集成学习和动态融合算法在福建省短时强降水预报中的应用

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^-1为阈值的逐时降水预报模型。通过特征处理、自助聚合及超参数搜索等技术对模型进行优化,结合AUC、AUPR与传统分类指标,设计了包括业务模拟测试在内的多项试验,通过对比各建模方案验证了模型对于较长时效的短时强降水预报的适用性。结果表明:模式预报本身的命中率和空报率均较高,各建模方案具有不同程度的改善作用。自助聚合可以增强模型预测稳定性,轻微不平衡子训练集能降低模型预测空报率而取得更高的综合评分,在验证集中最佳TS评分可达17.5%;对分类信息增益贡献最大的特征变量为K指数,其次为500 hPa露点温度和时间参数特征;试验指标从优到劣依次为:随机交叉验证、小时划分的随机交叉验证、业务模拟测试,可见模型有效性主要来自相同或相邻时刻的样本信息;设计基于逻辑回归的异质模型动态融合方案以改善静态同质模型表现,各项指标均有小幅提升,在命中率接近50%时削减空...     

塔里木盆地东北缘一次强对流天气过程中的阵风锋特征研究

利用地面自动站逐小时观测、多普勒天气雷达及WRF模式高分辨率数值模拟,分析2016年7月塔里木盆地东北缘一次强对流天气过程中的阵风锋特征。结果表明,阵风锋前沿较强的辐合抬升运动不断触发多个对流单体,其中大部分单体与其后方的对流系统合并且进一步发展,使得强对流天气不断发展和维持。在对流系统快速发展阶段,阵风锋前沿水平风的垂直切变造成湿位涡的斜压分量显著增强,从而增强局地的条件对称不稳定,为对流系统的发展和维持提供了重要的不稳定能量。不稳定能量释放需要的锋生强迫作用主要是由阵风锋前方的辐合辐散项和倾斜项决定,而阵风锋前沿附近的水平形变项及其上方的非绝热加热项提供相对较弱的贡献。     

强磁性三度体内部磁化强度的分布

本文讨论稳定磁化场中强磁性三度体内部磁化强度的数值解法。展示了由于退磁作用而造成的不均匀性,并以长方体内一些典型截面为例,较详细地讨论了磁化强度的特征,作了分布图;推导了较均匀磁化体磁化强度分布的近似公式,并计算了一组长方体的视退磁系数。     

GIS中多维点数据的误差区间分析法研究

GIS中线面位置的不确定性,归根结底是点的不确定性。对于点位的不确定性可视化,已有很多研究[5-6,8],本文正是在此基础上展开的。在误差理论中,误差椭圆有举足轻重的地位,对点位质量用生动的图形灵活地表现出来。本文则用误差椭圆(椭球)方程求其最小外接矩形(长方体),并给出计算该误差区间置信度的方法,说明在多维联合正态分布的点位误差区间置信度计算上,当且仅当相关系数为零时,也可使用x2分布查表求得。在描述点位精度时,误差区间描述极为简单,也便于参与其他计算,具有良好的实用性和应用价值,这对描述点位精度有一定的积极作用。     

马尼希基海底高原重力均衡及其构造意义研究

采用三维导纳分析技术,联合海底地形和重力异常数据,对马尼希基海底高原重力均衡状况进行了分析研究,并结合地震学等研究成果,分析其构造意义。马尼希基海底高原海底地形与重力异常相干性在长波部分(大于100 km)相对较小,说明高原地壳底部存在低密度异常,并且,根据Airy均衡分析,这种低密度异常并非完全由洋壳对海底地形的均衡调整引起,推测高原地壳底部存在由岩装“板垫作用”(crustal under-plating)形成的低密度异常体,即“底部载荷”。马尼希基海底高原短波海底地形符合Airy均衡,据此分析获得高原地区洋壳厚度为22. 7 km,与地震研究结果一致。岩石圈挠曲均衡分析表明,马尼希基海底高原岩石圈有效弹性厚度为2.5-5.5 km,较优拟合值为3.5km,可能意味着高原形成时岩石圈年龄较小。根据顾及底部载荷的挠曲均衡模型进行分析,定量计算了底部载荷规模,约为地形载荷的30%,其体积约为9.3 X 105km3,平均深度为18 km,是整个高原洋壳的重要组成部分,表明洋壳底部板垫作用在马尼希基海底高原形成和演化过程中产生过重要影响。     

柳州夏季一次雨夹冰雹的天气过程分析

利用常规地面观测、柳州地面自动站、FY-2C卫星、柳州和河池的多普勒天气雷达观测资料,对2014年7月22日夏季柳州发生的一次短暂的雨夹冰雹天气过程的环境条件和雷达产品特征进行分析,主要结果如下:受副高和台风外围气流影响,柳州全市出现了37℃以上大范围的高温天气,天气尺度和中尺度的上升运动较弱,局地性质的加热作用导致大气的不稳定度加强而诱发对流云系进一步发展造成的;雷达显示的冰雹云的最大基本反射率因子为65d BZ,强回波区面积小;风速的切变和辐合上升运动小,0℃层高度较高,不利于对流系统的发展和维持。     

深海会聚区波导不变量特征研究及应用

为了解决深海会聚区目标及其运动态势难以判断的问题,在研究会聚区形成条件和其声场传播规律以及波导不变量理论的基础上,对典型深海环境不同位置的声强距离-频率分布图中的干涉条纹特征进行理论分析和仿真验证。结果表明,深海会聚区存在与其他区域不同的干涉条纹特征,其对应的波导不变量?值为负。本文提出了利用会聚区特有的干涉条纹特征,对会聚区目标及其运动态势进行初步判断的方法,仿真结果和试验数据表明,判断方法具有可行性和有效性。