BP网络模型在沙尘暴预测中的应用研究

依据锡林郭勒地区30 a气象资料,应用人工神经网络(ANN)中不同BP网络结构和算法,探索建立沙尘暴预测模型的方法。研究认为,在建立锡林郭勒地区沙尘暴预测模型时,选择年大风日数、年平均地温、年蒸发量、相对湿度4个气象因子作为模型的输入因子是合理的;经过输入因子确定,层数、节点选择,每层激活函数和输出因子的确定,锡林郭勒地区沙尘暴预测模型可采用三层网络结构（4-6-1）。比较和试算显示,快速BP算法较普通BP算法的训练速度快,收敛精度高64.47%;快速BP神经网络的沙尘暴预测模型的预测精度可达到98%,较传统的多元线性回归数学模型高。因此,应用快速BP神经网络建立沙尘暴预测模型简捷、方便,具有精度高、智能化等特点,可在区域沙尘暴预测预报领域推广。     

贺兰山地区沙尘暴发生次数的变化趋势

通过统计分析贺兰山东、西两侧各6个气象站的沙尘暴观测资料,结果表明,4月和5月分别是贺兰山东、西两侧沙尘暴的高发期,盐池和拐子湖是东、西两侧的高发中心。沙尘暴发生日数的总趋势是减小的,但仍有3个站沙尘暴发生日数有增加的趋势。     

沙尘暴观测及分级标准研究现状

沙尘暴天气发生时,气流向空中输送大量沙尘,使能见度较低、空气质量恶化,给人们日常生活、身体健康带来严重影响。强沙尘暴往往造成天昏地暗,引起人们恐慌心理,因此,这一天气现象普遍受到社会各界广泛关注。无论是分析研究、预警预报,还是媒体报道,沙尘暴的定义、观测、分级、命名必须规范统一才有可比性、可信性。笔者根据近年来国际上召开的沙尘暴会议文集以及国内出版的有关书籍文献,对沙尘暴观测及分级标准研究的现状作一点综述,并提出一些看法。     

基于EOS-Terra/MODIS的沙尘暴遥感监测方法对比研究

通过分析沙尘暴的波谱响应特征及EOS-Terra/MODIS传感器通道的特点,阐述了利用EOS-Terra/MODIS进行沙尘暴监测的机理,提出了利用MODIS进行沙尘暴监测的热红外双通道差值法、三通道彩色合成直方图均衡增强法及基于双通道域值的叠加分析法,并进行了示范比较研究。研究指出基于MODIS采用双通道法进行沙尘暴遥感监测有其局限性,不能快速、有效地提取沙尘暴信息。三通道彩色合成直方图均衡增强法直观判读效果较好,但缺少定量化分析。基于双通道域值的叠加分析法是一种集定量、定性分析于一体的监测方法,有利于对沙尘暴信息的准确提取,为利用MODIS数据进行沙尘暴监测提供了有效手段。     

从沙尘暴看西部大开发中生态环境保护的重要性

沙尘暴是我国北方经常发生的灾害性天气 ,且近年来发生频率增加 ,尤其是今年春季沙尘暴次数多、强度大 ,对国民经济造成重大损失。沙尘暴的发生需要大风、裸露的沙土质地表及不稳定的气流三者结合 ,但由于人类不合理的经济活动造成荒漠化的发展也是沙尘暴加剧的重要原因 ,因此 ,我们在西部大开发中一定要重视生态环境的保护和建设 ,保持这一地区的可持续发展。     

中国北方沙尘暴与气象要素关系的初步研究

为研究沙尘暴形成机理以及各气象要素对沙尘暴的作用,利用1954～2000年我国北方地区7个台站的月降水量、大风日数、月平均气温和沙尘暴日数资料,以相关性分析为基础,采用了建立大风修正指数,线性拟合,滑动相关的方法,深入探讨其相关关系。结果表明沙尘暴与同期降水呈负相关,而与前一年降水的相关不明显,但有极值对应;与大风和大风修正指数呈明显正相关,并从结果比较可知大风修正指数可以很好地反映沙尘暴的发生规律;沙尘暴日数与前冬气温呈负相关,但是减去趋势后负相关消失,这反映了两者的相关关系主要是趋势相关;计算20年滑动相关,由6个台站一致的变化趋势得出结论：相关值的大小与下垫面的荒漠化程度有很大关系。     

2002年3月19日沙尘暴爆发条件分析

使用沙尘暴预报模式的输出资料,对2002年3月19～21日的一次特强沙尘暴过程作动力诊断分析。结果表明,该次沙尘暴由蒙古气旋后部冷锋锋生产生的偏西北大风引发。近地面风速的垂直切变和地面热通量的加大,都可使边界层湍流加强扬起地面沙尘。地面锋区附近风场的强水平切变,锋面垂直环流及锋后斜压转换的作用,将地面卷起的沙尘带到高空,引发强沙尘暴。     

塔克拉玛干沙漠腹地晴天与沙尘暴天气大气边界层对比分析

根据2017、2019年7月塔克拉玛干沙漠腹地GPS探空和地面观测数据,利用位温廓线法等方法,对比分析了沙漠腹地夏季晴天和沙尘暴天气大气边界层结构变化特征。结果表明：晴天和沙尘暴天气大气边界层结构特征显著不同。晴天大气边界层各气象要素垂直分布较为均一,白天对流边界层深厚,高度接近5 km,夜间稳定边界层一般在500 m左右。沙尘暴天气边界层内位温和比湿垂直变化较小,风速较大,可达24.0 m/s,其白天对流边界层在1.5 km左右,夜间稳定边界层在1 km左右。晴天辐射强烈,地表升温迅速,湍流旺盛,是形成晴天深厚对流边界层的主要因素。大尺度天气系统冷平流的动力条件,以及云和沙尘减弱了到达地表的辐射强度是形成沙尘暴天气独特的大气边界层结构的主要因素。     

我国北方的冬季沙尘暴

本文利用我国北方100站气象记录,分析冬季沙尘暴日数的空间分布和时间演变,讨论了典型冷、暖气候时段中冬季沙尘暴日数的差异,并将1999年1月24～27日的大范围沙尘暴事件,作为我国冬季沙尘暴的典型个例,采用地面、高空天气图和卫星云阁资料作了分析。     

近45年中国扬沙和沙尘暴天气

本文利用1954～1998年中国681个站的气象实测资料,分析了近45年我国扬沙和沙尘暴天气的时空分布特征.结果表明,我国西北、华北、东北和青藏高原地区是扬沙和沙尘暴的主要影响区,其中西北地区是多发区,并有两个明显的高频中心;扬沙和沙尘暴的季节变化大致可划分为3种类型;45年间除青海、内蒙古和新疆的小部分地区扬沙和沙尘暴日数呈增长趋势外,我国北方大部分地区扬沙和沙尘暴日数在减少.进一步分析表明,扬沙、沙尘暴日数与大风日数的年际振荡及多年变化趋势有一致性;70年代以后由大风日数减少所引起的扬沙、沙尘暴减少可能是气候准周期性变化的反映.