机场附近低空风切变的数值模拟预测

分别采用Navier-Stokes方程和镜像对称的方法,对机场区域附近发生低空风切变时所形成的三维流场进行了数值模拟;并根据结果对风切变发生的位置和强度提供有效的预测.计算结果表明,模型预测具有较好的可靠性和实用性.     

西北太平洋2001-2014年热带气旋结构变化的环境垂直风切变和水汽场统计

利用Best Track资料、TRMM卫星资料和NCEP再分析资料中2001—2014年西北太平洋海域385个热带气旋(TC)的4967个观测记录, 将TC结构变化分成9类, 并分析 TC结构变化对垂直风切变和水汽场的响应。结果表明, 西北太平洋强度增大的TC主要伴随东风切变, 强度减小的TC主要伴随西风切变。在较强的垂直风切变(v > 5 m/s)作用下, TC的结构变化没有明显的水汽异常; 而在较弱的垂直风切变(v ≤ 5 m/s)作用下, “增强增大” (“缩小减弱”)的TC伴随着正(负)水汽异常。     

适用于缓变流中罗斯贝波传播的半解析模型

中高纬遥相关主要是通过罗斯贝波来建立的. 由于全球环流模式的复杂性, 我们建立一个简单的半解析模型来分析缓变流体中罗斯贝波的传播和能量的演变. 基于传统的三维位涡方程, 本文得到WKBJ 近似下自由罗斯贝波的频散关系, 由于其能量通过群速度传播, 根据射线方法, 可以得到缓变流场中任意初始罗斯贝波的发展轨迹及其能量的演变.     

基于PCA和相位差校正法的风切变预警算法

为了提高相干激光雷达风切变预警算法的预警率,提出一种基于主成分分析（principal component analysis,PCA）和相位差校正法的风切变预警算法。首先,利用PCA对雷达回波信号进行低阶主成分向量提取以实现信号重构,提高信噪比。其次,采用基于快速傅里叶变换的相位差校正法对回波信号峰值频率进行校正,降低回波信号能量泄露。然后,分别利用旋转电机实验数据和小型飞机实验数据对所提算法进行性能评估。结果表明,采用所提算法估计相干激光雷达回波信号峰值频率的平均绝对误差为0.26 MHz,对实际低空风切变的预警率为92.31%。所提算法可以有效降低相干激光雷达回波信号频率估计误差,实现低空风切变预警。     

微下冲气流对飞行安全的影响

对飞行安全影响较大的主要是大气紊流和风切变,尤其以低空风切变危害最大,微下冲气流则是最危险的低空风切变形式。为了回避和改出危险的微下冲气流,必须对其一定的认识和了解。本文从低空风切变的基本概念入手,既而阐述微下冲气流的形成原因、特点等,分析其对飞行安全的影响。     

综合自然环境中变化风场的工程仿真方法

综合自然环境包括地形、大气/气象、海洋、空间四大领域,变化风场作为大气环境中的重要组成部分,其对飞行器使用性能的影响不容忽视。针对变化风场对飞行影响的两种主要表现形式,分别以风切变和大气紊流建立工程化的风场模型,并以某型导弹为仿真算例,分析了所建立的变化风场模型对导弹弹道、姿态特性的影响,验证了所建立变化风场模型的有效性和工程实用性。     

航空数值天气预报模式下风场及风切变小尺度数值模拟

针对风切变这一影响航空飞行的主要天气现象,进行小尺度下的风场数值模拟研究。实验模拟时段为协调世界时2014年6月8日06时至2014年6月8日24时(9日00时),对研究区域内生成并过境的强对流天气系统进行中小尺度的绝对涡度、水平风场和垂直风场的模拟;并提取小尺度下的风速风向值,尝试对风切变提取。结果表明:1数值模式能够清晰立体地模拟出这一次强对流天气系统的生成和运动的整体状况;2小尺度下能够对该强对流天气系统的局部进行精细化的立体的模拟;3通过分析小尺度下的数值模拟输出产品,能够判别出风切变;4对于风向数据,采用余弦平滑法能够进行有效的质量控制观察分析。     

“2013.03.19”冰雹飑线天气过程分析

利用常规气象探测资料和多普勒天气雷达产品,对2013年3月19日在江西发生的一次强冰雹天气过程从天气形势、雷达回波演变特征等几个方面进行了综合分析。结果表明:本次飑线天气过程是在江西省典型天气形势背景下发生的,深厚的高空低槽、低层切变、地面处江南倒槽中。本次天气过程前,水汽条件充足,储备了大量的不稳定能量;这次冰雹天气出现在对流不稳定层结条件下,0℃层和-20℃层的高度适宜。多普勒雷达能很好地监测冰雹天气的发生发展演变过程,大于60 d BZ强回波区和悬垂结构及逆风区的出现,垂直累积液态含水量(VIL)增加等都对冰雹天气的出现具有指示意义。     

基于概率支持向量机的激光雷达风切变图像的识别

针对标准支持向量机在激光雷达风切变图像识别中无法提供后验概率这一问题,从有监督聚类的角度,提出一种基于FCM的概率支持向量机识别方法. 先利用灰度-梯度共生矩阵提取激光雷达风切变图像的纹理特征,再利用支持向量机确定分类面,最后利用条件约束和FCM确定各类样本距离分类面的概率分布. 实验结果表明,该算法对3种风切变的整体识别率可达到95.52%,与两种同类算法相比,识别率分别提高了1.27%和1.21%.