2018年夏季海洋天气评述

2018年夏季（6—8月）大气环流特征为：北半球极涡呈单极型分布,主体位于北冰洋上空,中高纬西风带呈4波型分布。受大尺度环流影响,6—7月,我国南方海域多热带气旋活动,北方海域多海雾;7—8月副热带高压位置较常年偏北,影响华东的台风明显偏多。2018年夏季,共有18个台风命名,比常年平均偏多7个。我国近海夏季的大风、大浪与台风活动关系密切。有20次8级以上大风过程：其中热带气旋过程大风有13次,两次伴随冷空气活动;温带气旋、准静止锋引发大风5次;另外,有2次过程主要由季风引起。有7次比较明显的海雾过程出现,其中6月出现4次,7月3次。发生13次2 m以上的大浪过程,其中,6月3次,7月和8月各5次。其他各大洋共有18个命名热带气旋生成,分别为：大西洋4个、东太平洋14个。     

北京地区一次持续性雾霾天气分析

2015年11月27日至12月1日,北京地区出现了一次十分严重的雾、霾天气过程。综合分析此次雾、霾天气过程的天气形势、加密自动站、探空、风廓线雷达以及连续观测的PM2.5资料,结果表明:本次雾、霾过程,能见度的恶化与天气形势、PM2.5持续性波动增长、相对湿度增加、逆温出现频率高、近地层风速小及近地面偏南风输送有密切关系:(1)此次雾、霾过程期间,华北地区较长时间被地面高压后部的弱气压场和低压辐合区控制,地面风速和近地层风速较小,北京大部分地区处于弱的偏南风或偏东风控制中,很不利于污染物的水平扩散;(2)地面增湿趋势明显,低层偏南和偏东气流将水汽和上游污染物向北京地区输送,加之29日气温明显回升,导致地面积雪融化,近地面相对湿度增加,有时接近饱和;(3)边界层逆温一直存在,很不利于污染物的垂直扩散。     

江苏一次大范围的爆发性强浓雾过程研究

利用江苏省70个自动观测站和365个交通气象观测站资料,对2016年2月11日夜间至12日上午出现在江苏的一次大范围强浓雾天气过程进行分析。结果表明:这次强浓雾过程具有爆发性形成和加强的特征,大部分站点从1000m以上快速下降形成强浓雾,且部分站点存在多次爆发增强现象;夜间天空打开,长波辐射降温作用加强,是大范围强浓雾形成和爆发性发展的一个重要原因;同时,雾前降雨为本次强浓雾的形成创造了基础条件,也是日出后部分站点由于水汽蒸发增强而导致雾爆发性增强的直接原因;另外,雾前和雾期间近地层强逆温的存在为雾的爆发性发展提供了稳定的大气层结条件,而逆温顶附近低空急流的形成,也一定程度上促进了逆温的维持和加强,利于雾的爆发性发展。     

三维场景全自动建模及精度分析

针对摄影测量三维建模向全自动化发展的背景,该文基于SURE摄影测量软件,实现了自动化建立三维场景。阐述了主要的处理环节,包括密集匹配、平差交会、三角构网及贴图等,可生产的产品包括密集点云、真正射影像、数字表面模型、不规则三角网及三维贴图场景;通过分析匹配效率及点云和数字表面模型的精度,显示出其产品均可达到测量级精度。使用高重叠度或倾斜影像,SURE还可以生产出精美的三维城市模型;充分挖掘每一个像素的高精度三维坐标,是其在同类软件中的一大特色。     

一种结合纹理择优算法的影像三维重建方法

针对多视影像重叠度高、影像来源丰富等特点,提出了一种基于多视角影像的纹理择优映射算法,该方法对模型三角形进行逐个相机场景可见性分析,对模型在场景中不可见三角形和部分可见三角形进行选择性剔除,只对完全可见三角形及符合阈值计算的部分可见三角形提供候选纹理三角形,能有效解决模型不可见三角形和部分可见三角形被误贴纹理的问题,再通过对候选纹理三角形的视角分析,为几何模型表面三角形选择一个理论最优纹理,计算映射关系自动映射到模型表面。同时,本文将该纹理择优映射算法应用到基于近景影像的三维重建中,使用从运动中恢复结构SFM的方法进行相机标定及影像相对定向,通过CMVS/PMVS密集匹配方法从影像中获取点云模型,采用Possion算法重构模型三角网,最终利用提出的纹理择优算法确定最佳纹理并实现自动映射。通过与Smart3d、PhotoScan、lensphoto软件的对比证明了本文三维重建及纹理择优算法在近景影像三维重建中的有效性。     

渤海湾北部沿岸大雾天气特征

对近30年渤海湾北部葫芦岛站出现大雾天气时的气压场进行模糊聚类分析,采用4个客观指标确定了最优分类数,并对各聚类的气压场分布、各聚类大雾频数逐月变化、大雾发生期间风向风速和能见度日变化进行了研究。结果表明,葫芦岛站点出现大雾时气压场可分为4类:冷锋前部型、高压前部型、高压后部型、鞍型场型,冷锋前部型主要发生在春季和夏季,高压前部型和鞍型场型主要发生在冬季和春季,高压后部型全年均可发生,4类中只有鞍型场类年频数趋势系数通过了95%信度检验。在低压冷锋锋面前部型和高压后部型中风速以西南风为主,而高压前部型中受海陆风效应影响,北风风向百分比多于西南风向,鞍型场中西南风百分比多于北风风向。     

浙江省静止卫星白天大雾识别方法研究与检验

根据大雾在可见光、长波红外波段的反射及辐射特征差异,基于高时空分辨率的FY2E静止卫星开展白天大雾识别方法研究。统计分析白天大雾的卫星特征并提取多通道动态阈值,并与自动站观测数据相结合,利用阈值叠加可以实现大雾的自动识别。研究发现,白天大雾的反射率一般介于20%~50%,红外亮温一般集中在270~285 K的范围,通过双通道阈值的结合,基本可以滤除海洋、地表和厚云,达到粗判识大雾的目的。另外,由于地表温度和长波红外亮温的正相关,分季节设定阈值可以适当提高识别准确率,并且同一时刻的大雾反射率和亮温存在像元的均一性特征,因此,实时动态提取双通道阈值,缩小阈值区间,有利于降低虚报率;大雾的细判识需要结合相对湿度的观测数据,滤除低湿区,可以使TS评分增加20%以上。通过对16天大雾样本的检验表明,探测率达到92%,漏报率为8%,但虚报率较高,达到32%,TS评分达到62。可见,卫星双通道和自动站数据的结合应用,在大雾的自动识别中可以达到较高的准确率,但是低云覆盖下的大雾识别存在高虚报的情况,精细分离低云、轻雾和大雾仍然存在困难。     

深度图像分割的城市区域倾斜影像密集匹配点云滤波算法

倾斜摄影测量作为一个新兴领域发展势头迅猛,在众多领域得到了广泛应用。但倾斜影像密集匹配点云处理技术研究却相对较少。倾斜影像密集匹配点云分布不均匀、表面粗糙,因而传统的激光扫描点云处理算法在用于倾斜影像密集匹配点云处理时的适用性较低。本文从倾斜影像密集匹配点云特点出发,提出了一种利用点云高程信息生成深度图像提取建筑物非连通区域,在全局范围选取种子点实现多种子点区域生长的点云快速滤波算法。实验结果表明,该算法滤波效果好、速度快,可以改善密集匹配点云部分地物底部边缘不清晰引起错分和区域生长无法分割建筑物非连通区域的问题。     

环渤海地区雾天气分型及预报方法

利用环渤海地区常规气象观测资料和NCEP位势高度、风速再分析资料,采用天气学方法分析了环渤海地区雾天气过程。结果表明:环渤海区域性雾天气出现时500 hPa高空天气形势有3种:纬向气流型、低槽型、高压脊型;地面形势有4种:锋面气旋型、高压前部型、均压场型、弱高压型。针对天气形势的槽脊和高、低压中心等特点设计客观自动识别系统,进而基于T639模式输出产品计算了多个水汽条件、层结稳定条件和风速条件因子,经过诊断分析及相关分析后选取1000 hPa温度露点差、1000 hPa风速、925与850 hPa温度差和M指数4个参数作为物理量诊断因子,建立天气形势自动识别与T639模式输出物理量诊断相结合的预报系统,给出环渤海地区雾天气出现时间和空间范围未来1~3 d的预报,试验结果表明取得了较好效果。     

APEC前后北京几次静稳天气边界层特征对比分析

对北京地区2014年11月3-11日APEC会议期间的大气扩散条件与2014年10月的4次雾-霾过程进行对比分析,表明APEC会议期间静稳天气指数略低于10月4次过程,具备一定的污染物积累潜势。数值模拟结果表明,对北京及周边地区污染排放的控制是APEC期间北京保持低水平气溶胶浓度的重要原因。周边地区污染物传输以及特殊地形条件下山谷风环流的日变化对北京地区污染物浓度的区域分布及演变有重要影响,夜间地形北风对近地面污染物有明显清除作用。相较于重污染天气,APEC期间气溶胶浓度低,温度效应小,山谷风环流明显,同时白天混合层高度上升幅度大,有利于污染物扩散。减排使气溶胶浓度减小,而低浓度气溶胶又使污染扩散条件进一步好转的相互反馈作用,是"APEC蓝"出现的主要原因。