四川盆地一次西南低涡影响下的飑线天气特征及其成因

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作者 邓承之 周国兵 +2 位作者 李强 刘伯骏 夏蘩 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第7期777-790,共14页

2019年6月4日夜间到5日白天,四川盆地东部出现一次西南低涡影响下的飑线过程,采用多源观测及欧洲中心再分析资料,分析此次飑线过程的特征及成因。结果表明:飑线形成前四川盆地中部已出现暴雨,该对流性暴雨在高空低槽和暖性西南低涡的环... 2019年6月4日夜间到5日白天,四川盆地东部出现一次西南低涡影响下的飑线过程,采用多源观测及欧洲中心再分析资料,分析此次飑线过程的特征及成因。结果表明:飑线形成前四川盆地中部已出现暴雨,该对流性暴雨在高空低槽和暖性西南低涡的环流背景下产生,相应的对流层大气湿层深厚且具有一定对流有效位能。飑线发生在冷空气翻越秦岭进入西南低涡后部的显著锋生过程中,在高空低槽、西南低涡及强冷锋的共同影响下,冷锋垂直环流与西南低涡垂直环流合并,锋区抬升机制显著增强,为飑线在重庆西部形成提供了有利的动力抬升条件。重庆西部的大气环境有利于飑线形成,具有较大的对流层中下层垂直减温率、对流有效位能及深层垂直风切变,且对流层中层干空气特征显著。雷达上表现为冷切变线形成的线状对流与西南低涡锋生区中的强降雨对流合并发展,在重庆西部形成“人字形”回波,回波后部边界层内由前期暴雨形成的冷区在冷锋南下和锋后干空气中的雨滴蒸发冷却作用下进一步降温形成冷池出流,利于飑线的形成;弓状飑线在形成之后维持了约1.5 h。冷锋后部强低空水平动能的向南及向下输送,以及地面冷暖空气间位温梯度的显著增强,均有利于地面大风的形成。 展开更多

关键词 强对流 飑线 弓形回波 西南低涡 冷锋

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人工智能模型的分类临近预报产品效果检验与分析 被引量：1

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作者 张勇 刘慧 +3 位作者 郑颖菲 刘伯骏 李琴 邹倩 《沙漠与绿洲气象》 2023年第1期115-121,共7页

对2019年2—10月人工智能临近预报模型的降水、雷电、雷暴大风和冰雹等4类产品分别进行了业务检验与分析,结果表明:(1)对于降水产品,随着降水量级的增大,模型预报效果变差。相对来说,模型对0~1 h降水的预报能力略优于1~2 h,模型在0~2 h... 对2019年2—10月人工智能临近预报模型的降水、雷电、雷暴大风和冰雹等4类产品分别进行了业务检验与分析,结果表明:(1)对于降水产品,随着降水量级的增大,模型预报效果变差。相对来说,模型对0~1 h降水的预报能力略优于1~2 h,模型在0~2 h内完全不能预报出站点上≥10 mm的实况小时降水。(2)对于雷电产品,总体上模型的预报能力较差,1~2 h的预报效果明显比0~1 h差。相对5与20 km半径格点化实况,当取10 km半径格点化时,模型的雷电整体预报效果最优。(3)雷暴大风与冰雹产品具有类似的特点:在适当的时空匹配方式下,模型能预报出大多数实况中出现的雷暴大风或冰雹,但虚报率高,业务应用中主要考虑消空。最大时间提前量随着空间匹配半径或时间扩展的增大而增大,相对于冰雹预报,雷暴大风预报的最大时间提前量要优于冰雹预报。当空间匹配半径取10 km和时间扩展取20 min时,既可兼顾雷暴大风和冰雹的局地性,又可保证定量检验上相对较优。 展开更多

关键词 人工智能模型 分类临近预报产品 时空模糊匹配 检验与分析

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人工智能技术在重庆临近预报业务中的初步研究与应用 被引量：22

3

作者 顾建峰 周国兵 +4 位作者 刘伯骏 聂磊 张亚萍 张勇 吴胜刚 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第10期1286-1296,共11页

从大量研究工作中可知,人工智能(AI)技术可以用于改进强对流天气临近预报。重庆市气象局与百度公司合作,基于2008—2018年的天气雷达数据,采用TrajGRU技术,初步建立了三维雷达回波智能临近预报模型。结合地面观测资料和U-net技术,对雷... 从大量研究工作中可知,人工智能(AI)技术可以用于改进强对流天气临近预报。重庆市气象局与百度公司合作,基于2008—2018年的天气雷达数据,采用TrajGRU技术,初步建立了三维雷达回波智能临近预报模型。结合地面观测资料和U-net技术,对雷暴大风和冰雹进行智能识别。将以上技术用于降水、雷暴大风和冰雹的临近预报业务中。与SWAN产品相比,AI产品在回波演变预报方面有明显优势。雷达回波智能预报能力随时间降低的速度低于传统外推方法,对长时效雷达回波预报明显提升。降水智能预报较SWAN降水预报有一定程度提高。在2019年业务试运行过程中,雷暴大风、冰雹智能预报模型提前量分别为77和37 min。AI技术在重庆的强对流天气临近预警业务中的研究与应用已初见成效。 展开更多

关键词 雷达回波 人工智能 临近预报 业务应用

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一种基于地面实况的降雹风暴体客观标识方法 被引量：4

4

作者 刘伯骏 张亚萍 +3 位作者 黎中菊 韩潇 芦华 张勇 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期78-90,共13页

标识工作是建立深度学习数据集的关键基础,对观测数据匮乏的冰雹等灾害性天气智能预报尤为重要。选取2008—2019年重庆地区灾情报告中有准确时间的13次降雹过程(分为参照集和验证集),利用模糊逻辑算法,建立基于地面实况的降雹风暴体客... 标识工作是建立深度学习数据集的关键基础,对观测数据匮乏的冰雹等灾害性天气智能预报尤为重要。选取2008—2019年重庆地区灾情报告中有准确时间的13次降雹过程(分为参照集和验证集),利用模糊逻辑算法,建立基于地面实况的降雹风暴体客观标识方法。为获取冰雹与风暴体的合理匹配,选取风暴质心与降雹地点间距离、风暴最大反射率因子、45 dBZ反射率因子最大高度、最大垂直积分液态水含量、最大回波顶高作为判别因子。对于参照集,客观标识方法正确标识7次,其中有5次标识时间与灾情报告记录时间相差在6 min以内。对于验证集,算法标识正确率为100%。为了扩大检验范围,将算法用于无准确时间的22次降雹过程,并将结果与预报员人工标识结果进行比较后发现,二者往往标识的是同一风暴体。上述结果表明:该方法在时间信息模糊的情况下可进行标识。同时发现该方法不依赖于冰雹尺寸、发生时间及风暴体生命史长度,但对初始猜测位置、风暴体识别算法较为敏感。 展开更多

关键词 冰雹 雹暴标识 模糊逻辑 灾情报告

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基于Himawari-8卫星的云参数和降水关系研究 被引量：14

5

作者 桂海林 诸葛小勇 +3 位作者 韦晓澄 刘伯骏 唐志军 江琪 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第11期1579-1588,共10页

基于日本Himawari-8卫星的云产品,对中国中东部地区2017年夏季(6—8月)每日08—17时的降水资料进行了分析,重点讨论了云光学厚度(COD)、云顶粒子平均尺度(CPS)、云顶温度(CTT)三个云参数与降水的关系。试验表明,降水概率与云参数相关性... 基于日本Himawari-8卫星的云产品,对中国中东部地区2017年夏季(6—8月)每日08—17时的降水资料进行了分析,重点讨论了云光学厚度(COD)、云顶粒子平均尺度(CPS)、云顶温度(CTT)三个云参数与降水的关系。试验表明,降水概率与云参数相关性较高,存在随着COD增加、CPS增加、CTT减小而增加的明显趋势。但是,单个云参数与降水强度相关性则较低;COD、CPS、CTT与小时降雨率的相关系数分别为0.2315、0.1823、-0.2235,均为弱相关。如果综合考虑联合两个或三个云参数形成小时降雨率分布矩阵,则降水过程能得到更为清晰的体现。2017年8月28日的个例表明,相比纯粹基于红外的算法,三参数方法可以明显提高小时降雨率的估计精度。 展开更多

关键词 云参数 降水 Himawari-8 小时降雨率

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川渝盆地主汛期短时强降水事件日变化特征研究 被引量：11

6

作者 李强 张亚萍 +2 位作者 何跃 刘伯骏 郭渠 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期144-152,共9页

利用四川盆地和重庆地区1980-2012年主汛期(5-9月)基本站小时降水观测资料,分析了短时强降水事件降水量、频次和强度的日变化特征,研究了短时强降水事件日峰值位相和空间分布特征,事件极值降水日变化和持续时间等分布特征,得出以下主要... 利用四川盆地和重庆地区1980-2012年主汛期(5-9月)基本站小时降水观测资料,分析了短时强降水事件降水量、频次和强度的日变化特征,研究了短时强降水事件日峰值位相和空间分布特征,事件极值降水日变化和持续时间等分布特征,得出以下主要结论:1)川渝盆地短时强降水事件开始时间的日变化上(01:00-24:00时,北京时间,下同),表现为"V"型结构下典型夜间峰值位相特征;结束时间的日变化上,表现为多个峰值型结构分布.强降水事件持续时间的日变化上,频次和降水量均呈双峰型结构,频次极大峰值出现在3h,而强度上随着持续时间的延长,呈现逐渐增加的趋势;2)短时强降水事件极值开始时间空间分布上,极大频次和极大降水量出现在20:00-01:00时内,主要分布在盆地南部和西部大部分地区;日峰值频次结束时间主要发生在20:00-01:00时和08:00-13:00时两个时段内,主要分布于盆地南部、中部和西部大部分地区;3)短时强降水事件极值降水的日变化上,降水量和频次呈现单峰型结构,白天多为短时间(2~4h)强降水事件出现极值,而傍晚开始至第二天清晨,持续2~10h强降水事件出现极值均有发生;强降水事件极值降水持续时间日变化,1~24h内呈单峰型结构,峰值出现在2h. 展开更多

关键词 短时强降水 短时强降水事件 频次 强度

原文传递

空气质量模式在重庆主城区预报效果检验订正 被引量：4

7

作者 芦华 吴钲 +2 位作者 刘伯骏 高阳华 李振亮 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期176-184,共9页

针对CUACE和CMAQ模式在重庆市主城区对PM_(2.5)、O_(3)和能见度的预报水平,分别进行了统计检验和分级检验分析,结果表明,CUACE模式对PM_(2.5)预报准确度高于CMAQ模式,对O_(3)和能见度的预报水平较低,略差于CMAQ模式,两种模式对于超标污... 针对CUACE和CMAQ模式在重庆市主城区对PM_(2.5)、O_(3)和能见度的预报水平,分别进行了统计检验和分级检验分析,结果表明,CUACE模式对PM_(2.5)预报准确度高于CMAQ模式,对O_(3)和能见度的预报水平较低,略差于CMAQ模式,两种模式对于超标污染物和低能见度天气预报的准确率较低,存在一定的虚报和漏报;通过多元线性回归对预报结果进行订正,并对订正结果进行检验,发现订正后的预报值标准化平均偏差降低至0.5以内,平均平方根误差也明显降低,相关系数显著提高,偏差分布范围变窄,对超标污染物和低能见度天气的预报准确度有所提高. 展开更多

关键词 CUACE CMAQ PM_(2.5) O_(3) 能见度 检验 多元线性回归

原文传递

基于SWAN雷达拼图产品在暴雨过程中的对流云降水识别及效果检验 被引量：14

8

作者 张勇 吴胜刚 +3 位作者 张亚萍 刘伯骏 龙美希 邹倩 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第2期180-190,共11页

本文基于SWAN雷达拼图产品,选取了组合反射率因子、组合反射率因子水平梯度、回波顶高及垂直累积液态水含量作为识别参数,采用模糊逻辑法对暴雨过程中的对流云与层状云降水进行了分类试验,对发生在重庆的12次区域性暴雨天气过程分类结... 本文基于SWAN雷达拼图产品,选取了组合反射率因子、组合反射率因子水平梯度、回波顶高及垂直累积液态水含量作为识别参数,采用模糊逻辑法对暴雨过程中的对流云与层状云降水进行了分类试验,对发生在重庆的12次区域性暴雨天气过程分类结果进行了验证。并以ADTD地闪资料作为对流云降水的实况观测数据,分别采用了四种不同半径的空间匹配与四种不同时间匹配方式对识别出的对流云降水产品进行了定量检验。检验结果显示:随着空间匹配半径的增大,正确率明显提高,而6 min地闪相对于6 min拼图产品提前6、3、0 min及滞后3 min四种时间匹配方式,其正确率变化很小。对于12次暴雨过程的总体评分较高,检验方法具有清楚的物理意义,在不同的时空匹配方式下的评分结果符合实际情况,同时说明对流云与层状云降水分类效果较好,也是对对流云降水识别定量检验的一次探索。 展开更多

关键词 SWAN拼图产品 暴雨 降水分类 地闪 检验

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四川盆地一次西南涡作用下大暴雨过程的短时强降水分析 被引量：24

9

作者 何跃 李强 +2 位作者 刘伯骏 邓承之 牟容 《沙漠与绿洲气象》 2019年第6期29-38,共10页

利用常规地面、高空观测资料、自动站资料、NCEP1°×1°再分析资料和新一代多普勒天气雷达观测资料,分析2015年8月16-18日四川盆地持续性大暴雨过程,给出了此次大暴雨过程不同阈值短时强降水的时空分布特征,研究此次大暴... 利用常规地面、高空观测资料、自动站资料、NCEP1°×1°再分析资料和新一代多普勒天气雷达观测资料,分析2015年8月16-18日四川盆地持续性大暴雨过程,给出了此次大暴雨过程不同阈值短时强降水的时空分布特征,研究此次大暴雨过程中造成短时强降水的成因。结果表明:螺旋度的变化对短时强降水有指示作用,螺旋度等值线密集(稀疏),短时强降水增强(减弱)。水汽收支方程中,水汽通量散度项为短时强降水的发生提供了主要的水汽来源。永川雷达反演的风场上具有明显的低空急流、低层辐合,以及局地气旋性涡旋的中小尺度环流特征。通过对比分析发生在2013年6月30日的相似大暴雨过程,发现两次过程的关键影响系统均是西南涡。"8·17"大暴雨过程低涡前部偏南暖湿急流及低涡后部东北冷流均显著,是斜压锋生类短时强降水;"6·30"大暴雨过程低涡前侧偏南暖湿急流显著,暖平流建立的不稳定起了主导作用,是暖平流强迫类短时强降水。雷达特征显示"8·17"过程强反射率因子面积小,回波质心发展较高,有明显的辐合特征;"6·30"过程强反射率因子面积大,回波质心发展低,并伴有中气旋活动。 展开更多

关键词 短时强降水 西南涡 多普勒天气雷达 风场反演

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重庆2014年9月12—19日连阴雨过程分析 被引量：6

10

作者 王欢 陈鹏 +3 位作者 庞玥 李晶 刘伯骏 刘超 《沙漠与绿洲气象》 2018年第4期30-37,共8页

利用NCEP1°×1°的再分析资料及重庆地区逐日、逐时降水资料、TBB资料以及雷达回波资料对重庆2014年9月12—19日连阴雨天气及期间两次暴雨过程进行对比分析。结果表明:此次连阴雨期间欧亚大陆中纬度为"一槽"型,... 利用NCEP1°×1°的再分析资料及重庆地区逐日、逐时降水资料、TBB资料以及雷达回波资料对重庆2014年9月12—19日连阴雨天气及期间两次暴雨过程进行对比分析。结果表明:此次连阴雨期间欧亚大陆中纬度为"一槽"型,暖湿气流沿台风"海鸥"外围以及副高边缘不断将南海及西太平洋的水汽输送至川渝地区,为连阴雨提供良好的水汽输送条件;比湿的演变对连阴雨期间降水的增强及间歇有明显的指示意义,负的整层水汽通量散度大值区与两次暴雨落区一致。连阴雨前期大气为对流不稳定层结,能量条件好,阻塞高压明显,中高纬度的环流经向度较大,有利于冷空气的快速南下,前期的"9·13"大暴雨的对流性特征更明显;后期"9·17"暴雨则表现为稳定性降水,TBB资料在连阴雨期间的强度演变对两次暴雨过程产生的时段和落区的指示意义较好。在整个连阴雨期间近地层多弱冷空气的影响,中层有偏南风,连阴雨天气得以持续,但是两次暴雨过程开始时,冷平流均有明显的增大,表明冷空气有所加强,冷空气的加强触发了暴雨的产生,同时伴有中层偏南暖湿气流的增强。从两次暴雨过程时多普勒雷达垂直风廓线图也能反映出低层冷空气入侵,中层偏南暖湿气流的增强。 展开更多

关键词 连阴雨天气 重庆地区 雷达回波资料 暴雨过程 弱冷空气 降水资料 暖湿气流 水汽通量散度

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深度学习方法在强降水临近预报技术中的应用及其改进思考 被引量：3

11

作者 张亚萍 张焱 +2 位作者 翟丹华 刘伯骏 周国兵 《暴雨灾害》 2022年第5期506-514,共9页

如何有效将基于预报员经验的、不受物理公式约束的强降水天气特征作为先验知识融入到深度学习模型,是提升强降水临近预报准确率面临的重要挑战之一。首先,简述了目前主流的深度学习模型以及一些已开展的针对深度学习模型可解释性的探索... 如何有效将基于预报员经验的、不受物理公式约束的强降水天气特征作为先验知识融入到深度学习模型,是提升强降水临近预报准确率面临的重要挑战之一。首先,简述了目前主流的深度学习模型以及一些已开展的针对深度学习模型可解释性的探索成果;然后,对目前常用的几种强降水临近预报方法进行了简单介绍;最后,通过对深度学习方法在强降水临近预报技术中改进的思考,提出了将先验知识融入到深度学习模型的可能途径,具体包括:将一些经验特征进行量化或自动识别后作为模型输入,将预先提取的特征作为模型标签,在模型架构中嵌入先验知识的量化编码,结合可求导的检验指标设计损失函数对模型进行优化;同时指出,需要提高对强降水临近预报产品的主客观评估的一致性,以便能更好地确定强降水临近预报技术的改进方向。 展开更多

关键词 深度学习 强降水 临近预报 先验知识

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绿雨添睡美（中国画）

12

作者 刘伯骏 《浙江艺术职业学院学报》 2006年第3期I0008-I0008,共1页

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雨霁（中国画）

13

作者 刘伯骏 《浙江艺术职业学院学报》 2006年第3期I0008-I0008,共1页

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重庆天气雷达建设 被引量：2

14

作者 王娜 童曦 +2 位作者 张应超 刘伯骏 李奇临 《气象科技进展》 2021年第2期26-27,共2页

重庆位于长江上游,四川盆地东南部,面积为8.24万km^(2),是中国目前行政辖区最大、人口最多、管理行政单元最多的特大型城市。2011年,重庆被中国气象局纳入在西部率先基本实现气象现代化试点城市,开启了重庆气象现代化建设的新征程,其中... 重庆位于长江上游,四川盆地东南部,面积为8.24万km^(2),是中国目前行政辖区最大、人口最多、管理行政单元最多的特大型城市。2011年,重庆被中国气象局纳入在西部率先基本实现气象现代化试点城市,开启了重庆气象现代化建设的新征程,其中以天气雷达为代表的地基遥感观测综合能力得以显著增强。 展开更多

关键词 行政辖区 气象现代化建设 天气雷达 特大型城市 中国气象局 行政单元 试点城市 长江上游

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基于机器学习的成渝地区空气质量数值预报PM2.5订正方法研究 被引量：21

15

作者 芦华 谢旻 +4 位作者 吴钲 刘伯骏 高阳华 陈贵川 李振亮 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4419-4431,共13页

空气质量预报对于大气污染防治、打赢蓝天保卫战意义重大.本研究基于重庆市气象局的中尺度天气模式(WRF)和空气质量数值预报模式(CMAQ)的预报产品,采用2018年4个代表月份(1、4、7、10月,分别代表冬、春、夏和秋季)成渝地区22个观测站点... 空气质量预报对于大气污染防治、打赢蓝天保卫战意义重大.本研究基于重庆市气象局的中尺度天气模式(WRF)和空气质量数值预报模式(CMAQ)的预报产品,采用2018年4个代表月份(1、4、7、10月,分别代表冬、春、夏和秋季)成渝地区22个观测站点的PM2.5浓度和气象要素观测数据,建立基础特征变量数据集(包括训练数据集和测试数据集),通过调整模型参数,并利用训练数据集采用机器学习方法(Lasso回归、随机森林回归、深度学习RNN-LSTM)进行模型训练,订正了成渝地区PM2.5数值预报.其中,通过Lasso回归算法对成渝地区4个区域分别进行变量优选,优化模型,利用测试数据集对模型进行测试并检验评估.结果表明,基于3种机器学习方法订正后的PM2.5小时浓度相比CMAQ模式模拟预报结果,偏差显著降低,相关系数显著提高.其中,随机森林回归和RNN-LSTM的订正效果优于Lasso回归,区域统计与站点统计结果较为一致;Lasso回归订正后的均方根误差减小50%左右,相关系数达70%,随机森林回归和RNN-LSTM订正后的均方根误差减小70%左右,相关系数达90%,随机森林回归与RNN-LSTM订正后的偏差范围相比Lasso回归集中范围更窄,最大概率分布更集中;3种方法对不同季节的订正效果与全年一致,其中,冬季订正效果更为显著.研究结果可为提高我国重点城市群区域-成渝地区PM2.5浓度的大气污染预报能力提供有益参考. 展开更多

关键词 成渝地区 机器学习 WRF-CMAQ模式 PM2.5浓度 空气质量数值预报

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世纪大家

16

作者 刘伯骏 《现代艺术》 2017年第2期103-105,共3页

关键词 纸本 大家 CM

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基于模糊逻辑的闪电事件分级技术

17

作者 张亚萍 张焱 +8 位作者 张勇 牟容 黎中菊 刘伯骏 何跃 赵思亮 何军 邓承之 翟丹华 《中国科技成果》 2020年第23期22-23,25,共3页

利用重庆地区2007年到2016年的ADTD(Advanced Direction Time of arrival Detection)地闪资料,选取200个典型闪电事件,对不同时间段(10,min、30,min、1,h、3,h、6,h、12,h和24,h)的0.125°×0.125°经纬度格点上的地闪频次... 利用重庆地区2007年到2016年的ADTD(Advanced Direction Time of arrival Detection)地闪资料,选取200个典型闪电事件,对不同时间段(10,min、30,min、1,h、3,h、6,h、12,h和24,h)的0.125°×0.125°经纬度格点上的地闪频次分布及百分位频次进行统计,基于模糊逻辑技术建立了闪电事件分级技术.结果表明:不同强闪电事件的地闪时空分布有较大差异;利用综合隶属度对闪电事件进行分级,能够较全面地反映闪电的局地强度、持续时间和发生范围.项目开展的不同时间段格点地闪频次百分位统计,已用于重庆市气象台"重庆智能天气预警预报服务能力建设(一期)"项目建成的百度深度学习平台中的格点化闪电训练集标识. 展开更多

关键词 深度学习 综合隶属度 分级技术 模糊逻辑 服务能力建设 预警预报 持续时间 百分位

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