOUTH CHINA SEA AND EAST ASIA BASED ON SATELLITE OBSERVATION

The results by statistical analysis of black body Temperature (TBB) pentad mean from the Japanese GMS in the period of May to August, 1980-2002, show that the summer monsoon index (SMI) is defined to be the pentad mean TBB≤273 K. Its intensity includes three levels: TBB>268 K for weak monsoon, 268 K≥TBB>263 K for normal monsoon and TBB≤263K for strong monsoon over the South China sea and East Asia. In the meantime, a diagnostic method using TBB pentad anomaly is also introduced to help identify monsoon intensity. The SMI is used to run statistical analyses of the initial onset of the monsoon and its pentad variations with the year and month. A fairly close relationship is found between pentad monsoon activity and heavy rainfall periods in the two typical flood years of 1994 and 1998, which resulted from heavy rainfall over the Yangtze River basin and south China.