毫米波雷达云回波的自动分类技术研究

毫米波雷达在云探测方面比厘米波天气雷达和激光雷达具有显著优势,可获得更多的云粒子信息,是研究云特性的主要遥感探测设备。为了开展对毫米波雷达探测的云回波进行自动分类的研究,利用161次云回波的个例数据,统计得到了卷云、高层云、高积云、层云、层积云和积云6类云型的特征量和其他参量的数值范围,利用分级的多参数阈值判别方法,达到了自动分类的目标,通过与人工分类的初步验证,两种分类结果的一致性达到84%,其中,层云和积云的识别一致较低的原因在于样本数据有限,仅有6次层云和8次积云的个例样本数据。通过更多样本的处理,提取的特征参量更可靠,自动分类的准确率会得到提高,以便将基于毫米波雷达的云分类技术应用于将来的云观测自动化业务。      

基于降水目标的主雨带识别及预报误差空间检验

利用2014—2018年4—6月福建省及周边地区实测降水量和ECMWF模式降水量预报产品资料,采用目标识别方法,设定降水量阈值α,选取合适的特征尺度D₀和邻近度阈值β,分别识别实况降水场的主雨带和预报降水场的所有雨带,并选取匹配度阈值进行目标配对,确定与实况降水场主雨带最匹配的预报降水场主雨带。改进SAL空间检验方法,将模式主雨带预报误差用主雨带的强度（指降水极值和降水量阈值）、位置（指重心点位置）、形态（指主轴、次轴特征长度和轴向角度）属性的预报误差来表示。结果表明：预报主雨带的降水极值比实况小,但降水量阈值比实况大;预报主雨带的重心点位置与实况相比,4月偏西、偏南,5月、6月偏西、偏北,预报主雨带的重心位置多是滞后于实况,位于实况主雨带的上游;主雨带大都呈窄长带状分布,预报主雨带比实况更窄长,且预报时效越长越窄长。预报主雨带轴向角度比实况略小,总体均呈东偏北走向。以上分析结果可为模式主雨带预报误差的订正提供依据。     

1972—2019年南极威德尔冰间湖以及莫德高地冰间湖的特征分析

基于美国冰雪中心以及AMSR-2海冰密集度产品,分析了1972—2019年在威德尔海域发生的莫德高地冰间湖（1973、1980—2017年）以及威德尔冰间湖（1974—1976年）的时空变化特征,从而为研究冰间湖的形成和长期变化机制提供依据。选用40%海冰密集度阈值识别冰间湖,发现威德尔冰间湖（平均面积为250 000 km²）从结冰期至融冰期一直存在,而莫德高地冰间湖（面积从1980年的1 350 km²至2017年的53 180 km²）则出现日期晚（晚于7月18日）且持续时间短（除2017年长达90 d以上,一般在3~23 d内）。这些时空特征差异反映了与威德尔冰间湖和莫德高地冰间湖相关的海洋对流活动的巨大差异。基于漂流浮标数据评估了2016—2017年莫德高地冰间湖出现前中后区域的温盐变化特征,发现2016年夏季表层水盐度升高,且在2017年变得更暖更咸,但在2018年却变淡。这可能与莫德高地冰间湖在2016年冬出现、2017年冬面积增大以及2018年冬未出现的现象密切相关。此外,2019年在离莫德高地西南方3 000 km的海域首次出现了一个冰间湖,这可能是由于风暴过境导致。海洋和大气在冰间湖的产生、维持以及消散中起着重要作用。     

环境减灾卫星在甘肃省草原火灾监测中的应用研究

通过分析环境减灾卫星（HJ）的光谱特征,参考MODIS火情监测模型,发展了基于HJ卫星的火情遥感监测方法。针对甘肃省2011年2月10日发生在玛曲、2012年12月8日发生在岷县境内的2次草原火灾,研究了HJ卫星相应通道的本地化阈值,采用植被指数的多时相阈值法提取过火范围并计算了过火面积,同时与甘肃草原监理站的过火面积观测资料及同期MODIS的监测结果分别进行比对。结果表明,2次判定火点的阈值为T4〉310K;HJ卫星监测到的玛曲、岷县的火灾面积分别为65．3hm2、19．8hm2,监测精度为98％和90％,较MODiS监测精度提高了10．5％和2g．9％;Hj卫星进行火情遥感监测的空间分辨率更高,监测结果更精细,具有很好的业务化应用价值。     

中国东部降水的随机动力预测初步研究

利用一个具有门限的非线性随机动力气候模式,对中国东部江淮流域的降水进行了预报试验。结果表明：模式能对大范围环流降水作出较为准确的形势预报。还比较了海气耦合模式与外强迫模式的预报效果,表明耦合模式的预报效果略好于外强迫模式。     

近54年阿勒泰地区夏季极端降水事件气候特征

本文采用阿勒泰地区7个国家级气象站近54a(1960～2013年)夏季(6～8月)的日有效降水量（20～20h降水量≥0.1mm）资料,用WMO推荐的百分位法计算了全地区过去54a夏季极端强降水的阈值、进一步分析了当地夏季时空分布特征及变化趋势,结果表明：阿勒泰地区夏季极端强降水阈值呈西部、南部小,北部、东部大,并且空间异常分布特征如下: 夏季以及夏季各月的极端强降水日数和强度均可总结出5种最主要模型;极端强降水量可总结出8种最主要模型;并且通过时间标准化序列分析各种模型都有对应的降水日数、量级、强度明显偏多（强）和偏少（弱）的时段。日数、量级、强度近54a来,除吉木乃略有下降以外,其余各县（市）均为增长趋势,尤其是北部、东部地区.同时上述三指标存在着显著的年代际和年纪尺度的周期变化,上世纪90年代和2010年至今为三个指标最多(强)的年代,而上世纪70年代为最少（最差）的年代.并通过周期分析（小波分析）可知,均有对应的显著变化周期。     

一种基于InSAR相干系数的SAR阴影提取方法

给出了一种新的阴影提取方法,根据阴影区域在InSAR相干系数图上的特性,利用Sigma滤波和最优阈值分割算法实现阴影的自动提取。实验结果表明,本方法是一种高效的阴影提取方法。     

利用ETM+影像自动提取河流冲积扇的方法

本文在分析冲积扇与其他地物光谱特征差异的基础上,针对Landsat ETM+影像中红光波段与近红外波段的比值能够增大冲积扇与其他地物间差异的特征及地形阴影在蓝绿光波段亮度值降低速率差异较大的特征,基于比值运算、差值运算,构建了冲积扇指数;并利用该模型阈值自动选取算法将冲积扇信息从其他地物及阴影中分离出来,然后根据数学形态学膨胀滤波算法进行空洞填充。经过实验表明,该方法能够高效自动地提取华南山区的冲积扇信息。     

基于晴空阈值法的全天空红外图像云量计算

为提高新疆戈壁地区云的自动化观测水平,基于全天空红外成像仪(WSIRCMS)获取的红外辐射图像,利用辐射传输模式SBDART分析了仪器测量波段对有云无云状况的敏感性并构建了拟合方程,同时利用典型季节的晴空辐射样本拟合了晴空曲线并统计形成了晴空阈值,最后利用统计晴空阈值对全天空红外辐射图像进行云像素识别和总云量计算。将不同季节总云量计算结果同人工观测结果对比验证表明：观测时段算法计算总云量和人工观测总云量差值在±2成以下的概率均在80%以上,说明该方法具有较高的准确度和较强的实用性,在观测业务中具有较好的应用前景。     

气温对太湖蓝藻复苏和休眠进程的影响

利用2005 2014年每日的卫星数据、气象站和浮标站观测资料研究复苏期和休眠期的平均气温、稳定通过界限温度初终日、周有效积温与太湖蓝藻休眠和复苏时间的关系,探讨气温是否是影响蓝藻休眠和复苏时间进程的关键因子.分析结果显示:太湖蓝藻复苏早晚与春季(3 5月)气温密切相关,春季气温越高,蓝藻复苏时间越早;太湖蓝藻休眠时间与秋、冬季(11次年1月)气温密切相关,秋、冬季气温越高,蓝藻休眠时间越晚.此外根据分析结果发现,太湖首次出现蓝藻水华的时间一般是气温稳定通过9℃初日之后的1个月左右,但上一周期的休眠与下一周期的复苏之间气温异常偏高会导致蓝藻水华首次出现时间早于稳定通过9℃初日;最后一次蓝藻水华出现时间与气温稳定通过4℃的终日相近;在复苏期,湖水中的叶绿素a浓度随周有效积温变化而变化,二者相关系数为0.9.