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气象资料在空气质量预报中的应用

中文科技期刊数据库（全文版）农业科学 2023年第10期 0034-0037页

作者：李利伟濮阳市气象局河南濮阳457000

现阶段的科技发展速度不断加快,想要在未来的工作中更好的提高生产、生活水平,必须加强空气质量预报水平,这对于将来的工作进步,能够奠定坚实的基础,同时在问题的综合处置上,可以取得更多的参考和指导。相对而言,气象资料的应用,已经成... 详细信息

现阶段的科技发展速度不断加快,想要在未来的工作中更好的提高生产、生活水平,必须加强空气质量预报水平,这对于将来的工作进步,能够奠定坚实的基础,同时在问题的综合处置上,可以取得更多的参考和指导。相对而言,气象资料的应用,已经成为了空气质量预报的核心组成部分,应坚持在应用的过程中,按照科学、合理的手段来完成,针对相关问题的解决,减少传统工作的缺失和疏漏现象,确保日后的工作进步,能够不断的创造出较高的价值。

关键词：气象资料空气质量预报应用

黄河流域上中游地区月度8-km网格气象数据集(1980-2015)

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全球变化数据学报（中英文） 2022年第1期6卷 25-36,I0027-I0038页

作者：王亚琴孙林李洪宇罗毅中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国国土勘测规划院北京100035 中国科学院大学北京100049

气候状况是关系黄河生态保护和高质量发展国家重大战略的重要因素。基于中国地面气候资料日值数据集,选取黄河流域上中游地区及其周边195个气象站点1980-2015年逐月平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度、平均风速、20-20时降水... 详细信息

气候状况是关系黄河生态保护和高质量发展国家重大战略的重要因素。基于中国地面气候资料日值数据集,选取黄河流域上中游地区及其周边195个气象站点1980-2015年逐月平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度、平均风速、20-20时降水量、日照时数观测数据,以及运用彭曼法计算得到的潜在蒸散发量,在ANUSPLIN软件平台上,综合考虑地形地貌对气温、风速和湿度空间分异规律的影响,辐射、湿度、风速等因子对潜在蒸散发量的影响,分别构建不同变量的薄盘光滑样条函数,研发了黄河流域上中游地区月度8-km网格气象数据集(1980-2015)。该数据集包括:(1)黄河流域中上游边界数据;(2)1980-2015年逐月平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度、平均风速、20-20时降水量、日照时数和潜在蒸散发量8 km分辨率月度网格数据。数据集存储为.shp和.img格式,一共包含3,463个文件672 MB(压缩为1个文件,138 MB)。

关键词：黄河流域气象资料气候变化空间插值

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台风关键参数识别及预测评估

台风关键参数识别及预测评估

作者：童标广州大学

学位级别：硕士

台风是一种极具破坏力的自然灾害,每年都会在世界范围内造成重大经济损失和人员伤亡。准确有效获得台风关键参数信息是台风频发区众多防灾减灾工程实践的基础。由于台风结构复杂、时空尺度跨度大,故很难通过传统的陆基设备对其获得较充... 详细信息

台风是一种极具破坏力的自然灾害,每年都会在世界范围内造成重大经济损失和人员伤亡。准确有效获得台风关键参数信息是台风频发区众多防灾减灾工程实践的基础。由于台风结构复杂、时空尺度跨度大,故很难通过传统的陆基设备对其获得较充分观测信息。而卫星云图包含丰富的大气信息,能够从全球角度持续和同步地观察台风,因此在台风研究中日益受到重视。此外,大尺度数值模拟技术也在相关领域获得广泛发展。然而,相关研究主要集中在气象学科,土木工程学科类似研究较缺乏,但工程化应用与气象科学面向对象和角度差异较大,因此在工程领域进行相关研究具有极大的必要性。本文基于卫星云图和大气海洋环境数据等资料,采用深度学习技术对西北太平洋海域台风关键参数进行识别及预测研究。本文将利用西北太平洋200多个台风数、十万张卫星云图和多个气象部门的台风最佳记录数据集,针对台风的关键参数展开客观且自动化的识别。提出一种基于深度卷积神经网络的台风指纹识别技术。结果表明,深度卷积神经网络可以针对不同范围/包含不同数量台风的卫星云图中准确的识别出台风指纹,准确率超过96%同时证明图像金字塔技术解决不同尺度特征的有效性。另外,通过热力图技术发现,模型识别重点关注台风的主体部分,即台风的风眼和螺旋雨带区域;当前不同国家气象部门对台风中心定位仍存在较大的差异性。本文提出基于目标检测模型的台风定位技术。所采用的深度学习模型可以应用在不同类型卫星云图且整体性能较好,其中Yolov4模型性能最佳,其预测精度分别超过99%,最优经度误差为0.38°、纬度误差为0.34°。本文进一步采用改进的多分类/回归深度卷积神经网络对台风强度进行估计。针对台风强度识别,提出按照台风等级、中心气压和最大风速为指标的DCNN模型。结果显示,本文提出的模型的准确率最高为94%。最后利用模型可视化技术探讨影响台风强度的特征,其中气压模型的关注特征是台风主体外围,而台风等级与风速模型则分布在台风主体本身。为了提前应对台风袭击的破坏以及展开面向未来抗风设计的评估,本文将基于西北太平洋历史数据以及未来60年不同气象模型的海面温度、湿度、涡度等环境要素资料,利用深度学习技术针对台风关键参数展开了短时预测和台风中长期灾害分析研究。提出利用能同时捕获长期和短期信息的长短时记忆神经网络（Long and Short Memory Neural Network,LSTM）模型以及考虑时间和空间相关性的卷积长短时记忆网络（Convolutional Long and Short Memory Neural Network,Conv LSTM）对台风参数进行短时预测方法。结果表明,在考虑不同提前预测时长下,Conv LSTM模型均优于LSTM以及其他传统的预测方法,且具有适应性强、计算度快和操作便捷等优点,更适用于工程实践问题;另外,本文进一步利用Conv LSTM、变分自编码器和深度卷积神经网络等深度学习模型,对台风展开了生成/数量以及未来台风全路径的模拟,探究未来台风在数量、生成位置、路径、登陆情况以及强度等变化情况。相比于统计动力学方法,深度学习模型能够非线性的考虑大量的气象要素,效率高且更适用与对台风极值风气候进行预测评估。本硕士论文研究是对风工程领域、气象领域以及人工智能领域学科交叉融合研究的创新性尝试;相关成果对台风短时应急预案以及中长期防灾减灾评估提供了重要的参考依据,具有较高的工程实用价值。

关键词：台风人工智能卫星云图气象资料预测模拟

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基于气象资料的无砟轨道温度场计算与分析

铁道学报 2014年第11期36卷 106-112页

作者：欧祖敏孙璐程群群东南大学交通学院江苏南京210096 美国华盛顿Catholic大学土木工程系美国华盛顿20064

为研究大气环境下高速铁路无砟轨道结构温度分布和温度场变化规律，建立利用气象数据资料描述环境因素的边界条件，以求解无砟轨道结构温度场热传导方程。利用京沪高速铁路 CRTS-Ⅱ型轨道板现场实测的温度分布数据，验证本文用于轨道结... 详细信息

为研究大气环境下高速铁路无砟轨道结构温度分布和温度场变化规律，建立利用气象数据资料描述环境因素的边界条件，以求解无砟轨道结构温度场热传导方程。利用京沪高速铁路 CRTS-Ⅱ型轨道板现场实测的温度分布数据，验证本文用于轨道结构温度场的计算公式，分析气象数据资料变化引起的轨道结构温度分布和温度场变化规律。对比结果表明，本文推导得到的计算公式能够准确、有效的用于无砟轨道结构温度场的计算。京沪高速铁路无砟轨道结构现场实测和计算的结果表明：其夏季最大正温度梯度在12：00-14：00左右，最大负温度梯度在3：00-5：00左右。影响因素分析表明太阳辐射、风速和气温变化是影响轨道结构内部温度分布状况的主要因素。

关键词：无砟轨道温度场热传导方程气象资料京沪高铁

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不同气象数据精度对驼峰峰高设计的影响

交通运输系统工程与信息 2015年第3期15卷 185-189页

作者：张红亮杨浩夏胜利北京交通大学交通运输学院北京10044

气象数据是驼峰峰高设计的重要资料,驼峰设计规范使用月均数据作为驼峰设计计算温度、风速的依据.本文采用日均数据对全路49个主要编组站驼峰设计计算温度、风速分析发现,日均数据下南、北方地区驼峰设计计算温度分别较月均数据低1.34℃... 详细信息

气象数据是驼峰峰高设计的重要资料,驼峰设计规范使用月均数据作为驼峰设计计算温度、风速的依据.本文采用日均数据对全路49个主要编组站驼峰设计计算温度、风速分析发现,日均数据下南、北方地区驼峰设计计算温度分别较月均数据低1.34℃、0.94℃,计算风速分别较月均数据高1.29 m/s、1.15 m/s,增幅达30%以上.本文从理论上分析了差异产生的原因,并以三间房编组站为例进行了实证.进一步从置信概率的角度分析了全路主要编组站不同数据精度下驼峰设计计算温度、风速,基于日均数据的驼峰设计温度、风速与预期差值最大仅1.83%,基于月均数据的风速与预期差值最小达18.74%.在此基础上,研究了不同数据精度对峰高设计的影响,揭示出采用月均数据存在峰高设计偏低的问题,并提出至少采用日均数据的驼峰设计气象资料选用及设计规范修改建议.

关键词：铁路运输气象资料数据精度峰高设计置信概率

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两种不同算法在青岛市成蚊密度预测中的应用

中国媒介生物学及控制杂志 2021年第3期32卷 339-343,364页

作者：宋富成王伟马小芳李炳辉薛建杰李学奎姜洪荣青岛市疾病预防控制中心消毒与病媒生物防制科/食品卫生科/地方病防制科山东青岛266033 青岛市预防医学研究院山东青岛266033

目的应用多元线性回归算法和基因表达式编程算法模型预测青岛市成蚊密度,探讨其在成蚊密度预测中的可行性。方法收集青岛市2016-2019年3-11月的月最高气温、月最低气温、月平均气温、月平均湿度、月累计降水量和月累计降水天数等气象资... 详细信息

目的应用多元线性回归算法和基因表达式编程算法模型预测青岛市成蚊密度,探讨其在成蚊密度预测中的可行性。方法收集青岛市2016-2019年3-11月的月最高气温、月最低气温、月平均气温、月平均湿度、月累计降水量和月累计降水天数等气象资料和月成蚊密度资料,将2016-2018年数据资料作为训练集分别用2种方法建立预测模型,以2019年成蚊密度数据作为测试集分别验证2种模型的预测性能。结果多元线性回归算法模型中训练集和测试集的相关系数分别为0.94和0.93。基因表达式编程算法模型中训练集和测试集的相关系数分别为0.97和0.96。结论基于气象资料建立的2种算法模型均可较好地预测青岛市成蚊密度,为将来开展防蚊灭蚊工作提供了数据支持。

关键词：成蚊密度气象资料多元线性回归算法基因表达式编程算法

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中运与气压相关性分析及统计检验

中华中医药杂志 2021年第2期36卷 1122-1125页

作者：张丹丹柯资能中国科学技术大学科技史与科技考古系合肥230026

气压在现代气象学中占有重要地位,由于我国古代没有气压相对应的概念,运气与气象研究中鲜有涉及气压。本研究以全国116个气象站点一个甲子的逐日气压数据为样本,同时又细分为6个气象区域,利用大数据结合现代计算手段,多角度、多层次探... 详细信息

气压在现代气象学中占有重要地位,由于我国古代没有气压相对应的概念,运气与气象研究中鲜有涉及气压。本研究以全国116个气象站点一个甲子的逐日气压数据为样本,同时又细分为6个气象区域,利用大数据结合现代计算手段,多角度、多层次探析气压与中运的相关性。再利用SPSS 24.0软件中非参数检验的Kruskal-Wallis检验对其结论进行验证,验证结果表明中运与气压存在着稳定的关系,通过深入研究气压数据,能够更好地揭示运气理论的神秘面纱。

关键词：五运六气中运气象资料气压 Kruskal-Wallis检验

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宁夏市县气象综合业务监控系统设计和应用

陕西气象 2023年第4期 63-68页

作者：徐晓庆黄艳红李新庆王添男中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室银川750002 宁夏气象防灾减灾重点实验室银川750002

为弥补宁夏气象部门市县级用户缺乏资料监控管理的短板,研发了以宁夏气象综合业务实时监控系统为主要数据源的市县综合业务监控系统。首先从逻辑结构设计和数据流程设计阐明了系统的整体设计流程;其次,详细阐述了ElasticSearch、Quartz... 详细信息

为弥补宁夏气象部门市县级用户缺乏资料监控管理的短板,研发了以宁夏气象综合业务实时监控系统为主要数据源的市县综合业务监控系统。首先从逻辑结构设计和数据流程设计阐明了系统的整体设计流程;其次,详细阐述了ElasticSearch、Quartz定时任务调度框架、采集代理程序等关键技术在本系统中的应用;最后,通过系统的应用情况分析,表明该系运行正常,监控效果良好,能够为宁夏气象资料的传输提供一定保障作用。

关键词：气象资料市县监控天镜·宁夏

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泰山气象站

十万个为什么（探索版） 2023年第1期 34-36页

作者：赵勇(撰文/摄影) 无泰山气象站艺潇工作室

当你登上五岳独尊的泰山,会发现在日观峰顶嘉立着一座青石灰瓦的建筑:一个白色的“大球”镶嵌于房顶之上,让这座古朴的建筑彰显着神秘色彩。这便是中国第一个高山气象站——泰山气象站。泰山测候所泰山气象站前身为泰山测候所,是1932年... 详细信息

当你登上五岳独尊的泰山,会发现在日观峰顶嘉立着一座青石灰瓦的建筑:一个白色的“大球”镶嵌于房顶之上,让这座古朴的建筑彰显着神秘色彩。这便是中国第一个高山气象站——泰山气象站。泰山测候所泰山气象站前身为泰山测候所,是1932年为参与第二次国际极地年观测,由中国气象学家竺可发起而建的。建成后,虽然长期只有两名测候人员,但仍按头等测候所规定的规格执行任务,观测内容包括气压、气温、湿度、风向、风速、云、能见度、降水、天气现象、光的现象、雨滴直径、雪片形状、云海等,获得了大量极有价值的气象资料。

关键词：气象学家高山气象站气象资料测候所天气现象国际极地年观测内容五岳独尊