黔南州冰雹天气物理量特征分析

为提高黔南冰雹预报预警能力,利用黔南州1999-2021年12个县市气象站冰雹资料及贵阳探空资料,对115次冰雹天气过程中表征不稳定、水汽、热力、动力条件的19个物理量参数特征进行统计分析,并提取黔南地区发生冰雹的物理量阈值。结果表明：冰雹发生前,贵阳探空站的物理量在合适的范围时,黔南州出现冰雹的可能性较大;不同季节冰雹发生前的各物理量存在差异,秋冬季节动力条件表现明显,而春夏季节水汽、热力、层结稳定度条件更为显著;逆温层的出现对中低层温度、温度垂直递减率、低层水汽条件均有明显的影响,从而影响部分物理量的强弱,故本文按照有无逆温给出2-5月黔南冰雹天气的物理量阈值。     

贵州冬季一次罕见风雹天气过程分析

本文利用常规气象观测资料、多普勒雷达资料和FNL再分析资料,对2022年1月4日贵州出现的一次风雹天气过程进行分析。结果表明：此次风雹天气由高空槽、低涡切变线、低空急流、地面热低压和地面辐合线的共同作用产生;降雹前有能量锋的建立,降雹期间锋区呈增强趋势;湿层配置表现为500 hPa的空气偏湿,不是明显的上干下湿层结,0 ℃层高度和-20 ℃层高度比春季降雹时的高度偏低70 ~100 hPa;与贵州春、夏两季的雷暴大风对流参数比较,此次过程的CAPE和PWAT小于春、夏两季的阈值,而DCAPE、T75和Td85明显高于春、夏两季阈值;对流风暴的影响过程分为两个阶段,第一阶段的回波带强度更强,组织性更好,形成了弓形回波复合体（BEC）,并伴有后侧入流缺口（RIN）,是雷暴大风出现的主要原因,持续出现的三体散射长钉（TBSS）、高悬的强回波以及宽阔的弱回波区（WER）,使得第一阶段的降雹密度较大,且局地产生大冰雹;第二阶段的回波强度较弱,且组织性较差,因此只产生小冰雹,降雹密度也较小。     

VIL产品在丽江强对流天气中的应用

通过对2006 - 2010年丽江市气象台站观测的冰雹观测记录、短时强降水及民政部门提供的冰雹灾情资料,并结合丽江CINRAD/CC雷达观测资料中的垂直液态含水量VIL进行统计分析.结果表明：当VIL在18 kg/m^2上下时预示着发生冰雹的可能性极大,如果后续VIL值有跃增性增长,并短时（1-5个体扫）达到30 kg/m^2以上,此时可以肯定将发生冰雹天;非汛期期间,VIL值远远小于汛期期间;短时强降水中,当VIL≧1 kg/m2持续维持4个体扫以上时,则有可能出现持续性降水或强降水,历史概括率为40/49=81.6％;当VIL≧5kg/m2时有可能出现短时性强降水,历史概括率为25/49=51.0％.但由于距离等的原因,出现强降水时VIL值仍可能为零,即VIL值对强降水没有明显指示作用的仍占了18％ （5/18）的比例,因而是业务应用中值得关注的一个问题.     

滇西南两次飑线过程的地闪演变特征分析

利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星资料对发生在滇西南的两次台风低压西行形成飑线过程的地闪变化特征进行了对比分析,结果表明：2次飑线过程均以负地闪占主导地位,“7．17”过程正、负地闪频数峰值均出现在飑线成熟阶段,正地闪峰值超前于负地闪峰值10～15min;正、负地闪集中发生在冷中心区后侧的温度梯度大值区和辐合线附近回波强度t〉40dBz、回波顶高≥12km的强回波区域;“9．22”过程正地闪频数呈单峰型变化,负地闪出现3个峰值,对应着3次飑线发展,密集负地闪出现在前侧TBB温度梯度大值区和强回波区左后侧强度≥40dBz、回波顶高≥12km的强回波区;负地闪减弱阶段正地闪开始活跃正地闪出现在后侧冷云中心。两次飑线过程中-10℃层回波强度的跃增总超前于负地闪的跃增6—30min左右。     

Porting of a wildfire risk and fire spread application into a cloud computing environment

Effective wildfire management is an essential part of forest firefighting strategies to minimize damage to land resources and loss of human lives. Wildfire management tools often require a large number of computing resources at a specific time. Such computing resources are not affordable to local fire agencies because of the extreme upfront costs on hardware and software. The emerging cloud computing technology can be a cost- and result-effective alternative. The purpose of this paper is to present the development and the implementation of a state-of-the-art application running in cloud computing, composed of a wildfire risk and a wildfire spread simulation service. The two above applications are delivered within a web-based interactive platform to the fire management agencies as Software as a Service (SaaS). The wildfire risk service calculates and provides daily to the end-user maps of the hourly forecasted fire risk for the next 112 hours in high spatiotemporal resolution, based on forecasted meteorological data. In addition, actual fire risk is calculated hourly, based on meteorological conditions provided by remote automatic weather stations. Regarding the wildfire behavior simulation service, end users can simulate the fire spread by simply providing the ignition point and the projected duration of the fire, based on the HFire algorithm. The efficiency of the proposed solution is based on the flexibility to scale up or down the number of computing nodes needed for the requested processing. In this context, end users will be charged only for their consumed processing time and only during the actual wildfire confrontation period. The system utilizes both commercial and open source cloud resources. The current prototype is applied in the study area of Lesvos Island, Greece, but its flexibility enables expansion in different geographical areas.     

Optimizing an index with spatiotemporal patterns to support GEOSS Clearinghouse

A variety of Earth observation systems monitor the Earth and provide petabytes of geospatial data to decision-makers and scientists on a daily basis. However, few studies utilize spatiotemporal patterns to optimize the management of the Big Data. This article reports a new indexing mechanism with spatiotemporal patterns integrated to support Big Earth Observation (EO) metadata indexing for global user access. Specifically, the predefined multiple indices mechanism (PMIM) categorizes heterogeneous user queries based on spatiotemporal patterns, and multiple indices are predefined for various user categories. A new indexing structure, the Access Possibility R-tree (APR-tree), is proposed to build an R-tree-based index using spatiotemporal query patterns. The proposed indexing mechanism was compared with the classic R*-tree index in a number of scenarios. The experimental result shows that the proposed indexing mechanism generally outperforms a regular R*-tree and supports better operation of Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) Clearinghouse.     

基于三维激光扫描仪的建筑物建模应用研究

为分析三维激光扫描仪在建筑物建模方面的精度,针对传统实测的建模方式,采用基于三维激光扫描理论技术对某建筑进行扫描,从其数据获取、数据分析处理,到获得该建筑物的表面三维模型的过程入手,对比、分析与传统测量的建模方法所获得模型的精度及可靠性。结果表明,三维激光扫描仪所获得数据的精度完全达到了预期的要求,且可以大大节省数据建模的时间,突显了三维激光扫描技术的优势,也为三维激光扫描技术在其他领域的应用提供了科学参考。     

一次西风槽过程过冷云水分布特征观测研究

过冷云水生消演变规律是云物理学和人工影响天气的重要研究领域。根据Hobbs 1974年提出的假定,利用飞机、卫星、雷达和雨量计等观测资料,对2012年9月21日河北一次西风槽天气过程进行观测研究,分析其过冷云水分布特征及演变规律。结果表明,槽前云系过冷水区宽厚并且过冷水含量较高,云滴浓度和均立方根直径较大并且均匀,冷云区厚而且没有分层,没有暖云配合;近槽云系中冷云区小粒子浓度降低但云滴直径增大,冷云区夹有干层,云系变厚出现暖云配合,冷暖云液态水含量较高,冷暖云区大粒子和降水粒子浓度和尺度增大,中尺度云团移动较快;槽后云系中云滴浓度最大,但云滴均立方根直径明显减小,过冷水区出现的高度下降、厚度很薄、过冷水含量较低,冷、暖云之间有干层,暖云对应的大粒子浓度和降水粒子浓度非常大,地面降水主要由暖云过程产生;云水(过冷水)含量峰值常出现在云内逆温层的上方;利用云粒子测量系统(PMS)资料分析过冷云水生消演变特征与卫星和雷达资料具有较高的一致性。     

面向海量遥感影像的数据模型与管理模型设计

分析了传统集中式存储管理的遥感影像管理体系的不足,提出了针对当前成几何级数倍增影像大数据管理的解决方案,包括数据集模型和云架构模型;并基于VMWare和ArcGIS平台实现了实验模型;通过实验数据分析,证明了新的数据模型和平台架构的科学性和高效性。     

基于语义的GP服务多层次发现算法

随着云技术的飞速发展,"一切资源皆服务"成为可能,"数字地球"的实现也不例外。观测技术的快速发展使数据资源变得很丰富,但数据利用率低是普遍存在的现象,如何完成空间数据信息的再加工是亟待解决的问题,在云时代,具有数据处理功能的服务是解决此问题的方法之一,如何描述、发现和集成数据处理服务,从云端服务池中发现最优的服务是其关键所在。为了提高服务的查全率和查准率,引入了本体的概念,服务的语义描述很大程度上提高了空间数据处理服务的应用范围,缓解了非专业用户和专业人员之间的沟通障碍。本文分析了相关领域服务匹配算法的优缺点,结合GP服务自身的特点,提出了本体的GP服务的多层次发现算法:通过包含关系和线索关系完成服务间隐含关系的挖掘,主要是父子关系和前驱后继关系的表述;扩展传统本体表达模型,增加包含和线索关系,为服务的查找做准备;服务的多层次查找,第一次筛选主要针对服务预处理中包含和线索关系的表达查找,第二次筛选利用神经网络的突触原理,结合传统的服务匹配算法,完成服务的准确查找。经试验证明,此方法大大地提高了服务的查准率和查全率,具有重要的实践意义。