检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2022年第6期44卷 2127-2134页

作者：李家强郭桂祥陈金立朱艳萍南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

合成孔径成像雷达(SAR)具有数据量大、采样率高等特点,针对传统压缩感知(CS)的SAR成像存在精度低及抗噪性能差的问题,该文提出一种基于迭代近端投影(IPP)的2维欠采样合成孔径雷达成像重建方法。即通过对雷达回波构建为距离频域-方位多... 详细信息

合成孔径成像雷达(SAR)具有数据量大、采样率高等特点,针对传统压缩感知(CS)的SAR成像存在精度低及抗噪性能差的问题,该文提出一种基于迭代近端投影(IPP)的2维欠采样合成孔径雷达成像重建方法。即通过对雷达回波构建为距离频域-方位多普勒域的2维稀疏表示模型,在此基础上将成像问题转化为距离向和方位向压缩感知稀疏重构问题,利用迭代近端投影算法的函数优化模型来表示合成孔径雷达成像中的稀疏表示,最后采用平滑削边绝对偏离(SCAD)罚函数获得近端算子以求解该模型并进行成像。仿真与实测数据处理结果表明,所提方法成像效果更好。

关键词： SAR成像压缩感知迭代近端投影平滑削边绝对偏离罚函数

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江南和华南茶区茶树高温热害识别及阈值验证

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生态学杂志 2024年第4期43卷 1183-1191页

作者：李欣王培娟唐俊贤杨建莹马玉平邬定荣霍治国中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

茶树高温热害是高温天气过程中高温强度及其持续时间综合作用的结果。本文利用2011—2022年江南和华南茶区591个气象站点的日最高气温和茶树高温热害灾情资料,采用灾情反演、受试者工作特征曲线(ROC)、约登指数等方法,确定江南和华南茶... 详细信息

茶树高温热害是高温天气过程中高温强度及其持续时间综合作用的结果。本文利用2011—2022年江南和华南茶区591个气象站点的日最高气温和茶树高温热害灾情资料,采用灾情反演、受试者工作特征曲线(ROC)、约登指数等方法,确定江南和华南茶区茶树高温热害临界阈值。结果表明:以连续14天日最高气温的滑动平均值(T_(14))作为判断江南和华南茶区茶树是否发生高温热害的指示因子,ROC曲线的AUC值为0.942,模型结果极好,且T_(14)=34.5℃时,约登指数最大,由此得到江南和华南茶区茶树高温热害临界阈值为T_(14)≥34.5℃。利用随机预留样本、茶树高温热害个例样本和典型高温热害过程验证该临界阈值,发现随机预留样本的总体准确度为87.5%,个例样本的总体准确度为84.1%,2022年江南和华南茶区茶树高温热害过程判识与灾情记录基本一致,说明本研究得到的茶树高温热害临界阈值可以用于江南和华南茶区的茶树高温热害动态监测与影响评估。

关键词：阈值厘定 ROC曲线灾情反演茶树高温热害

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我国冬油菜的气候灾损变化及其对ENSO响应

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灾害学 2024年第4期39卷 108-114页

作者：黄进张方敏胡正华南京信息工程大学、气象灾害预报预警与评估协同创新中心/生态与应用气象学院南京江苏210044

构建冬油菜气候灾损与ENSO事件的可能关系有利于应对气候变化对油料供给的影响。基于12个主产省市1980—2019年的冬油菜单产序列,通过H-P滤波与时序全局主成分分析识别了气候灾损的年代差异。此外,梳理了主要气象灾害以及不同ENSO年型... 详细信息

构建冬油菜气候灾损与ENSO事件的可能关系有利于应对气候变化对油料供给的影响。基于12个主产省市1980—2019年的冬油菜单产序列,通过H-P滤波与时序全局主成分分析识别了气候灾损的年代差异。此外,梳理了主要气象灾害以及不同ENSO年型对灾损的影响,进而探讨了9种ENSO指数的预判作用。主要结果如下:①冬油菜种植效率的区域均衡性呈现出显著的上升趋势;②多数省市的气候灾损在1980s和1990s有着更高强度;③冻灾和雹灾对冬油菜种植有着更不利的影响;④ENSO强冷事件支配年份的气候灾损明显更高;⑤极端东部热带太平洋海表温度等因子驱动的分类模型对灾损年景有着较好的预判效果。

关键词：气候灾损冬油菜 ENSO 单产 H-P滤波

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CMIP6模式对热带大气季节内振荡东传速度的模拟

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大气科学 2024年第2期48卷 704-714页

作者：赵维佳陈国森南京信息工程大学大气科学学院南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心南京210044

成功预测热带大气季节内振荡(MJO)能够有效改进延伸期预报。但是目前对MJO的数值模拟仍具有一定的难度,其中一个主要挑战就是能否合理地模拟出MJO的传播速度。本文研究了CMIP6模式对MJO传播速度的模拟,并揭示了影响模式中MJO传播速度的... 详细信息

成功预测热带大气季节内振荡(MJO)能够有效改进延伸期预报。但是目前对MJO的数值模拟仍具有一定的难度,其中一个主要挑战就是能否合理地模拟出MJO的传播速度。本文研究了CMIP6模式对MJO传播速度的模拟,并揭示了影响模式中MJO传播速度的因子。结果表明大部分CMIP6模式能够模拟出MJO在印度—太平洋暖池区域的传播特征,但对其平均传播速度的模拟存在显著的模式间差异。MJO的Kelvin波响应和Rossby波响应强度是影响模式中MJO传播速度的主要环流因子,强的Kelvin波响应有利于MJO加速东传,但强的Rossby波响应不利于MJO向东传播。模式间背景场海表温度(SST)的差异是导致Kelvin波响应差异的主要原因。MJO东传更快的模式在赤道太平洋中部和西北太平洋具有更高的SST。赤道太平洋中部偏暖主要以两种方式影响MJO的东传速度:第一,通过增加暖池的水平尺度,从而扩展MJO水平尺度,进而加强Kelvin波响应使得MJO东传加快;第二,通过增强该区域的水汽含量,减弱西太平洋纬向水汽梯度,导致纬向水汽平流增强,从而加速MJO东传。与前人研究不同,本研究发现西北太平洋增暖有助于加速模式中MJO的向东传播。西北太平洋增暖导致海温分布关于赤道更加对称,能够通过增强海洋性大陆北侧的水汽,使得背景场水汽分布关于赤道更加对称,从而有利于Kelvin波响应的发展。本研究的结论不仅能够提高我们对MJO传播动力机制的理解,也表明提高模式对背景场的模拟有助于改进对MJO传播特征的模拟。

关键词： MJO 东传速度 Kelvin 波响应背景场因子海温

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一种地基云图分类算法及硬件加速实现

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电子测量与仪器学报 2025年第2期39卷 21-31页

作者：冯琳宋文强徐伟南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

地基云的自动观测和识别对分析大气运动趋势和天气预测具有指导意义。针对目前地基云图分类算法准确率不高、在嵌入式终端部署困难的问题,提出了一种基于残差网络结构的地基云图分类网络模型GBcNet及基于ZYNQ的硬件实现架构,PS端用于加... 详细信息

地基云的自动观测和识别对分析大气运动趋势和天气预测具有指导意义。针对目前地基云图分类算法准确率不高、在嵌入式终端部署困难的问题,提出了一种基于残差网络结构的地基云图分类网络模型GBcNet及基于ZYNQ的硬件实现架构,PS端用于加载模型的权重参数和云图数据,PL端实现DDR3读写控制和GBcNet的硬件加速。设计了滑窗、卷积层、池化层、批量归一化层和全连接层等模块的加速IP核。实验在CCSN数据集上进行,结果表明,提出的模型在PC端的准确率达到96.02%。采用现场可编程门阵列(FPGA)硬件加速后,准确率仍然保持在94.5%。与PC端模型的识别率相比,各云类的识别精度损失均不超过3%,整体精度损失小于1.5%;FPGA的最大资源占用不超过48%,单张地基云图推理时间为0.13 s。相较于现有地基云的识别方法,识别准确率高且推理时间较短。提出的识别模型和硬件加速方法为便携式地基云观测设备的研制提供了一种参考方案。

关键词：图像分类地基云图硬件加速 FPGA 残差网络

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1961—2023年中国降雨侵蚀力变化特征及未来趋势预估

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农业工程学报 2025年第4期41卷 50-58页

作者：高歌陈涛徐沅鑫国家气候中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 西藏自治区气候中心拉萨850000 四川省气候中心成都610072

为水土流失预防和科学治理提供参考,基于1961—2023年中国均一化逐日降水资料对降雨侵蚀力进行估算,并结合侵蚀性降雨特征开展降雨侵蚀力变化趋势和成因分析,并探讨降雨侵蚀力的极端变化,在此基础上,摸清中国及十大流域降雨侵蚀力变化... 详细信息

为水土流失预防和科学治理提供参考,基于1961—2023年中国均一化逐日降水资料对降雨侵蚀力进行估算,并结合侵蚀性降雨特征开展降雨侵蚀力变化趋势和成因分析,并探讨降雨侵蚀力的极端变化,在此基础上,摸清中国及十大流域降雨侵蚀力变化危险状况,并基于Hurst方法预估未来变化趋势。结果表明:1)1961—2023年,中国及东南诸河、西北诸河流域年降雨侵蚀力呈现显著增加趋势,西南诸河流域则呈现显著减少趋势,其余大多数流域增加趋势不明显;2)中国及十大流域大多年侵蚀性降雨量、雨日、平均降雨强度增加,其中平均降雨强度和/或降雨量的变化为大多数流域年降雨侵蚀力变化的主要成因;3)中国大部地区年最大日降雨侵蚀力增加,10年一遇次降雨侵蚀力1961—2023年相比1961—1990年呈增加的站点比例多达64.3%;4)近60年来,中国大部地区降雨侵蚀力变化具有危险性,站点比例达80%,其中降雨侵蚀力总量及极端都呈增加变化的类型在各流域均最为突出、范围最大;5)除西南诸河流域外,预估大多数流域年降雨侵蚀力未来变化趋势将均以持续增加为主。目前和未来气候条件对中国水土流失治理不容乐观,需根据降雨侵蚀力变化特点,因地制宜制定长期规划和采取有效措施。

关键词：降雨侵蚀变化极端趋势预估

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FY-4A地表温度产品质量评估与偏差订正方法研究

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地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1243-1256页

作者：黄大鹏王艳姣肖风劲陈彦红中国气象局国家气候中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 航天宏图信息技术股份有限公司北京100195

气候变化研究需要长时间序列、稳定的、均一化的地表温度(LST)气候数据集支持。气候变化实时监测对数据集的要求则更高,还需要LST气候数据集实时的更新和快速便捷的获取,而国际上公开的实时更新的LST气候数据集则较少。本研究以国外长... 详细信息

气候变化研究需要长时间序列、稳定的、均一化的地表温度(LST)气候数据集支持。气候变化实时监测对数据集的要求则更高,还需要LST气候数据集实时的更新和快速便捷的获取,而国际上公开的实时更新的LST气候数据集则较少。本研究以国外长时间序列MODIS LST历史数据集为参照,对我国易于获取的FY-4A LST实时数据进行质量评估,在此基础上研发随机森林偏差订正算法,将FY-4A LST数据实时订正到MODIS LST质量水平上,从而研发融合静止气象卫星FY-4A和极轨卫星AQUA/MODIS的LST气候数据集。对偏差订正后的2022年1、4、7和10月共4个月产品检验评估的结果表明:从4个月份偏差的平均值来看,订正后的LST平均偏差由-1.98℃降低到-0.42℃,平均绝对偏差由4.02℃降到2.84℃,均方根误差由5.13℃降到3.91℃,相关系数由0.86提升到0.90。随机森林回归偏差订正算法能够有效减小FY-4A LST与MODIS LST的偏差,订正后的FY-4A LST数据在全国范围不同区域和不同时段与MODIS LST均具有较好的一致性。对中国区域高温过程监测评估发现:订正后的FY4A LST与MODIS LST在全国大部分地区平均偏差较小,仅在海拔较高和地形相对复杂的山区存在较大偏差;偏差订正后2类卫星逐日平均偏差减小到-1℃左右,平均偏差较订正前显著减小。因此本文研发的融合FY-4A和MODIS的LST气候数据集可以很好支撑我国的气候变化研究和气候业务服务工作。

关键词：地表温度静止气象卫星FY-4A MODIS 质量评估影响因素随机森林偏差订正高温过程监测

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基于霍尔效应的位置传感系统设计

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仪表技术与传感器 2024年第5期 47-52页

作者：华国环李汪兴卢缘钦张其林吴礼福气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京信息工程大学电子与信息工程学院

磁敏位置传感系统广泛应用于汽车、高端装备和先进制造等领域中。文中设计了一种基于霍尔效应的位置传感系统,可以实现被测物旋转角度的检测。该系统通过由线性霍尔芯片和磁铁组成的传感模块获取旋转角度信息,经信号调理电路处理后由12 ... 详细信息

磁敏位置传感系统广泛应用于汽车、高端装备和先进制造等领域中。文中设计了一种基于霍尔效应的位置传感系统,可以实现被测物旋转角度的检测。该系统通过由线性霍尔芯片和磁铁组成的传感模块获取旋转角度信息,经信号调理电路处理后由12 bit ADC采样转换为数字信号,FPGA读取数据并采用拟合、标准化等算法校准,再利用Cordic算法计算得到被测物旋转角度,最后通过串口屏将测量结果显示。测试结果表明该位置传感系统精度较高,测得的旋转角度误差小于2°。

关键词：霍尔效应位置传感模数混合信号调理 Cordic算法

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播撒碘化银人工消雹对冰雹云微物理过程和起放电过程影响的数值模拟研究

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高原气象 2024年第1期43卷 199-216页

作者：鲁鲜郭凤霞吴泽怡刘舟邓洁陈可王清源南京信息工程大学应急管理学院/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

为了全面了解人工消雹对云中冰相粒子的浓度和时空变化以及冰雹云微物理过程和起放电的影响,本文利用包含了AgI催化方案的三维强风暴动力电耦合数值模式,以AgI播撒量为唯一变化量进行了多组模拟实验。结果表明,催化过后,整体上,-40~0℃... 详细信息

为了全面了解人工消雹对云中冰相粒子的浓度和时空变化以及冰雹云微物理过程和起放电的影响,本文利用包含了AgI催化方案的三维强风暴动力电耦合数值模式,以AgI播撒量为唯一变化量进行了多组模拟实验。结果表明,催化过后,整体上,-40~0℃范围内的冰晶、雪花和霰粒子数浓度和比含水量增多。播撒AgI使霰的平均尺度减小,向雹的转化比例大为降低,因此冰雹的比含水量和浓度都减小。随着AgI播撒剂量的增加,冰晶、雪花和霰粒子的数浓度和比含量整体变化趋势不变,增大与减小区域相对应,但变化更明显;消雹效果会更好,但降雨量呈先增加后减小。播撒AgI会使冰雹云前期正的非感应起电率区出现时间提前,中心增强,上界高度抬升,后期负的非感应起电率区中心增强。所以,播撒后前期主要使底部次正电荷区增强,后期主要使上方主正电荷区和中部负电荷区增强。随着催化剂量增多,这些变化越明显。播撒AgI对地闪有一定的抑制作用,而使云闪和总闪少量增多,首次放电和云闪的峰值时间提前,放电持续性更强,闪电频发时段的闪电频率略有降低。

关键词：冰雹云人工消雹电荷结构放电类型雷暴云数值模拟

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夏季西北太平洋副热带高压主模态年际变化特征及其季节预报模型

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大气科学 2025年第1期49卷 67-92页

作者：刘菲菲陶丽张俊凯南京信息工程大学大气科学学院南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 云南省临沧市气象局临沧677099

作为东亚夏季风环流系统的重要成员,夏季西北太平洋副热带高压(简称副高)活动对我国降水和西北太平洋上热带气旋活动有重要影响,但副高季节预测仍然具有挑战性。本文采用1979~2022年月平均海气资料和海气指数,基于信息流方法特有的因果... 详细信息

作为东亚夏季风环流系统的重要成员,夏季西北太平洋副热带高压(简称副高)活动对我国降水和西北太平洋上热带气旋活动有重要影响,但副高季节预测仍然具有挑战性。本文采用1979~2022年月平均海气资料和海气指数,基于信息流方法特有的因果关系来挑选副高主模态变化的预报因子,并建立预报模型。本文首先利用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)分解,得到1979~2020年副高变化的前两个主模态及其对应的主成分(PCs),其分别与El Ni?o衰减和La Ni?a发展关系密切。然后利用信息流和多元逐步回归筛选1980~2015年建模期间PC1和PC2的预报因子。PC1、PC2的预报因子均为7个,PC1的预报因子主要包括了Ni?o 4指数、赤道中太平洋北部海表温度(SST)等。PC2的预报因子主要包括了热带中太平洋北部SST、大西洋多年代际振荡(AMO)指数等,表明由春季PMM(Pacific meridional mode)发展起来的夏季La Ni?a和北大西洋SST对接下来夏季EOF2模态的形成有重要影响。1980~2015年期间预报PCs和实际PCs序列的相关系数达到0.91和0.88,并用该预报模型预报2016~2020年PCs序列,相关系数分别达到0.74和0.85。1980~2022年的预报重构场与实际观测场的区域平均时间相关系数、多年平均的空间相关系数分别为0.63、0.48,均通过99%的信度检验,且预报的效果很大程度上依赖于预报上限。我们还通过PCs值进行相似年份预报,以弥补重构场异常较弱的缺陷。

关键词：西北太平洋副热带高压信息流预报模型相似年预报

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