环渤海地区云量的精细化预报方法

利用2010-2016年的云观测资料和T639数值预报产品,分析了云量与影响云生成的主要气象因子间的相关性,通过逐步回归方法建立了环渤海地区云量的时间精细化定量预报模型.结果表明,与总云量和低云量相关性显著的气象因子主要是水汽、大气不稳定度和上升运动.其中水汽类因子包括整层相对湿度、整层湿度和大气可降水量;大气不稳定度类因子为K指数和位势不稳定指标;上升运动为850～400 hPa 5层平均垂直速度.通过逐步回归方法建立了环渤海地区总云量和低云量的时间精细化预报模型,总云量和低云量预报方程的复相关系数大部分在0.5以上.回代预报检验结果表明,总云量和低云量绝对误差分别为22%和18%;试预报检验结果表明,总云量预报的绝对误差为23%;个例分析结果表明,新民站和沂源站的预报效果比较理想,大部分时段总云量的预报值及变化趋势与实际观测结果接近,模型预报性能较好,具有一定的实际应用价值.     

环渤海地区云量的动力过程相似预报方法

利用环渤海35个台站1954-2002年近50年逐日平均总云量和低云量的观测资料,统计关注区域内少云、中等云量、多云的发生情况;再用同期NCEP再分析资料,计算出预报关注区域内与不同云量形成相关性较好的各种不同要素的平均场,依据动力过程相似原理,利用T213数值预报产品相邻24h预报场,以域块距离为依据,建立云量预报模型,制作日平均总云量和低云量4～9天的预报.经过2003-2007年的预报结果与实况资料的对比检验表明:依据动力过程相似方法建立的云量预报模型对日平均总云量和日平均低云量的预报准确率较高;日平均低云量预报准确率要高于日平均总云量;冬半年预报准确率高于夏半年;天空出现少云的预报准确率高于中等云量和多云的情况.     

基于模式输出统计预报方法的云量精细化预报

通过对T639数值预报产品的释用,结合地面气象观测站资料,以环渤海地区兴城站为例,建立了云量的精细化预报模型.从云形成的基本条件出发,选取4类天气学意义明确的预报因子:水汽类、大气不稳定度类、大气上升运动类和天气系统强度类,以总云量、低云量为预报对象,通过逐步回归法建立兴城站逐月、逐时次的云量预报方程.结果表明,云量主要受水汽、大气上升运动和大气不稳定度影响.回代检验结果表明,总云量平均绝对误差为20%,低云量平均绝对误差为16%,低云量的预报方程预报效果更好;总云量夏半年预报准确率更高,低云量冬半年预报准确率更高,可为云量精细化预报提供参考.     

中国西北地区东部雷暴概率预报方法对比

利用2008-2013年中国西北地区尔部60个观测站天气实况资料以及NCEP/NCAR的1°×1°阿分析资料讲算出的对流参数,在天气分型消空非雷暴日样本的基础上,通过线性逐步回归、Logistic回归、BP神经网络3种方法,建立了60个站4-10月24 h雷暴概率预报模型,并对2013年4-10月各站雷暴进行试预报.结果表明,线性逐步回归模型、Logistic回归模型、BP神经网络模型60个站平均回代颅报临界成功指数(CSI)分别为24.2%、27.5%、20.9%,平均试预报CSI分别为23.3%、24.7%、12.9%;Logistic回归模型对该区域雷暴总体预报效果最好,共计32个站该方法顶报效果最优,超过站点总数的50%.雷暴气候概率最高的高海拔站点平均预报CSI最高,气候概率最低的关中平原站点平均预报CSI最低,各模型平均预报CSI均明显大于气候概率,集合每个站最优预报模型的试预报结果,得出最优平均试预报CSI为26.6%.该预报结果可为中国西北地区东部雷暴预报研究提供参号.     

北京市紫外辐射对人体健康的影响及其统计预报模型

利用2005-2011年中国科学院大气物理研究所铁塔分部的辐射观测资料和北京3所三级甲等医院2008-2011年皮肤病及眼部疾病急诊人数资料,对紫外辐射和相关疾病进行分析.选取与紫外辐射相关系数通过α=0.05显著性检验的气象要素作为预报因子,利用逐步回归方法分月建立紫外辐射强度预报方程.结果表明:紫外辐射与皮肤病的相关系数为0.367,与眼部疾病的相关系数为0.265,均通过α=0.001的显著性检验.不同月份紫外辐射的日变化规律不同,对人体产生伤害的时间段有所差异;紫外辐射强度与总云量、低云量、能见度、风向、风速、气压、相对湿度、气温等有关,其中与总云量、低云量、能见度的相关性最显著;1-11月预报方程历史回代检验的平均评分为82.8,试预报的平均评分为82.7;预报模型的拟合能力和推广能力较好,为实际业务提供了指导意义.     

基于全球天气预报系统对河套周边地区低云量精细化预报

基于2008-2013年全球天气预报系统(GFS)预报场资料,构造了30个云预报因子,分析了其与低云量的相关关系,采用多元逐步回归预报方法建立了黄河河套周边地区低云量0～168 h逐小时精细化区域预报,评估了预报模型的预报效果.结果表明,低云量与水汽类因子整层湿度和整层相对湿度具有较强的正相关性;与大气可降水量、低层温度露点差和总温度具有较强的负相关性;与GFS云类预报因子有较强的正相关性.在预报方程中水汽类预报因子和GFS云量因子具有较高的引用频数.多元逐步回归方法低云量预报值与实况的差值明显低于直接使用GFS低云量的预报结果,在夏季逐步回归方法对低云量有较大改进,上半年对低云量的订正效果强于下半年.逐步回归方法对西北部低云量的订正能力高于东南部地区,部分地区的订正能力在20%以上.     

基于云图特征量的太阳辐射预报方法

利用2012年敦煌云图特征量资料和太阳总辐射逐小时观测资料,研究了敦煌太阳总辐射量与云量、红外亮温、大气可降水、可见光反射率等云图特征量的关系,发现敦煌地区太阳总辐射值的衰减值和总辐射理论值的日变化规律基本一致,敦煌站云图的云量、红外亮温、可见光反射率、大气可降水等特征量和太阳总辐射衰减率具有很好的相关性。进而将云图特征量作为预报因子,利用多元线性回归方程,建立太阳总辐射量统计预报模型。利用2012年敦煌云图特征量资料和太阳总辐射衰减率对方程进行预报效果检验。12个月太阳总辐射衰减率预测结果与实测值变化趋势基本一致,表明基于云图特征量的太阳辐射预报方法具有较好的应用前景。     

Lorenz系统昆沌解序列可预报性的统计检验

利用Lorenz简化热对流模式产生了吸引子区域内的混沌解序列,对截取的序列进行了平稳性和正态性检验.按照3种情形分别选取样本,并应用统计预报中的ARMA模型、多元线性回归模型、多项式回归模型和均值生成函数模型等作出预报.比较分析表明所选取方程组产生的混沌解序列,呈现非周期、非平稳、非正态特性等极不规则的分布,导致几种统计模型对于两个不稳定平衡状态间的不确定的突变情形基本失去了预报能力,系统行为几乎无法预测,其根本原因在于系统的混沌特性.但在某一不稳定平衡状态内,序列段呈现振幅不断放大的准周期振荡,具有一定的规律性,几种统计模型预报的效果较好,说明在应用统计方法进行预报的前提下,系统行为存在着局部时段的有限的可预报性.     

Lorenz系统混沌解序列可预报性的统计检验

利用Lorenz简化热对流模式产生了吸引子区域内的混沌解序列，对截取的序列进行了乎稳性和正态性检验．按照3种情形分别选取样本，并应用统计预报中的ARMA模型、多元线性回归模型、多项式回归模型和均值生成函数模型等作出项报。比较分析表明：所选取方程组产生的混池解序列，呈现非周期、非乎稳、非正态特性等极不规则的分布，导致几种统计模型对于两个不稳定平衡状态间的不确定的突变情形基本失去了预报能力，系统行为几乎无法预测，其根本原因在于系统的混沌特性。但在某一不稳定平衡状态内，序列段呈现振幅不断放大的准周期振荡，具有一定的规律性，几种统计模型预报的效果较好，说明在应用统计方法进行预报的前提下，系统行为存在着局部时段的有限的可预报性。     

部分线性固定效应面板数据模型的序列相关检验

考虑了部分线性固定效应面板数据模型的序列相关检验问题,基于差分方法和B样条展开得到了模型中未知参数和非参数分量的估计,进而构造了检验统计量。在原假设成立的条件下证明了所构造的检验统计量具有渐近标准正态分布,并通过数值模拟研究了所提出的估计和检验方法在有限样本下的表现。     

中国地区云与辐射对气候的影响

本文通过十年气象卫星系列观测资料和地面气象观观资料,分析云与辐射的关系。由此得出中国不同地区,不同季节的云量与地球行星反射率,与地气系统长波射出辐射的关系和经验公式。由此估算出地气系统净辐射随云量的变化率,以及云的反射率效应和温室效应之比。本文综合讨论地球一大气系统辐射过程。云对辐射平衡及气候的影响。     

新疆阿克陶县近50年日照时数的变化特征分析

依据新疆阿克陶县气象站1960—2009年逐月日照时数以及与日照变化相关的水汽压、降水、云量等资料,利用气候统计方法分析了阿克陶县近50年日照时数年代际、年际和各季的气候变化特征及其变化原因.结果表明,近50年来阿克陶县的年、季日照时数均呈减少趋势.各季减少的气候倾向率不同,减少幅度最多的是夏季,最少的是春季.相关分析得出降水是影响阿克陶县日照时数变化的主要因子.     

卫星遥感东亚地区云辐射与气候

本文利用ＴＩＲＯＳ－Ｎ卫星ＴＯＶＳ系统，计算了１９８９年７，８，９月东亚地区的射出长波辐射（ＯＬＲ），云量和地表温度。由此讨论了ＯＬＲ的分布以及它与天气系统的联系。分析了地表温度，云量和ＯＬＲ的关系及晴空条件下海面温度与ＯＬＲ的相关性。本文综合分析了云对气系统辐射收支的影响及高，低云系统的不同的辐射效应。通过分析发现低云系统反射率应占主导地位，而高云系统是以温室效应为主。     

我国总云量时空特征及其影响因素分析

目的分析中国总云量的时空分布特征、变化趋势及影响原因。方法利用全国360个地面站1951~2009年地面月总云量观测资料,采用线性倾向估计和相关分析方法。结果总云量最多区域位于西南和华南地区,最少位于北部干旱少雨地区。约35°N以北总云量从南到北随纬度增加带状分布减少,此纬度以南同纬度东部云量多于西部云量。20世纪90年代以及21世纪前10年总云量减少最明显。总云量减少最明显的区域位于东北、西藏西南部以及山东、安徽北部地区。大部分地区总云量与太阳黑子相对数、降水量、相对湿度、最大积雪深度之间存在显著正相关关系,蒸发量与总云量存在显著负相关关系。结论我国总云量总体上呈减少趋势,气候因素对总云量变化有重要影响。     

北疆地区太阳总辐射的时空变化

根据1961—2006年北疆4站太阳总辐射气候资料,用气候趋势系数及回归系数研究了太阳总辐射的变化趋势及其时空分布状况,并对影响太阳总辐射的气候因子进行了分析。结果表明,46年间北疆地区的月、季、年太阳总辐射总体均呈现下降趋势,其中太阳年总辐射呈显著下降趋势;太阳总辐射与总、低云量、相对湿度、雨雪日数具有较好的负相关性;造成北疆地区太阳总辐射呈下降趋势的重要气候原因是：平均总、低云量、相对湿度、雨雪日数增加的综合作用。     

卫星实测臭氧总量资料在区域气候模拟中的应用研究

 将卫星观测的TOMS臭氧总量资料应用于区域气候模拟中,在不同纬度的地区采用随季节变化的臭氧总量.以中国地区为例,对比模拟了考虑臭氧随季节、纬度变化和模式原有的固定臭氧值对气候的不同影响.结果发现:对区域气候模式RegCM2而言,用于研究中国地区时,模式中的臭氧总量比实际状况偏大,利用实测臭氧资料后能产生负的晴空辐射强迫,并引起云量变化,导致地表温度变化.     

一种高效的具有属性撤销的访问控制协议

采用外包计算技术构造一种基于密文策略的属性加密数据访问控制方法,具有高效的属性撤销功能,可以减少用户的计算量和通信量.其最大特点是将解密秘钥分为两部分,一部分发送给云服务器,另一部分发送给用户,使得云服务器可以帮助用户解密密文,减少了用户计算量,也减少了用户和云服务器的通信量.     

基于ISCCP卫星资料的南中国海云量特征分析

为较准确地了解掌握可以反映南中国海天气和气候特征的云量分布演变特征,利用1999年1月至2009年12月的ISCCP卫星云量资料,通过物理量特征提取、对比分析等方法,研究了南中国海总云量及高、中、低云量的分布演变特征,以及其与其他海域各季节云量季节性变化特征。结果表明:南中国海低云量四季中均表现为由海区向沿岸递减,总云量和中、高云量夏秋季高于冬春季,低云量则相反。对于不同海域的云量细节特征要依据各季节大气和海洋环流变化来细致区分,这样有助于在掌握规律基础上有效制作海域上空云的预报。     

对云量的长程相关性研究

为了探索云量的变化规律, 利用去趋势波动分析(DFA)方法, 选取北京、上海、太平洋西部和太平洋东部等4个区域, 对ISCCP每3小时的云量时间序列进行了分析, 发现: 这4个区域的云量在大的时间尺度上存在幂律相关性, 即云量具有较强的长程相关性(或持续性); 西太平洋上空云量的长程相关性强于东太平洋上空和其他两个地区。还发现海洋上折点出现的时间迟于陆地上。     

基于云平台的水质监测系统研究与实现

针对水环境污染,水质日益恶化的问题,以环保企业水下观测网为基础架构,基于云平台构建一个水质监测系统.通过Kettle实现数据的云同步和管理;基于B/S架构,研究设计管理运行窗口,综合云端数据的可视化;设计了一种基于正则表达式的访问控制方法实现权限管理;采用间隔采样和服务器端分页等方法,解决大数据量卡顿问题.实际开发部署应用结果表明,该平台运行效果良好,解决了传统监测方式实时性、可靠性低的问题,能够进行长期连续、实时、原位监测,并将原始数据和解算后的参数信息发送至各种信息终端,为水源监测在内的环保领域的科技发展提供应用案例.