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应用改进模式从FY2H卫星数据估算OLR

气象与环境科学 2020年第3期43卷 1-8页

作者：张婉春吴晓白文广曹广真孙凌张鹏中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 国家卫星气象中心北京100081

射出长波辐射(OLR)是大气科学研究领域的关键参量,并在辐射相互作用、气候变化和灾害监测等方面发挥重要作用。2018年6月5日静止气象卫星FY2H成功发射,OLR产品是FY2H的业务产品之一。在原有FY2系列OLR反演算法基础上,参考国际上NOAA/HIR... 详细信息

射出长波辐射(OLR)是大气科学研究领域的关键参量,并在辐射相互作用、气候变化和灾害监测等方面发挥重要作用。2018年6月5日静止气象卫星FY2H成功发射,OLR产品是FY2H的业务产品之一。在原有FY2系列OLR反演算法基础上,参考国际上NOAA/HIRS OLR反演算法,结合FY2H/VISSR 3个红外通道设置,建立适合FY2H的OLR反演算法。利用该算法处理FY2H/VISSR的L1级观测数据,生成实时及日、旬、月平均的OLR产品。FY2H的OLR产品与CERES均匀性下垫面的瞬时视场OLR产品对比,RMSE=3.38 W/m^2,R=0.99,Bias=0.77 W/m^2;与CDR日平均OLR产品对比,RMSE为5~7 W/m^2,R为0.97~0.98,Bias为-2.2~1.9 W/m^2;与CDR旬平均OLR产品对比,RMSE为3~5 W/m^2,R=0.99,Bias为-1.1~0.4 W/m^2;与CDR月平均OLR产品对比,RMSE为2~4 W/m^2,R=0.99,Bias为-1.1~0.4 W/m^2。这表明FY2H OLR改进算法达到了较高的精度,可满足卫星设计和应用研究精度需求。

关键词： FY2H OLR 对比验证

基于北斗/GNSS的中国-中南半岛地区大气水汽气候特征及同降水的相关分析

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测绘学报 2020年第9期49卷 1112-1119页

作者：施闯张卫星曹云昌楼益栋梁宏范磊 C SATIRAPOD C TRAKOLKUL 北京航空航天大学卫星导航与移动通信融合技术工业与信息化部重点实验室北京100191 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 中国气象局气象探测中心北京100081 泰国朱拉隆功大学测量工程学院泰国曼谷10330

本文采用统一的处理模型和处理策略对中国-中南半岛地区地基北斗/GNSS测站2006—2016年历史观测数据进行高精度重处理和水汽反演,获得近10年的大气可降水含量(PWV)产品。基于北斗/GNSS PWV产品,研究了该地区大气水汽平均含量、年周期振... 详细信息

本文采用统一的处理模型和处理策略对中国-中南半岛地区地基北斗/GNSS测站2006—2016年历史观测数据进行高精度重处理和水汽反演,获得近10年的大气可降水含量(PWV)产品。基于北斗/GNSS PWV产品,研究了该地区大气水汽平均含量、年周期振幅和半年周期振幅等气候特征,发现这些特征主要受到了测站纬度、高程以及季风的影响。通过分析PWV同并址气象站降水观测的关联特性,揭示了该地区大气水汽含量同降水相关性随测站纬度减小而降低的特点(在云南相关系数可达0.8,在靠近赤道的泰国南部相关系数约为0.2)。此外,PWV和降水的距平值相关分析表明,相比于历史同期,大气水汽含量较高的月份在一定程度上对应着降水异常偏高,两者相关系数为0.2~0.4。

关键词：中国-中南半岛地区北斗/GNSS 大气可降水含量降水气候变化

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船舶海洋气象导航的业务概况与发展现状

海洋气象学报 2020年第3期40卷 11-16页

作者：张增海刘涛曹越男杨正龙郭乙莹国家气象中心北京100081

通过对多家船舶海洋气象导航公司和机构的介绍,概括了国内外气象导航的业务和发展。文章分析结果表明,国外气象导航业务发展历史悠久,技术储备雄厚,业务体系完善,占据了全球气象导航业务的大部分市场份额。国内气象导航的发展历程较短,... 详细信息

通过对多家船舶海洋气象导航公司和机构的介绍,概括了国内外气象导航的业务和发展。文章分析结果表明,国外气象导航业务发展历史悠久,技术储备雄厚,业务体系完善,占据了全球气象导航业务的大部分市场份额。国内气象导航的发展历程较短,技术力量薄弱,业务量相对较少。当前国内的气象导航服务正在努力开拓创新,在信息化背景下逐步开展多样化的平台建设和产品研发,并取得了良好的进展。

关键词：船舶气象导航航线

远洋船舶避台航线设计方案--以台风“杜苏芮”(2305)为例

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海洋气象学报 2023年第4期43卷 32-39页

作者：张浩饶玉昆刘涛赵伟曹越男郭乙莹国家气象中心北京100081 中国电子科技集团第二十八研究所江苏南京210046

避台航线最优化问题是远洋气象导航中的关键问题之一,为解决该问题,文中提出了一种面向船舶避台航线规划的图搜索算法,通过船舶失速模型和台风影响下的船舶航行风险识别方法,引入船舶变速集,定义图搜索算法中每条边的权重,基于计划航线... 详细信息

避台航线最优化问题是远洋气象导航中的关键问题之一,为解决该问题,文中提出了一种面向船舶避台航线规划的图搜索算法,通过船舶失速模型和台风影响下的船舶航行风险识别方法,引入船舶变速集,定义图搜索算法中每条边的权重,基于计划航线改进图搜索算法的搜索策略,提高算法的效率和避台航线的平滑性,以获得最小航时的避台航线。以2305号台风“杜苏芮”为例验证算法在避台航线设计中的有效性,实验结果表明,该算法能够有效地躲避台风“杜苏芮”的大风浪影响,并得到最优航时航线,对实现船舶智能避台、优化船舶航线设计具有重要意义。

关键词：避台航线图搜索算法气象导航台风

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基于机器学习模型的数值降雨预报校正

南水北调与水利科技（中英文） 2023年第5期21卷 843-861,950页

作者：曹子恒李永坤胡义明卢亚静温骐宇杨晨曦陈钰郭举坤河海大学水文水资源学院南京210098 北京市水科学技术研究院北京100000

以潮白河流域12个站点为研究对象,选取12个站点的未来12 h不同预见期的预报降水数据,构建基于支持向量机(support vector machine,SVM)模型、随机森林(random forest,RF)模型和多层感知机(multilayer perceptron,MLP)模型的不同预见期... 详细信息

以潮白河流域12个站点为研究对象,选取12个站点的未来12 h不同预见期的预报降水数据,构建基于支持向量机(support vector machine,SVM)模型、随机森林(random forest,RF)模型和多层感知机(multilayer perceptron,MLP)模型的不同预见期预报降雨校正模型,模型输入为站点对应网格及其周边8个网格的降雨预报数据,模型参数采用贝叶斯优化技术进行估计。利用均方根误差和确定性系数评估各模型对不同预见期预报降水的校正效果。结果表明:未经校正的原始预报在不同预见期的预报精度均较差;各个误差校正模型在率定期与验证期对不同预见期降雨均具有较好的校正效果;经SVM、RF和MLP模型校正后,均方根误差的平均值在率定期分别降低了:54.2%、50.0%和20.8%,在验证期分别降低42.9%、33.3%和14.3%;确定性系数的平均值在率定期与验证期也均有显著提高;3个误差校正模型中,SVM模型表现最优,RF模型次之。研究成果可为其他流域数值降雨预报数据校正提供参考。

关键词：预报降雨校正支持向量机随机森林多层感知机潮白河流域

基于机器视觉的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型

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云南电力技术 2022年第6期50卷 66-71页

作者：翟兵秦雄鹏朱龙昌黄绪勇曹俊耿浩王亚强云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217 云南电力技术有限责任公司云南昆明650012 云南华晋科技有限责任公司云南昆明650051 北京国遥新天地信息技术股份有限公司北京100020

超高压输电线路一旦覆冰会造成严重的危害,甚至会影响电网正常运行,预测输电线路覆冰情况对于解决灾害有重要意义。目前提出的预警模型覆冰率预测结果与实际结果相差较大,为了解决上述问题,基于机器视觉设计了一种新的超高压输电线路覆... 详细信息

超高压输电线路一旦覆冰会造成严重的危害,甚至会影响电网正常运行,预测输电线路覆冰情况对于解决灾害有重要意义。目前提出的预警模型覆冰率预测结果与实际结果相差较大,为了解决上述问题,基于机器视觉设计了一种新的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型,处理超高压输电线机器视觉信息,采集原始图像信息,划分原始图像中的线路特征,确定梯度特征,分析梯度方向,实现梯度增强。利用卷积神经网络对图像进行分类,根据分类结果完成信息处理。同时检测历史覆冰灾害因子、气象因子和线路冰冻因子,根据检测结果建立PSOEM-LSSVM模型,计算预警模型权重,分析综合风险指数的赋权及合理性,对输电线路覆冰风险进行分级,通过指数结果将灾害分为5级,评判灾害程度。实验结果表明,基于机器视觉的超高压输电线路覆冰灾害分级预警模型预警相对误差始终低于0.02%,预警过程不会受到风速影响,能够很好地保证超高压输电线路运行安全性。

关键词：超高压输电线路覆冰预警 PSOEM-LSSVM模型机器视觉

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地基GNSS遥感探测气象应用

中国地震 2020年第4期36卷 744-755页

作者：梁宏曹云昌梁静舒万晓敏赵盼盼涂满红王海深胡姮中国气象局气象探测中心北京100081 中国气象局数值预报中心北京100081 成都信息工程大学电子工程学院成都610225

全球导航卫星系统(GNSS)给定位、导航和授时服务带来了革命性变化,同时其L波段(1160~1610MHz)微波信号可用于全球覆盖、高时间分辨率的大气、海洋和陆表参数遥感探测。基于信号类型,GNSS遥感可分为折射信号遥感和反射信号遥感两大类;基... 详细信息

全球导航卫星系统(GNSS)给定位、导航和授时服务带来了革命性变化,同时其L波段(1160~1610MHz)微波信号可用于全球覆盖、高时间分辨率的大气、海洋和陆表参数遥感探测。基于信号类型,GNSS遥感可分为折射信号遥感和反射信号遥感两大类;基于探测平台,GNSS遥感可分为地基GNSS遥感、空基GNSS遥感和天基GNSS遥感三大类。随着我国自主建设的北斗卫星导航系统全面建成,GNSS遥感将迎来新的发展机遇和挑战。本文回顾近20年地基GNSS遥感探测在气象领域的应用进展,展望其在气象领域下一步可能的应用。

关键词：地基GNSS 遥感气象应用折射信号遥感反射信号遥感

基于多元数据的地基GNSS水汽观测对比分析

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中国地震 2020年第4期36卷 780-787页

作者：曹云昌胡姮马翠平梁静舒赵盼盼王海深涂满红梁宏中国气象局气象探测中心北京100081 河北省气象局石家庄050021 成都信息工程大学成都610225

在"超大城市垂直综合气象观测技术研究及实验"中,利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA Interim再分析数据集,对2018年北京观象台的地基导航卫星气象观测(GNSS/MET)、探空和微波辐射计观测的水汽总量(PWV)进行了对比分析,结果表明,3种... 详细信息

在"超大城市垂直综合气象观测技术研究及实验"中,利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA Interim再分析数据集,对2018年北京观象台的地基导航卫星气象观测(GNSS/MET)、探空和微波辐射计观测的水汽总量(PWV)进行了对比分析,结果表明,3种观测和ECMWF模式分析具有较好的相关性,可以较好地监测北京水汽的变化。与ECMWF模式对比,GNSS/MET、探空和微波辐射计的偏差分别为0.54mm、1.94mm、-0.65mm,均方根误差分别为3.55mm、3.60mm、6.08mm;若以探空作为参考,GNSS/MET、ECMWF和微波辐射计的偏差分别为-1.39mm、-1.94mm、-2.58mm,均方根误差为2.85mm、3.59mm、6.79mm。由此可见GNSS/MET、探空和ECMWF模式分析的水汽具有较好的质量。从对比结果看,GNSS/MET在相关性、偏差和均方根误差方面均表现突出,和探空、ECMWF相当,而微波辐射计差别明显,均方根误差最大,但剔除雨日后,资料质量得到提高,表明微波辐射计资料的应用需要注意降水条件,反演算法需在今后进行改进。

关键词：水汽总量 GNSS/MET 地基微波辐射计 ECMWF 评估

边界层风廓线雷达资料在北京夏季强降水天气分析中的应用

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气象科技 2008年第3期36卷 300-302,I0001,I0002,303,304页

作者：古红萍马舒庆王迎春李炬曹晓彦中国气象科学研究院北京100081 中国气象局大气探测中心北京100081 中国气象局北京城市气象研究所北京100089

利用北京城区及周围3个站的Airda 3000边界层风廓线雷达提供的风廓线资料,详细分析了北京2005年8月3日的一次强降水天气过程。分析表明,降水前十几小时出现双层低空急流,急流层内结构复杂,呈现多中心结构。风廓线观测揭示,由高空槽和弱... 详细信息

利用北京城区及周围3个站的Airda 3000边界层风廓线雷达提供的风廓线资料,详细分析了北京2005年8月3日的一次强降水天气过程。分析表明,降水前十几小时出现双层低空急流,急流层内结构复杂,呈现多中心结构。风廓线观测揭示,由高空槽和弱冷空气共同诱发产生的切变线低涡是产生此次暴雨天气的主要中尺度系统,暴雨系统有很复杂的垂直结构。强降水开始前数小时(夜间)城区地面风场辐合,在临近降水和降水开始时辐合(或切变)层向上发展,这一过程有利于降水的发展。

关键词：风廓线雷达强降水临近预报