基于MPI的高效半全局约束密集匹配方法

灾害现场的地形地物高效三维重建是快速获取灾情信息的关键技术之一,也是正射影像纠正的先决条件。无人机等低空轻型遥感系统能快速获取高分辨率和高重叠度影像,因此在灾害应急响应中被广泛关注。利用大范围低空影像进行灾害现场快速三维重建依赖于高效的密集匹配方法。文中提出一种基于MPI(Message Passing Interface)的高效半全局约束密集匹配方法,既克服传统的影像匹配方法难以充分利用影像重叠度高的困难,也能在短时间内快速处理大量影像获取灾害现场的三维信息,适应面向灾害应急响应的效率要求。     

低空遥感平台中POS姿态角与外方位角元素间的转换方法

低空遥感平台中所用的INS角度系统与摄影测量外方位元素中的角度系统不同,需要经过转换和纠正。本文分析了两种角度系统的概念和关系,并推导出了二者间转化的数学公式。经过设计分组实验验证,证明方法可行有效,且用于影像预处理的改善效果明显。     

近50年黄河流域夏季降水的时空变化及其与东亚副热带西风急流的关系

基于1959-2008年黄河流域92个测站降水量和NCEP/NCAR再分析资料,研究黄河流域夏季降水的时空变化和周期特征,及其与东亚副热带西风急流的关系。结果表明,黄河流域夏季降水呈现由东南向西北逐渐减少的分布特点,其夏季降水的异常空间型主要有3种:全流域一致型,东南多(少)西北少(多)型,西南多(少)东北少(多)型。当夏季东亚副热带西风急流中心异常偏北(南)时,同期黄河流域中上游地区降水偏多(少),下游降水偏少(多);东亚副热带西风急流中心异常偏东(西)时,黄河流域上游降水偏多(少),中下游地区降水偏少(多)。     

2013年巴彦淖尔市一次致灾冰雹天气的诊断分析

文章利用常规气象观测资料及新一代多普勒天气雷达资料,从大尺度环流背景、高低空急流的配置、局地气象条件和雷达回波的演变特征,对2013年7月21日发生在巴彦淖尔市的一次大范围冰雹天气过程进行了分析。结果表明:在亚欧大陆中高纬三槽两脊型环流背景下,高低空急流的配置为降雹提供了动力和热力条件,天气系统造成的系统性上升运动是冰雹发生的触发机制。不稳定能量、风的垂直切变、湿球温度0℃和-20℃层高度等环境场条件有利于雹暴的形成,深对流指数在冰雹发生前有明显增大的特征,风暴强度指数表明在热力学和动力学条件的共同作用下产生了此次冰雹天气。在强雷暴的发生过程中,雷达产品中最大反射率因子所在高度与单体质心高度、冰雹指数、VILmax值的"爆发式增长"和"爆发式降低"现象,对预警冰雹有很好的指示意义,高悬的强回波、多角形回波、速度图上的"大风区"和高的VILmax值等特征可作为冰雹预警的可靠信号。     

2012年博州夏季两次降水天气过程对比分析

利用常规气象资料、NCEP1°×1°再分析资等对2012年7月13日和2012年8月2日新疆博州地区出现的两次大降水天气过程(简称"7·13"过程、"8·2"过程,下同)从天气实况、高空环流背景、影响系统以及物理量场等方面进行了对比分析,结果表明:(1)"7·13"过程南亚高压呈双体型,"8·2"过程南亚高压由东部型调整为西部型;(2)两次过程阻塞高压位置相差15个经度左右,"7·13"过程的影响系统为西伯利亚大槽演变成的切变低涡,"8·2"过程的影响系统为乌拉尔大槽东移南下形成的低涡;(3)"7·13"过程低空急流弱,地面受横向高压带底部控制,不利于大范围降水发生,"8·2"过程的强低空急流和地面暖低压被冷高压替代的过程有利于大范围强降水的发生;(4)相比"7·13"过程,"8·2"过程上游地区散度的空间垂直结构有利于博州地区上升运动维持和发展;(5)两次过程的主要水汽源地均为中高纬地区,但"8·2"过程水汽输送带强度强且维持时间长,有利于产生大范围强降水。     

陕西中西部一次区域性暴雨天气诊断分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料、FY-2E卫星资料等,对2013年7月21—22日发生在陕西中西部地区一次区域性暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明:副热带高压、长波槽的稳定维持为此次区域性暴雨的形成提供了大尺度环流背景;低涡切变、低空急流是暴雨产生的主要影响系统;低层辐合、对流层顶强烈辐散是形成暴雨的主要动力因子;FY-2E卫星TBB逐时演变与强降水有很好的对应关系,造成强降水的对流云团具有明显的中尺度特征。     

河北省南部回流暴雪天气结构特征

利用常规气象观测资料、降雪加密观测资料和NCEP的1°×1°再分析资料,对2009年11月10—12日和2011年11月29—30日河北省南部两次回流暴雪天气过程进行对比分析。结果表明：河北省南部两次回流暴雪的时空分布具有中尺度特征。两次回流暴雪的典型天气形势为500 hPa高空河套地区有低压槽东移,700 hPa有切变线影响,地面蒙古冷高压东移至东北地区南下,河套倒槽发展,华北地面为东高西低形势。回流暴雪过程中高低空急流有非常重要的作用,冷空气自850 hPa以下随强劲的东北风回流至河北省南部形成冷垫,700 hPa暖湿气流随西南急流输送至河北省南部叠加在冷垫上辐合抬升,高空200 hPa急流右后侧的辐散抽吸作用使上升运动加强。华北平原高空存在一支垂直环流,边界层东北风到达太行山东麓,在迎风坡抬升至对流层中高层转为西南风,到达东北地区转为下沉气流,再与低层东北风构成一个完整的垂直环流。θse密集区由地面向上向北伸展至700 hPa,锋面结构特征明显,锋面的前沿从北向南推进,地面锋面附近850 hPa以下等θse线与地面垂直,具有对流中性层结。回流强降雪发生在地面锋后冷气团中。     

柳州后汛期一次大暴雨过程诊断分析

运用中尺度自动站资料、Micaps资料,对2014年9月18-19日柳州市出现的大暴雨天气过程进行了诊断分析,结果表明:(1)此次强降雨过程是由高空槽、低空低涡切变和地面弱冷空气共同影响造成,强降雨时间、落区与850hPa低涡切变有较好地对应关系,主要出现在低涡切变附近及其南侧.(2)此次强降雨过程出现在脉动风场中,即低空急流以脉动的形式出现:白天切变线南侧风速减小,无急流表现;夜间切变线南侧风速增大,表现出急流,ECMWF和T639产品08时的起报场较好地预报出了这种急流脉动.     

索马里急流和南亚高压对印度夏季风爆发的协同作用

【目的】探讨索马里急流和南亚高压对印度夏季风(Indian Summer Monsoon,ISM)爆发产生的协同作用。【方法】基于ECMWF欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)提供的逐日数据,结合印度气象局对ISM爆发日期(即印度次大陆最南端的喀拉拉邦降水骤升的日期)的统计数据采用功率谱分析、偏相关分析和滑动相关等统计学方法,分析索马里急流和南亚高压对ISM爆发的协同作用。【结果】ISM爆发前1候至当候,印度地区对流层高层南亚高压的范围和强度不断扩大,同时对流层低层索马里急流的强度和范围不断增强,使阿拉伯海地区的西南气流不断增强,将阿拉伯海地区大量水汽输送至印度大陆,在这样有利的条件下,印度南部降水量剧增,ISM爆发;当5月下旬的南亚高压、索马里急流以及阿拉伯海地区水汽通量和气旋性环流均显著偏强时,ISM会提前爆发,降水也会异常偏多。【结论】ISM爆发日期受到索马里急流和南亚高压两者协同作用的影响,而并非单独受到某个系统的影响。