基于卫星气溶胶光学厚度反演地面能见度算法的研究

为了获得大范围的能见度空间分布信息, 提出一种把MODIS卫星气溶胶光学厚度陆面产品转化为地面能见度分布的反演算法。该算法以 CALIPSO卫星的气溶胶标高为更新观测值, 以GEOS-Chem模拟的气溶胶标高场为背景场, 通过最优插值的资料同化方法, 将两者整合成误差更小的气溶胶标高分析场, 然后通过气溶胶标高分析场, 把MODIS卫星气溶胶光学厚度转化为地面能见度。与中国地区地面气象多年观测资料的对比结果表明, 反演能见度与观测能见度之间, 点对点的月相关系数可达0.5以上, 两者多年的逐月变化趋势与地域分布形势较为一致。     

基于SBDART和BP的夜间雾遥感检测和能见度反演

为了挖掘卫星影像中的雾信息为雾预测预报服务,利用双红外亮温差值作为雾与地物识别分类标志,建立基于SBDART辐射传输模型和BP神经网络的夜间雾遥感检测和能见度反演模型。对2007年11月24日我国华北地区的一次陆地辐射雾MODIS卫星数据进行雾检测,同时反演雾区能见度。根据陕西省气象局提供的地面气象观测数据对模型雾检测结果和能见度反演结果进行验证,该次实验夜间雾检测的准确率为79.2%,地面观测能见度和反演能见度一元线性回归分析方程斜率为1.006,相关系数为0.8498。实验结果表明,模型具有较高的雾识别率和雾能见度反演结果,可为夜间雾识别和生消发展规律探讨提供一定的帮助。     

基于卫星遥感降水反演产品在黄河源区的水文应用研究

多卫星遥感降水产品具有高时空分辨率、覆盖范围广等特点,弥补了传统地面观测时空上的局限性,并为无或缺资料地区提供新的数据来源。为评价TRMM 3B42-V7降水产品在地形复杂的高原山区的精度及适用性,以黄河源区为例,利用地面观测降雨站点对卫星数据的精度及适用性进行评估,并结合大尺度陆面分布式水文模型VIC进行水文模拟验证。研究结果表明:3B42-V7与地面观测站点的流域平均月降水之间的相关系数达到0.99;空间尺度上,流域尺度相关性优于网格尺度;时间尺度上,月尺度相关性较日尺度好。该产品可在一定程度上代替黄河源区的地面观测,但使用时需要根据实际情况对模型的参数重新率定。     

浅析民航机场能见度的观测

本文分析目前以目测为主的能见度观测对飞行的主要影响,指出观测人员要从掌握能见度的观测基本方法入手,对比白天、夜间能见度不同的观测方法,并结合本地区能见度特点等方面,增加主观判断的科学依据,提高能见度的观测质量。     

合肥市大气质量近20年变化的初步分析

本文利用地面实测太阳辐射、能见度、雾等气象资料,对合肥市大气质量近20年的变化情况进行了初步分析。结果表明:到达地面的大阳辐射和能见度的不断减弱所反映的大气质量的变化趋势基本上是一致的。     

人工观测和器测能见度资料的对比分析

本文通过对张北国家气候观象台2004年至2007年器测能见度和人工观测能见度资料的统计分析,对两种不同观测手段的差异进行了对比,按照季节、相关气象要素和天气现象等情况,详细分析了两种观测数据资料的差异,结果发现:在测站观测到有视程障碍现象时,人工和器测能见度的累年平均差值最小,观测结果最接近;晴天总云量0～3成时,人工和器测能见度的累年平均差值最大,观测结果相差最大。     

南昌市大气能见度变化规律及其主要影响因素分析

利用1990-2012年南昌市大气能见度资料和地面气象要素的观测资料,对大气能见度变化规律统计找出其与气象要素关系,利用2006-2012年空气污染物监测数据,分析了南昌市大气能见度变化规律和空气主要污染物的关系。结果表明:南昌大气能见度有较明显的年际变化、月季变化和日变化特征;能见度与相对湿度呈显著负相关;与空气污染物SO2、NOx质量浓度呈弱负相关。     

影响洛阳机场能见度的气象要素统计分析

利用洛阳机场近7年观测资料实况,对其进行统计分析,用以研究洛阳机场低能见度的变化规律以及影响低能见度的气象要素。研究表明:(1)洛阳机场低能见度天气多发于冬季,凌晨时分低能见度天气开始出现,次日早上7点左右达到最强,9点左右开始消散。(2)低能见度天气发生时,地面以东北风、风速小于等于3m/s、温度露点差小于等于3℃等气象条件为主,在实际进行数值天气预报时,须结合本地天气规律。(3)深厚的逆温层不利于雾霾的扩散,可根据地面温度,结合探空实测资料和数值资料,分析逆温层打破的时间,用来把握能见度趋势。     

能见度自动观测数据可用性评价体系构建及实例分析

通过建立符合地面气象观测特点的能见度自动观测数据可用性分析评价体系,对安徽省安庆、黄山区、休宁、祁门、歙县、黟县6个试点站2012年能见度自动观测数据进行分析评价.结果表明:安庆站综合评价分值为0.982 9,可用性等级为好;黟县站综合评价分值为0.962 2,可用性等级为较好;黄山区、祁门、歙县和休宁站综合评价分值分别为0.924 9、0.934 1、0.934 6和0.931 3,可用性等级均为一般.     

浅淡夜间能见度的观测

能见度观测是气象观测的一个重要要素,表征着大气层结的稳定度、大气污染指数等,能见度的准确观测为航空、航海、高速公路等交通和人类的生活提供安全保障。能见度观测是少数仍采用人工观测的项目之一,本文就能见度的观测总结了几点的经验和方法,为提高观测准确度做探讨。     

一种机载气象雷达飞行试验数据处理方法

机载气象雷达是保障飞机飞行安全的重要电子设备。机载气象雷达探测的气象目标非人力可控,由于无法直接获得气象目标的测量数据,一直以来,飞行试验都难以有效评估机载气象雷达探测气象目标的准确性。给出了一种基于地面天气雷达单站雷达图的机载气象雷达飞行试验数据处理方法,实现了对机载气象雷达探测气象目标的强度、位置及形状准确性的有效评估,为机载气象雷达在飞行试验过程中的参数调整及性能考核提供了依据。     

辅助驾驶系统中浓雾天识别方法分析

辅助驾驶系统中通过计算能见度信息对雾天进行识别的方法存在一定的局限性。针对此问题,利用机器学习方法设计了可用于辅助驾驶系统的浓雾天识别算法,避免了基于能见度识别雾天的局限性。首先建立了基于驾驶场景的图像训练集;然后基于卷积神经网络和胶囊网络分别设计卷积神经网络-浓雾识别(convolutional neural networks-dense fog recognition, CNN-DFR10)和胶囊网络-浓雾识别(capsule networks-dense fog recognition, CN-DFR5)两种浓雾天识别算法模型,算法模型通过设置概率阈值的方法对天气类型进行区分,不同的概率值范围对应不同的天气类型。最后对比分析CNN-DFR10和CN-DFR5在浓雾天、雨天、阴天和晴朗天4种天气类型中的测试结果。结果表明:CNN-DFR10算法对天气的识别准确率为86.9%,CN-DFR5算法的识别准确率为97.5%,后一种算法比前者能够更有效地从4种天气类型图像中区分出浓雾天和非浓雾天。     

天气现象影响公路低能见度的特征

 公路能见度的优劣与气象条件密切相关,影响公路能见度的天气现象主要有雨、雪、雾、霾、沙尘等。本研究利用全国间隔为5km的气象站2002年9月至2010年3月逐日地面气象观测资料,以及全国2413个自动气象站2008年1月1日至12月31日逐小时能见度及地面气象观测资料,分析了天气现象对公路能见度的影响。根据高速公路上行驶车辆对能见度的要求,结合中国大陆地区的实际情况,确定低能见度范围是水平能见度距离小于1000m,考虑到不同距离的低能见度对交通运输造成的影响程度不同,将低能见度划分为3个等级。利用统计学方法分析了影响高速公路的天气现象(雨、雪、雾、沙尘)的时空分布特征,以及全国1h降水与能见度的相关关系。研究结果表明,不同天气现象影响低能见度的时段不同;影响公路低能见度的主要天气现象中,就影响程度而言,雾对低能见度的影响最大;从影响范围上,各区域有所不同,新疆南疆盆地、内蒙古西部、青海北部等地区主要受沙尘影响,东北、华北、西南等地受雨雪影响较大,江南和华南等地主要受降雨影响。     

一种基于“莱因达”准则的区域自动站实时资料应用方法

针对区域自动站降水实时资料应用中出现的问题,提出一种利用改进的"莱因达"准则处理区域自动站实时降水数据的方法。首先由欧式距离聚类得到样本空间,再计算样本的均值和残差,然后给出了可疑度的定义,从而计算出各个站点的可疑度。最后通过实际数据进行参数分析,证明了算法的有效性、实用性。     

降雪现象与能见度关系的探讨

针对降雪现象器测困难这一问题,通过分析降雪粒子的大小、速度、密度、谱分布和光学特性等特征来讨论降雪现象与大气消光系数和能见度的关系.通过数值模拟分析与实测数据对比发现,当降雪强度一定时,能见度随雪花密度增大而增大;能见度随降雪强度的增大呈指数降低,不同类型雪花对应的能见度随降雪强度的变化曲线也各不相同;实测数据与理论分...     

基于血液光谱的物种检测技术

提出一种基于血液光谱数据识别血液来源物种的光谱检测技术.设计制作了一套可以采集抗凝管血样光谱的检测设备,使用该设备采集了649个血样的光谱数据,建立了一个小型的血液光谱数据集.为了满足物种识别的需求,建立了一种基于数据驱动的建模方法.使用该方法对样本数据集进行交叉验证,可以达到95%的识别准确率,并发现该准确率随着样本数量增加而升高.     

高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响

为研究高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响,共选定了32名被试驾驶人,包括7名外地驾驶员和25名本地驾驶员,在选定的试验路线上进行了实车试验。在晴天、雨天、雪天、雪天+大雾(能见度5米)的4种不同天气状况下,选取心率变异性RMSSD、SDNN和PNN50值和心率增长率作为驾驶人工作负荷表征指标,研究在高原公路不同天气状况下被试驾驶人工作负荷变化规律。研究结果表明：高原公路不同天气状况对驾驶人的工作负荷有显著的影响,驾驶人工作负荷因天气条件的恶劣程度和海拔高度而增加,道路的天气状况、能见度及海拔高度的共同作用对驾驶员工作负荷影响最大。     

人工影响天气火箭作业参数自动控制仪

随着目前对人工影响天气的要求不断提高,气象系统的构成方式已日益走向高精度化.为加强人工影响天气的作业效果,一种新型的高炮、火箭作业参数自动控制仪将成为不可缺少的辅助设备.根据气候的特点,该高炮、火箭作业参数自动控制仪必须配备有最新型GPS全球定位系统和3G无线网络,以形成功能强大的气象服务设备.同时要求自动化程度高,功能分配合理,与其它地面系统能互补.     

地面风传感器智能防冻装置设计与应用检验

我国大部分地区寒冷季节,地面自动气象站风传感器容易冻结,影响观测数据质量,尤其偏远无人值守的区域站,维护保养困难很大,影响时间长.为解决这一问题,提出了一种风传感器防冻结装置的技术思路,从智能防冻装置的结构、功能模块以及智能加热控制等方面开展设计试验.结合外场一次冻雨天气过程的试验,采用CIMISS数据应用检验.结果表明,风传感器防冻装置是冬季保证风要素观测数据完整性连续性的重要措施,对气象站和风力发电场地面风观测站的风传感器的防冻具有广泛应用价值.     

关于气象能见度理论与观测的讨论

为了澄清气象能见度理论与应用方面的概念,促进气象能见度观测技术的发展,从大气能见度与视觉现象出发,根据大气散射和辐射传输理论,明确了气象能见度的量值约束与物理含义,考察了若干典型天气条件下气象能见度的特征,给出了灯光能见距离、气象光学视程与气象能见度的关系。在此基础上,讨论了气象能见度观测的基本原理、存在问题和改进思路。研究成果对于气象能见度观测的误差分析、方法改进和资料比对,以及空间斜程能见度的探测具有参考价值。