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通用航空气象灾害监测与预报预警技术新进展
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作者 吴昊 徐琪 +5 位作者 曹阳 慕熙昱 王体健 严殊祺 杨华栋 花家嘉 《大气科学学报》 北大核心 2025年第2期340-351,共12页
随着“一带一路”背景下通用航空发展战略的实施与国家低空空域管理的改革,我国通用航空行业进入快速发展期,与之相匹配的专用机场建设需求呈现爆发式增长。低空天气预报和气象灾害监测成为影响通用航空发展的关键因素。本文通过梳理、... 随着“一带一路”背景下通用航空发展战略的实施与国家低空空域管理的改革,我国通用航空行业进入快速发展期,与之相匹配的专用机场建设需求呈现爆发式增长。低空天气预报和气象灾害监测成为影响通用航空发展的关键因素。本文通过梳理、比较已有研究成果,总结国内外通用航空气象灾害监测与预报预警技术的发展成果,以期为后续相关研究提供理论参考与经验借鉴。本文通过文献调研法与特征归纳法,对比分析并归纳总结了当前通用航空气象预报服务的研究进展与实践成果。文章具体从通用航空气象预报业务现状、影响通用航空安全的主要气象灾害要素、气象灾害的预报预警技术和通用航空气象服务的发展等4个方面梳理了已有国内外相关研究成果。后续有必要从通用航空相关气象灾害生消机理、监测预报预警技术研发、业务流程及相关政策法规工作等方面开展研究,进一步完善通用航空气象灾害预报预警系统,为全面推进公共运输航空与通用航空的战略部署提供坚实的科学基础和理论依据。 展开更多
关键词 通用航空 气象灾害 预报预警 航空气象服务
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新冠疫情期间南京市Pm_(2.5)浓度变化以及对人为源的响应研究 被引量:1
2
作者 宋樊玲 邱新法 +2 位作者 曾燕 王勇 姚泽辉 《环境生态学》 2024年第5期108-119,共12页
新冠疫情暴发初期,各地政府采取了前所未有的防控措施防止病毒传播,为研究Pm_(2.5)浓度如何响应人为排放提供了一次非常难能可贵的机会。本研究通过使用空气质量模型WRF-Chem和最新公开的清华大学MEIC 2019以及MEIC 2020排放清单模拟了2... 新冠疫情暴发初期,各地政府采取了前所未有的防控措施防止病毒传播,为研究Pm_(2.5)浓度如何响应人为排放提供了一次非常难能可贵的机会。本研究通过使用空气质量模型WRF-Chem和最新公开的清华大学MEIC 2019以及MEIC 2020排放清单模拟了2020年疫情暴发初期以及2019年同期南京市Pm_(2.5)的浓度。通过设计排放情景,本研究探讨了南京市疫情暴发初期4个主要排放部门的排放量减少对Pm_(2.5)浓度的影响。结果发现,与2019年相比,2020年疫情暴发初期,Pm_(2.5)浓度下降了30%左右,且下降比例呈现从南京市主城区向外递减的规律。疫情防控措施对于工业源和民用源排放的影响最大,分别下降了37.4%和21.6%,符合南京市的生活特征、人口分布特征和主要工业区的实际位置。综上所述,今后南京市的减排工作应重点放在控制工业排放源和民用排放源上。本研究为之后南京市治理不同部门排放的Pm_(2.5)浓度提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 新冠疫情 WRF-Chem 人为源排放 MEIC
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基于自持电中性闪电放电参数化模型研究云闪通道中沉积电荷的变化特征
3
作者 唐渤 谭涌波 +1 位作者 郑天雪 张袁瞰 《气象学报》 北大核心 2025年第1期129-141,共13页
闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模... 闪电通道的电荷特征是雷电物理研究的重点,而现有的观测手段难以直接获取通道中电荷的详细演变特征,为了深入研究闪电通道电荷的变化特征并与观测形成互补,开展模拟工作必不可少。利用自持电中性闪电放电参数化模型,在三极电荷背景下模拟多次云闪并从中选取一次典型个例,分析该云闪通道内电荷的变化特征及其影响因素,结果如下:正、负先导通道形成时,通道内会沉积一定量的初始电荷;后继分支延伸时,之前的通道会沉积来自后继分支的异极性电荷,通道内初始电荷会不断被中和,部分通道的电荷极性会发生变化;通道熄灭或后继分支停止延伸时,通道内电荷不再变化;再击穿过程发生时,截止通道内的异极性电荷会显著减少,再次激活的通道内的异极性电荷会显著增多。研究表明:先导通道内的电荷变化与通道自身的状态以及后继分支的延伸状况有关;通道电荷变化幅度与通道初始电荷量以及后继分支的活跃程度呈正相关,而通道的初始电荷量与通道首次击穿电场呈正相关。此外,在正、负先导极性不对称的影响下,云闪起始点倾向于沉积更多正电荷。 展开更多
关键词 雷电物理学 闪电参数化 通道电荷 云闪起始点 再击穿过程
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基于多模式集成的降水空间结构预报改进研究
4
作者 吉璐莹 智协飞 +2 位作者 季焱 朱寿鹏 罗其祥 《大气科学》 北大核心 2025年第1期257-278,共22页
分别从“点对点”雨量检验和降水空间结构特征检验两方面对多个数值模式东亚夏季中短期逐日降水集合预报进行评估,结果表明不同模式对降水的不同方面存在不一样的预报能力。借助基于对象的诊断评估方法(method for object-based diagnos... 分别从“点对点”雨量检验和降水空间结构特征检验两方面对多个数值模式东亚夏季中短期逐日降水集合预报进行评估,结果表明不同模式对降水的不同方面存在不一样的预报能力。借助基于对象的诊断评估方法(method for object-based diagnostic evaluation,简称MODE)提出了基于降水对象的超级集合(Object-based Superensemble,简称OBJSUP)模型,采用观测场和预报场中降水对象空间结构的相似度来分配各个成员模式的权重,有别于利用传统“点对点”误差分析来计算权重的超级集合(Gridpoint-based Superensemble,简称GPSUP)。相比于最优单模式,两种多模式集成预报均有效地提高了中短期降水预报技巧,且OBJSUP模型整体优于GPSUP模型,主要原因在于OBJSUP模型可以较好地改进降水对象的质心位置预报。为进一步检验多模式集成模型对强降水空间结构特征的预报能力,针对2018年夏季广东一次极端强降水事件,多模式集成预报与高分辨率区域模式动力降尺度预报对比表明,多模式集成对强降水的预报不足,但对广东省逐日大雨量级降水和过程累积降水量空间分布预报较好。高分辨率区域模式对此个例中粤东地区发生的强降水具有一定的预报能力,但对广东省其他地区降水量预报偏弱。 展开更多
关键词 基于对象的诊断评估方法 多模式集成 动力降尺度 极端降水
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南京市局地环境气温效应
5
作者 林依宁 曾燕 邱新法 《气象科学》 2025年第1期145-154,共10页
基于南京市107个区域自动气象站和5个常规气象站2018—2020年逐小时气温资料,以局地气候分区体系为基准,结合天地图遥感影像和台站照片,系统分析了南京市主城区和郊区不同典型局地环境的气温效应强度变化特征。结果表明:背景环境会叠加... 基于南京市107个区域自动气象站和5个常规气象站2018—2020年逐小时气温资料,以局地气候分区体系为基准,结合天地图遥感影像和台站照片,系统分析了南京市主城区和郊区不同典型局地环境的气温效应强度变化特征。结果表明:背景环境会叠加影响局地环境的气温效应。在城区,地面硬化与建筑的环境背景总体的热岛增温效应会叠合加强局地环境的增温效应,或者缓冲局地环境的降温效应。在郊区,人类活动对自然环境的改变相对较小,因此,其典型局地环境的气温效应规律更符合传统认知。郊区背景下,建筑环境气温效应强度在季节变化上总体表现为增温效应,茂密树木为降温效应,水体在春、夏季为降温效应,秋、冬季为增温效应;在日变化上,建筑环境表现为全天增温效应,茂密树木为降温效应,水体为夜晚增温,白天降温。南京局地环境气温效应强度的极端情况为±8℃,其出现的天气概率最大为晴天,其次为局部降水天气。即:晴天更有利于局地环境气温效应的凸显;其次是局部降水天气,此时降水区与非降水区温差变大,是造成气温场空间差异大的另一个重要原因。 展开更多
关键词 气温效应 城市背景环境 局地环境 气象观测资料
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我国大气环境模式的研究进展和未来展望
6
作者 王体健 李蒙蒙 +10 位作者 韩志伟 张华 周春红 谢旻 李树 庄炳亮 吴昊 曲雅微 傅宗玫 马丹阳 李亚松 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期5921-5933,共13页
本文针对我国大气环境模式的发展历史和主要特点开展系统综述,并对大气环境模式的研究进行展望,提出未来可能的发展方向.我国自20世纪60年代开始大气环境模式方面的发展和应用研究,历经输送扩散模式、酸沉降模式、空气质量模式、气候-... 本文针对我国大气环境模式的发展历史和主要特点开展系统综述,并对大气环境模式的研究进行展望,提出未来可能的发展方向.我国自20世纪60年代开始大气环境模式方面的发展和应用研究,历经输送扩散模式、酸沉降模式、空气质量模式、气候-化学耦合模式、地球系统模式等不同阶段,自主发展了具有中国特色的大气环境模式,改进完善了国际先进的大气环境模式,在大气污染防治与管控、重大活动环境保障和气候变化应对等方面发挥了重要作用.未来需要进一步加强大气污染形成机理在模式的应用研究、排放清单反演和动态源排放模式研发、多源观测资料与大气环境模式融合、集合预报技术研发、非结构网格系统研发、基于人工智能的环境大模型研发,全面提升我国大气环境模式的整体性能,积极推进我国大气环境模式的开源化和国际化. 展开更多
关键词 输送扩散模式 酸沉降模式 空气质量模式 气候-化学耦合模式 地球系统模式
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春节期间气象条件对南京大气环境(污染/清洁)的影响 被引量:4
7
作者 孙燕 张蓬勃 +2 位作者 严文莲 潘菁菁 郑祚芳 《气象科学》 北大核心 2021年第4期535-542,共8页
利用1981-2015年南京常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了南京市春节前后主要的天气形势及其对大气环境的可能影响。结果表明:(1)1981-2015年,南京地区春节前共出现冷空气过程19次,春节期间出现21次;春节前共出现降水天气过... 利用1981-2015年南京常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了南京市春节前后主要的天气形势及其对大气环境的可能影响。结果表明:(1)1981-2015年,南京地区春节前共出现冷空气过程19次,春节期间出现21次;春节前共出现降水天气过程27次,而春节期间共出现25次,降水持续时间均为2 d左右。春节前和春节期间,既没有冷空气又无降水天气过程的年份均为8 a。(2)影响的冷空气过程以中西路为主,春节前冷中心位于贝加尔湖以西,春节期间冷空气中心位置略偏南,强度略偏大;500 hPa以两脊一槽型分布,南京处于槽区,槽后冷空气不断南下影响南京;在冷空气影响下,南京以偏北风为主,且南京都处于大风速区;冷空气过程有利于污染物的清除和扩散。(3)降水过程期间,冷暖气流交汇于南京地区,南京处于南北气流交汇的鞍型场中,同时湿度大,且处于风场辐合区内,有利于降水天气的发生,进而对于大气污染物也起到了稀释和清除的作用。(4)南京市处于海平面气压的均压场中,地面风速较小,这样的天气条件不利于污染扩散;同时近地层相对湿度适中,有利于污染物半径吸湿扩大,进而增加大气污染物浓度;从温度层结来看,南京地区上空700~1000 hPa气温基本一致,这样的中性层对污染物的向上扩散也起到一定的一致作用;上述这些气象条件都有利于大气污染浓度增加。春节期间的稳定天气形势会加剧污染天气的发生。 展开更多
关键词 春节期间 气象条件 大气环境
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地面气象要素多模式集成预报研究进展 被引量:8
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作者 周海 秦昊 +1 位作者 吉璐莹 肖莹 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期815-825,共11页
目前,集合预报已成为天气预报业务的主要支撑。然而,由于数值模式本身的限制与不完善以及集合系统存在初值扰动、集合大小等方面的局限,常存在预报偏差。不同预报模式通常具有不同的物理过程参数化方案、初始条件等,导致其预报能力各有... 目前,集合预报已成为天气预报业务的主要支撑。然而,由于数值模式本身的限制与不完善以及集合系统存在初值扰动、集合大小等方面的局限,常存在预报偏差。不同预报模式通常具有不同的物理过程参数化方案、初始条件等,导致其预报能力各有不同。为此,如何纠正预报偏差以及如何充分有效地利用不同模式的预报信息以获得更加准确的天气预报广受关注。近年来,利用统计理论与预报诊断,基于多个集合预报系统的多模式集成预报技术得到快速发展,已成为有效消除预报偏差从而提高天气预报技巧的一种统计后处理方法。针对气温、降水和风3个最基本的地面气象要素,首先依据预报形式将应用范围较广的简单集合平均、消除偏差集合平均、超级集合、贝叶斯模式平均、集合模式输出统计等加权或等权平均多模式集成技术,分成确定性预报和概率预报两大类,并做系统介绍。最后,讨论使用和发展多模式集成技术需要关注的问题,包括考虑参与集成的模式个数、发展降水及风速分级预报模型和发展基于机器学习的多模式集成新技术。 展开更多
关键词 地面气象要素 多模式集成预报 确定性预报 概率预报
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基于时空图卷积的强对流降水临近预报研究
9
作者 方巍 薛琼莹 +1 位作者 陶恩屹 齐媚涵 《气象科学》 2024年第3期487-497,共11页
降水临近预报对于强对流天气的预报具有重要的支撑作用。气象业务中主要采用雷达回波外推方法解决此问题。然而,现有方法通常缺乏从序列雷达数据中有效学习的能力,导致预测精度不佳。为了解决这一问题,本文提出了一种改进的时空图卷积模... 降水临近预报对于强对流天气的预报具有重要的支撑作用。气象业务中主要采用雷达回波外推方法解决此问题。然而,现有方法通常缺乏从序列雷达数据中有效学习的能力,导致预测精度不佳。为了解决这一问题,本文提出了一种改进的时空图卷积模型ASTGCN(A Spatio-Temporal Graph Convolution Neural Network)用于强对流降水的临近预报。利用时空图卷积网络,有效地捕获相邻雷达帧之间的时间依赖性。此外,利用注意力机制和自动编码器来增强模型捕获时空相关性的能力。结果表明,该模型可以从数据中发现隐藏的图结构,从而捕获隐藏的空间关系。与现有模型(Transformer)相比,该模型的临界成功指数(CSI)提高了28%,表明其在强对流降水临近预报方面具有优越的性能。 展开更多
关键词 强对流降水临近预报 深度学习 ASTGCN模型 注意力机制 雷达回波外推
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基于ERA-5高分辨率资料的高原低涡客观识别方法研究 被引量:2
10
作者 麦哲宁 许东蓓 +4 位作者 孙继松 燕若彤 张雅馨 常秉松 丁艺涵 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1991-2003,共13页
利用ERA5的500 hPa逐小时再分析资料(0.25°×0.25°),以高原低涡的天气学特征为依据,设计研究基于高时空分辨率网格资料的高原低涡客观识别算法,并对1990~2019年暖季的青藏高原低涡进行识别,建立高原低涡数据库。该算法通... 利用ERA5的500 hPa逐小时再分析资料(0.25°×0.25°),以高原低涡的天气学特征为依据,设计研究基于高时空分辨率网格资料的高原低涡客观识别算法,并对1990~2019年暖季的青藏高原低涡进行识别,建立高原低涡数据库。该算法通过客观标准提取低涡特征点、并采取DBSCAN算法(一种基于密度连通性质进行聚类的方法)进行特征点聚类分析,以相邻时次之间低涡的重合状况、临近程度和既往生命时长为依据对低涡进行追踪匹配,得到合理的低涡路径,将孤立的低涡连接成动态发展的低涡过程。利用《青藏高原低涡切变线年鉴》(简称《年鉴》),针对2017年暖季(5~9月)低涡对比分析与本文的客观识别结果的异同,结果表明:客观识别低涡的月分布特征以及移出高原低涡的占比与《年鉴》相似,典型的长生命低涡能被正确识别,可见客观识别算法及其数据库具备一定的可靠性和实用性。但客观识别的低涡总数量多于《年鉴》,并且源地为“西部型”的低涡也较多。究其原因,更精细的网格尺度能将低涡在更早的生命时期提取出来,可能会将《年鉴》中的“东部型”低涡进一步追溯到更靠西的位置。此外由于青藏高原西北部观测站点较为匮乏,导致生成于高原西北部的低涡在《年鉴》中未能体现出来,也是低涡数量存在差异的重要原因。 展开更多
关键词 高分辨率资料 高原低涡 客观识别 对比检验
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基于机器学习的PM_(2.5) 和O_(3)浓度预测模型研究
11
作者 王宁 李亚滨 +2 位作者 曾燕 王勇 朱晓晨 《环境生态学》 2024年第11期83-93,98,共12页
本研究以江苏沿海地区为例,基于5种机器学习方法,利用2016-2019年的气象和环境监测站点数据以及地理信息、社会经济等开放数据建立了PM_(2.5)和O_(3)的浓度预测模型,通过SHAP值对模型进行可解释性分析并对空气质量做出评价。结果表明,... 本研究以江苏沿海地区为例,基于5种机器学习方法,利用2016-2019年的气象和环境监测站点数据以及地理信息、社会经济等开放数据建立了PM_(2.5)和O_(3)的浓度预测模型,通过SHAP值对模型进行可解释性分析并对空气质量做出评价。结果表明,极度梯度提升树(XGBOOST)模型对PM_(2.5)和O_(3)浓度的预测效果最好;气温、风速和相对湿度对PM_(2.5)浓度的预测影响最大,气温、日照时数、相对湿度对O_(3)浓度的预测影响最大;江苏沿海地区在2016-2019年的空气质量较好,PM_(2.5)污染得到了有效控制,O_(3)污染呈现波动变化,整体上有加重的趋势。 展开更多
关键词 PM_(2.5) O_(3) 机器学习 SHAP
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高时空分辨率自动站温度观测资料自主质量控制研究
12
作者 商漪懿 张冰 +1 位作者 秦正坤 李昕 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第4期967-981,共15页
中国地面自动站观测系统的建设日趋完善,目前已建成六万多个自动气象观测站点。严格的质量控制是自动站资料有效应用的前提条件,然而如何分辨高分辨率自动站资料中的局地小尺度天气信息和错误资料导致的局地变化特征一直是自动站质量控... 中国地面自动站观测系统的建设日趋完善,目前已建成六万多个自动气象观测站点。严格的质量控制是自动站资料有效应用的前提条件,然而如何分辨高分辨率自动站资料中的局地小尺度天气信息和错误资料导致的局地变化特征一直是自动站质量控制的难点。本研究在分析地面温度空间尺度特征和误差分布特征的基础上,建立了仅依赖观测资料的EOF(Empirical Orthogonal Function)地面温度观测质量控制方法。研究利用2022年1月和5月的地面自动站温度观测资料,进行了质量控制试验,并对比了质量控制前后自动站观测资料和CRA40(CMA's global atmospheric Re-Analysis)资料中的地面气温差异特征。结果表明:建立的观测资料自主质量控制方法可以有效地识别错误观测资料,很好地避免了背景场误差、陡峭地形和局部天气变化对质量控制的影响,质量控制后的自动站温度与CRA40资料的地面温度差异明显减小,空间相关性也有明显提高,证明质量控制能够有效剔除错误资料并提高自动站资料的空间连续性。 展开更多
关键词 地面观测自动站 地面温度 经验正交函数分解 质量控制
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基于U-net神经网络的新疆10 m风速预报订正研究
13
作者 朱延和 朱寿鹏 +8 位作者 夏平 孔扬 周林义 吕阳 王宇浩 张殷宸 智协飞 霍文 艾力亚尔·艾海提 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期2300-2315,共16页
本文以新疆地区1~7 d预报时效的10 m高度处风速为研究对象,基于2000~2019年NCEP全球集合预报系统(Global Ensemble Forecasting System,GEFS)新疆地区10 m风再预报资料,构建了基于U-net神经网络的深度学习预报订正模型,并以两种传统方... 本文以新疆地区1~7 d预报时效的10 m高度处风速为研究对象,基于2000~2019年NCEP全球集合预报系统(Global Ensemble Forecasting System,GEFS)新疆地区10 m风再预报资料,构建了基于U-net神经网络的深度学习预报订正模型,并以两种传统方法递减平均、分位数映射作为参考进行订正技巧对比分析。结果表明,原始GEFS风速预报误差呈不对称分布,表现出更多的正偏差特征,且在天山和昆仑山等海拔较高地区误差较大。与两种传统方法相比,U-net模型提高了整个新疆地区的风速预报技巧,有效改善了原始风速预报的正偏差情况,且对天山和昆仑山等原始预报误差较大区域改善效果尤为显著。此外,采用基于均方误差分解的误差分解方法来分析误差来源,结果表明,预报订正前后,序列误差项始终是主要误差来源,且随预报时效显著增长。三种订正方法对风速预报的偏差项、分布误差项和序列误差项都有不同程度的改进,其中U-net模型相较于两种参考预报的优势主要在于其对序列误差项的改进效果。经过U-net模型订正后序列误差项随预报时效增长缓慢,即使在7 d预报时效下,其序列误差项比原始预报减小60%。 展开更多
关键词 新疆 10 M 风速 预报订正 U-net 神经网络 误差分解
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双层均匀口袋电荷模型下闪电起放电特征的数值模拟研究
14
作者 罗林洁 谭涌波 郑天雪 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期1059-1071,共13页
大量基于观测的研究认为闪电通道的延展尺度与电荷的分布形态息息相关,强对流区频繁始发的小尺度闪电对应雷暴云内的背景电荷很有可能为“口袋电荷”的分布模式。为验证口袋电荷背景下能形成此类云闪并给出该电荷背景下闪电起、放电的... 大量基于观测的研究认为闪电通道的延展尺度与电荷的分布形态息息相关,强对流区频繁始发的小尺度闪电对应雷暴云内的背景电荷很有可能为“口袋电荷”的分布模式。为验证口袋电荷背景下能形成此类云闪并给出该电荷背景下闪电起、放电的一般规律,本研究将闪电放电参数化方案植入到双层均匀口袋电荷模型中开展了大量随机模拟试验。模拟过程中固定了电荷区的总尺度,通过改变电荷对数进行探讨,着重讨论各电荷背景下闪电起始和放电行为的异同。模拟结果表明:(1)随着电荷对数的增加,闪电启动需要的电荷浓度和电荷总量均增加。(2)小电荷区的水平垂直尺度比是影响闪电起始行为的关键因子,除此之外各电荷背景下闪电起始位置和启动概率在水平、垂直方向上的差异还与多对电荷的空间配置关系和逃逸击穿阈值有关。(3)闪电的水平、垂直范围和面积均与小电荷区的尺度息息相关,小电荷区的几何特征限制了闪电的空间特征。(4)电荷区的分布也显著影响着闪电的发展形态,各电荷背景下闪电初始先导角度的分布范围和集中区域有所差异。相较于电荷区倾向于为扁平椭圆形的情况,当电荷区垂直与水平尺度相等时,初始先导角度变化范围明显增大,水平发展的个例明显增多。 展开更多
关键词 数值模拟 小尺度闪电 电荷分布模式 口袋电荷 起始位置 闪电面积
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深度学习在印度洋偶极子预测中的应用研究综述
15
作者 郑梦轲 方巍 张霄智 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期51-63,共13页
印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)是影响区域及全球气候变化的关键气候现象。准确预测IOD对于理解全球气候至关重要,但传统方法在捕捉其复杂性和非线性方面的局限限制了预测能力。该文首先概述了IOD的相关理论,并评估了传统预测... 印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)是影响区域及全球气候变化的关键气候现象。准确预测IOD对于理解全球气候至关重要,但传统方法在捕捉其复杂性和非线性方面的局限限制了预测能力。该文首先概述了IOD的相关理论,并评估了传统预测方法的优缺点。然后,综合分析了深度学习在IOD预测领域的应用和发展,特别强调了深度学习模型在自动特征提取、非线性关系建模和大数据处理方面相较于传统方法的优势。与此同时,该文还讨论了深度学习模型在IOD预测中所面临的挑战,包括数据稀缺、过拟合以及模型可解释性等问题,并提出了未来研究的方向,旨在推动深度学习技术在气候预测领域的创新与进步。 展开更多
关键词 全球气候变化 神经网络 CNN LSTM ConvLSTM 气候预测 气象变化 数据处理
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深度学习在卫星云图移动预测中的研究综述
16
作者 郑行钰 方巍 陶恩屹 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2024年第6期1-11,共11页
随着人工智能技术的迅猛发展,神经网络逐渐应用于卫星云图移动预测中,预测的准确率和效率正在不断提高。文章综述了传统方法和深度学习方法在卫星云图移动预测中的研究,旨在使读者全面了解该领域现有的知识和研究进展。首先,介绍了云对... 随着人工智能技术的迅猛发展,神经网络逐渐应用于卫星云图移动预测中,预测的准确率和效率正在不断提高。文章综述了传统方法和深度学习方法在卫星云图移动预测中的研究,旨在使读者全面了解该领域现有的知识和研究进展。首先,介绍了云对气候变化的影响以及卫星云图移动预测对气象领域的重要性,并回顾了传统的云移动预测方法,分析了它们的优缺点。其次,简单介绍了该领域常用的深度学习模型的概念,并深入探讨了深度学习方法在卫星云图移动预测中的应用,归纳总结了当前的研究进展,阐述了深度学习相比于传统方法的优点。最后,总结了目前深度学习在该领域所面临的问题与挑战,同时对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 人工智能 神经网络 卫星云图 深度学习 云移动预测
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深度学习在气象数据订正中的应用综述
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作者 蒋鸿儒 方巍 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第12期3930-3940,共11页
数据订正是资料同化的核心过程之一,即通过修正和校准数据提高资料同化的效果。针对气象观测存在多种误差导致气象数据存在偏差的问题,综述深度学习在气象数据订正中的应用,应用场景包括气象模式订正、天气预报和气候预测。首先,介绍气... 数据订正是资料同化的核心过程之一,即通过修正和校准数据提高资料同化的效果。针对气象观测存在多种误差导致气象数据存在偏差的问题,综述深度学习在气象数据订正中的应用,应用场景包括气象模式订正、天气预报和气候预测。首先,介绍气象数据订正的重要性,同时回顾传统的气象数据订正方法,如统计学、传统机器学习等,并分析它们的优点和局限性;其次,详细介绍基于深度学习的数据订正在3个场景中的应用,深度学习方法主要包括卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)和Transformer,并且通过归纳总结当前的研究进展,讨论数据订正中深度学习方法与传统方法的优劣;最后,总结深度学习在数据订正中存在的局限性,同时指出深度学习在气象数据订正中的优化方式和未来发展方向。 展开更多
关键词 深度学习 数据订正 资料同化 气候预测 天气预报
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基于云雷达资料的那曲对流云粒子相态识别研究
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作者 任涛 郑佳锋 +2 位作者 杨吉 曾正茂 陈绍婕 《气象科学》 2024年第2期382-390,共9页
本文利用第三次青藏高原大气科学试验的Ka波段云雷达资料,结合微波辐射计和探空资料,提出了以模糊逻辑算法为框架的相态识别方法,并利用那曲两个典型对流云个例对方法效果进行了分析。通过与前人方法的对比和对不同相态粒子回波强度谱... 本文利用第三次青藏高原大气科学试验的Ka波段云雷达资料,结合微波辐射计和探空资料,提出了以模糊逻辑算法为框架的相态识别方法,并利用那曲两个典型对流云个例对方法效果进行了分析。通过与前人方法的对比和对不同相态粒子回波强度谱的统计,进一步验证了本文方法的可靠性。结果表明:利用雷达功率谱资料反演下落末速度并代替径向速度作为相态识别的参量之一,可提升对流云内粒子相态分类结果的合理性。零度层亮带和抬升凝结高度参量的使用,能够进一步优化相态识别的初步结果。固态云粒子的下落末速度远低于相同反射率因子的降水粒子,多模态/多谱峰的谱形态特征能够帮助识别混合相态粒子。 展开更多
关键词 毫米波雷达 相态分类 功率谱 青藏高原地区 对流云
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2023年台风杜苏芮登陆后残涡维持的热力和动力机制研究
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作者 向纯怡 董林 +2 位作者 刘达 王皘 诸葛小勇 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第11期1289-1305,共17页
利用ERA5再分析数据和多源观测资料,分析2023年西北太平洋第5号台风杜苏芮登陆后台风残余旋涡(以下简称残涡)先减弱后增强过程,台风残涡的维持阶段出现在7月29日夜间至30日白天。研究发现,残涡维持阶段一直保持了暖心结构,并未发生变性... 利用ERA5再分析数据和多源观测资料,分析2023年西北太平洋第5号台风杜苏芮登陆后台风残余旋涡(以下简称残涡)先减弱后增强过程,台风残涡的维持阶段出现在7月29日夜间至30日白天。研究发现,残涡维持阶段一直保持了暖心结构,并未发生变性过程;而残涡中心东北侧出现了明显的水汽辐合和湿位涡增加。“杜苏芮”残涡中心在北上过程中,北侧遭遇带状副热带高压阻挡移速减慢,对流层中高层副热带高压引导下的干冷气流进一步加剧了与中低层残涡和暖湿气团之间的温湿梯度,使得残涡北侧出现明显的等熵面倾斜,而倾斜涡度发展形成的动力抬升作用促发了残涡气旋性涡度的垂直发展。同时,残涡仍能从土壤湿度增加中获得一定的地表潜热释放加热。残涡东北侧出现的水汽径向流入和垂直上升运动释放的大量凝结潜热,也为残涡的维持和加强提供了必要条件。 展开更多
关键词 登陆台风 台风残涡维持 热力和动力机制
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2022年江苏省PM_(2.5)与臭氧污染特征及其与气象要素关系
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作者 彭婷 赵美玲 +4 位作者 吴莹 张钰莹 沙桐 严殊祺 杨文武 《地球环境学报》 CSCD 2024年第3期459-473,共15页
基于2022年江苏省PM_(2.5)、臭氧环境监测站数据和地面气象站数据,分析污染时空分布特征及其与污染源排放、气象要素的关系,从而为排放管控、污染治理提供科学依据。PM_(2.5)整体呈北高南低、西高东低的空间特征,冬季浓度最高(30—75μg... 基于2022年江苏省PM_(2.5)、臭氧环境监测站数据和地面气象站数据,分析污染时空分布特征及其与污染源排放、气象要素的关系,从而为排放管控、污染治理提供科学依据。PM_(2.5)整体呈北高南低、西高东低的空间特征,冬季浓度最高(30—75μg·m^(-3)),西北部城市的PM_(2.5)全年污染天数为全省最多(25—40 d)。臭氧呈南高北低的空间特征,夏季浓度最高(120—160μg·m^(-3)),苏南城市的臭氧全年污染天数最多可达60—70 d。二者浓度在夏季具有较强的正相关性,在冬季相关性很弱。各季节PM_(2.5)与温度、相对湿度、风向呈弱相关性,与风速关系稍强。PM_(2.5)污染事件多发于温度为2—6℃、相对湿度为60%—85%、风速<3 m·s^(-1)的条件。各季节臭氧均与温度呈强正相关性,与相对湿度为负相关。风向为偏西风时容易出现高浓度,为第四象限风(东风到南风)时浓度通常较低。臭氧污染集中于日最高气温>28℃、相对湿度为60%—75%、风向为偏西风的条件,以此作为预报指标,正确率约为50%。 展开更多
关键词 PM_(2.5) 臭氧 时空特征 气象要素
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