基于静止卫星红外云图的MCS自动识别与追踪

由于缺乏成熟的中尺度对流系统(MCS)自动追踪工具,使基于静止卫星红外云图的MCS研究的深度和广度受到制约。手工目测法识别追踪MCS,工作量大且容易造成误差,无法用于长时间序列卫星云图的MCS普查。该文结合我国中尺度对流天气的特点,在重新定义MCS云团识别标准的基础上,给出了一种基于图像处理和时间序列分析技术的MCS自动识别、存储、追踪和时间序列特征统计方法。通过对2003年淮河大水期间连续时次卫星云图的MCS自动识别、追踪和特征统计,对该方法的应用效果进行了检验,结果表明:该方法不仅能对每个时次的MCS进行快速识别,同时也能对多时次的MCS进行有效追踪。

基于人工神经网络的GMS云图四类云系的识别

应用人工神经网络方法较成功地识别了ＧＭＳ云图中的四类云系，并与传统的统计识别方法进行了对比，得出结论：神经网络方法更适合于云系的特征识别．还研究了神经网络本身的问题，取得一些网络设计的经验．

有限区域卫星云图资料变分分析的试验研究

资料分析在数值预报中的重要性受到越来越多的关注，鉴于目前常规探测网的时空局限性，利用分辨率较高的非常规资料势在必行。该文利用一个有限区域中尺度模式ＭＭ４，采用变分分析技术对有限区域的常规探空资料和非常规云图资料进行变分分析和数值模拟。试验结果表明，加进卫星云图的变分分析资料后，可改进初始温度场和湿度场。若仅加进湿度场的变分分析资料，可以改善降水量的预报，而对雨区的预报没有明显改善；若仅加进温度场的变分分析资料，可以明显地改善雨区的预报；

1995年6月梅雨期暴雨的水汽图像分析

文章利用ＧＭＳ－５水汽图像及常规资料，分析１９９５年６月中旬至７月初梅雨期暴雨的水汽图像特征，指出水汽羽与强降水的关系，并概括出梅雨期暴雨的水汽图像概念模型．

1991年江淮特大暴雨的平均云图特征

利用平均云图资料分析1991年汛期江淮特大暴雨的大尺度云系的空间分布特征.结果表明:暴雨时期有三条云带伸向江淮地区.水汽通道主要有两条:分别为南海和孟加拉湾,它显示了低纬度向中纬度的水汽输送作用.文中还分析了青藏高压对江淮暴雨的作用.

数字化天气雷达联网拼图与卫星云图综合实时处理系统

在ＭＹＴＲＯＮＳ系统的综合处理环节中，设计和研制成功具有双重功能的ＭＹＷＭＳ系统。它不仅象ＦＲＯＮＴＩＥＲＳ工作站一样，能综合处理雷达网和卫星图象，作出云雨场的分析和外推预报，而且还具有长江中游雷达网自动拼图的中央处理功能．

对气象卫星亮温的一种云、地分离方法

利用静止卫星资料 ,引入“最高亮温法”和“地表亮温底图”的概念 ,以“最高亮温法”为基础 ,得出“地表亮温底图”分析地表亮温分布。同时分析地表和云在两个窗区通道上的亮温差异以此为基础 ,提出一种实现云地分离的方法 ,所得结果对定量化分析云高及云的分类识别有积极的意义。

高低压中心、槽线识别的初步试验

利用经过截取处理的欧亚范围的欧洲格点数据，通过运算转化为屏幕网格资料，采用逐点追踪方法绘制等压线，运用统计识别法和模糊识别技术，结合实测风场订正，对高低压中心和槽线进行分析识别。试验结果表明，计算机能基本准确的识别出高低压中心及槽线，且速度比人工快得多，从而可做为人工智能工作站的一个接口，并为天气图的客观化和自动化分析作了初步尝试。

用三通道合成彩色图像进行云的分类解释判读

为更好地利用FY-3A气象卫星上中分辨率光谱成像仪(MERSI)资料高空间分辨率及多光谱的优势,细致分析云系在宏、微观方面的多重特征,首先利用平面平行辐射传输模式(SBDART)证明了MERSI的0.65,1.6μm和11.25μm通道能够分别反映云光学厚度、云粒子大小、云顶高度的信息,然后采用三通道合成彩色图像的方法,对FY-3A气象卫星云图进行云的分类解释判读。该技术可直观区分有云区、无云区,显示海陆分界,并且使不同云类在云图上体现为不同颜色。同时,FY-3A气象卫星高达1000 m甚至250 m的空间分辨率也使云的细致结构更为清晰,两项优势的叠加,大大提升了云的分类解释判读的准确程度和精细化水平。文中还尝试寻找典型云系的三通道特征值,以期为模糊C均值聚类(FCM)方法中聚类中心的选定提供经验值参考。

卫星云图的计算机分析识别

提出了采用数学形态学与句法模式识别结合，将云系结构与天气系统联系起来的卫星云图计算机分析识别方法。克服了传统的统计识别方法不能很好地反映云系整体性结构的缺陷。对一次台风过程不同阶段云系发展演变特征，实现了计算机分析识别试验。结果显示，在台风发展的不同阶段，云系的结构、形状和组成是不同的。

东北地区中尺度对流复合体的卫星云图特征

通过１０年（１９８３—１９９２年）卫星云图资料的分析，综合归纳了东北地区中尺度对流复合体（ＮＭＣＣ）的基本特征及其发展演变过程。由于受地理条件的影响，ＮＭＣＣ与美国大平原以及我国西北和华北平原上的ＭＣＣ有明显差别，作为一类特殊的对流性天气系统，ＮＭＣＣ与一般中尺度对流云团特征有明显差异。

红外云图的参数化及其与局地降雨的关系探讨

本文从大气探测原理和大气物理的基本概念出发，将地面气象观测资料与红外卫星云图相结合进行参数化估计，得到一些参数化估计结果。初步分析表明，这些参数化估计值与局地降雨有较好的相关关系。

中国西部SMMR积雪图的修正

在分析了中国西部SMMR积雪深度与积雪面积观测存在某些问题的基础上,通过与地面气象台站积雪深度观测记录,DMSP和NCAA卫星遥感积雪观测结果的详细对比,阐明了中国西部SMMR积雪观测结果的误差。对NASA雪深转换公式进行了大气厚度订正和积雪面积修正。订正后的SMMR积雪资料精度显著提高,具备准确表现中国西部积雪年内分配与年际变化的能力。

距离加权平均法数学模型在海河流域降雨等值线分析中的应用

将距离加权平均的数学模型算法引进到海河流域降雨等值线的分析计算中,并结合雨量站分布等具体问题对该模型做了一些改进,较好地解决了海河流域计算机自动分析、绘制降雨等值线的问题。

气象卫星云图数据的高效无失真压缩

在综合分析气象卫星云图数据高效无失真压缩方法的基础上，将二维ＤＰＣＭ预测器加反射型熵编码器用于各种灰度类型的气象卫星云图的无失真压缩，使压缩比与运算速度得到了较好的折中，实用效果较好．

用双时次GMS/IR通道数据合成动态云图的研究

数值化动态云图是一种在保留常规云图的基本信息的基础上，增加同窗定量化显示中尺度对流系统（ＭＣＳ）静态与动态特征功能的新型云图，它比通常的ＧＭＳ－ＩＲ云图具有更多的信息荷载，更丰富的信息内含与更好的实用性．文中提出了以双时次ＧＭＳ／ＩＲ通道数据合成数值化动态云图的技术原理和技术模式．

基于多种底图的云检测

利用静止卫星红外和短波红外通道资料的特点,生成了红外亮温底图与红外减短波红外差异底图,并充分利用这几种底图的特性,结合时空相似性检测来进行云检测的校正,实现了用动态阈值技术进行云检测。分析表明,红外亮温底图对于中高云系的检测效果较好,差异底图对于中低云系的检测效果较好,通过时空不同性测试可以将误检为云的晴空重新识别出来。算法取得了较好的检测效果。

GMS卫星红外云图数据压缩

依据ＧＭＳ卫星红外气象云图的统计特性，提出了一种“亚抽样＋修改的ＪＰＥＧ＋图象放大”的静止图象编码方法，使有失真压缩比在５０∶１至１００∶１时，恢复图象峰值信噪比在３５ｄＢ～４０ｄＢ之间，主观质量无视觉可觉察到的失真。对于信息保持型ＧＭＳ卫星红外云图数据压缩，选取训练集求取最小均方误差意义下的最佳线性预测器，并作为固定预测器应用于每幅云图，性能优于目前文献报导的固定预测器。

基于红外卫星云图的台风中心自动定位方法研究

台风中心定位一般依靠气象专业人员采用人工手动方式进行,自动化程度不高,效率低。本文利用单幅红外台风云图,根据台风运动特征以及天气学诊断原理,建立了基于红外卫星云图的云运动矢量主方向提取方法;在此基础上,根据台风密闭云区近似为圆的几何形状,构建了以圆的几何特性为约束的台风中心自动定位最优目标函数,求得了解析解,实现了有眼和无眼台风的自动定位。用这种方法对2005年"海棠"台风多个时次的红外卫星云图进行了台风中心自动定位仿真。该方法的定位精度较高,可作为台风中心自动定位的良好技术手段。

持续性冷涡暖锋暴雨成因及特征分析

利用常规观测资料、自动气象站降水量以及NCEP FNL再分析资料,对2019年8月6—8日一次持续性东北冷涡暴雨过程成因及特征进行诊断分析。结果表明:暖锋稳定维持在同一区域且不断锋生造成持续性暴雨。强降水出现在850 hPa锋区南侧,呈东西带状分布,暴雨与最大锋生区相对应。大气中层为弱对流不稳定,有利于强降水的维持。高层正位涡大值区向下层扩展,促使中低层涡度增加,在暖锋前形成正涡柱结构,在地面锋区上诱发出气旋性环流,有低压新生。锋区低层的强辐合区位于迎风坡,锋面辐合抬升和地形强迫抬升的共同作用,使低层强辐合区持续3 d维持在同一区域。冷涡东移减弱阶段,台风携带大量暖湿空气北上促使锋区北抬,强降水维持。冷涡新生和维持阶段,T_(850-500)≥25℃,K≥35℃,且有一定的对流有效位能,对暴雨的出现有较好的指示意义。暴雨区东边界的水汽输入最为关键,占到整个水汽输入总量的一半,尽管南边界的总水汽输入量不大,但集中出现在第一个暴雨日,是6日暴雨过程主要水汽贡献者。