检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学学报 2021年第1期44卷 26-38页

作者：贺圣平王会军李华赵家臻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江苏南京210044 卑尔根大学地球物理研究所挪威卑尔根5020 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 中国科学院气候变化研究中心北京100029

经历了两次“人工智能寒冬”之后,机器学习于近十年再次进入大众视野,且有腾飞发展之势,已在图像识别和语音识别系统等实际应用方面取得了巨大成功。从已知数据集中总结关键信息和主要特征,从而对新数据做出准确的识别和预测,分别是机... 详细信息

经历了两次“人工智能寒冬”之后,机器学习于近十年再次进入大众视野,且有腾飞发展之势,已在图像识别和语音识别系统等实际应用方面取得了巨大成功。从已知数据集中总结关键信息和主要特征,从而对新数据做出准确的识别和预测,分别是机器学习的主要任务和主要目标之一。从这个角度看,将机器学习整合到气候预测的思路切实可行。本文,首先以线性拟合参数(即斜率和截距)调整为例,介绍了机器学习通过梯度下降算法优化参数并最终得到线性拟合函数的过程。其次,本文介绍了神经网络的构建思路以及如何应用神经网络拟合非线性函数的过程。最后,阐述了深度学习之卷积神经网络的框架原理,并将卷积神经网络应用到东亚冬季逐月气温的回报试验,并与气候动力模式的回报结果相比较。本文将有助于理解机器学习的基本原理,为机器学习应用于气候预测提供一定的参考思路。

关键词：机器学习神经网络卷积神经网络气候预测东亚冬季气温

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华北“7·19”暴雨中低涡系统演变及多尺度相互作用机制研究

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热带气象学报 2020年第1期36卷 85-96页

作者：陈碧莹闵锦忠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江苏南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 河北省气象台河北石家庄050021

为探究华北暴雨的维持及中尺度系统演变机制,利用NCEP/NCAR的GFS资料、地面自动站观测资料等,借助数值模拟、涡度收支分析和尺度分离等方法,对2016年7月19日前后一次华北暴雨过程进行了观测分析和模拟研究。(1)本次极端降水过程与东移... 详细信息

为探究华北暴雨的维持及中尺度系统演变机制,利用NCEP/NCAR的GFS资料、地面自动站观测资料等,借助数值模拟、涡度收支分析和尺度分离等方法,对2016年7月19日前后一次华北暴雨过程进行了观测分析和模拟研究。(1)本次极端降水过程与东移低槽切断形成的深厚低涡密切相关。低涡与副高脊线形成“东高西低”形势且雨区始终处于高层辐散低层辐合的动力配置下,有利于对流维持。涡旋与低空急流的配合使来自西南侧和东侧的水汽在华北辐合,并使雨区处于能量锋区,对流层中低层形成深厚逆温层,为暴雨维持提供水汽和能量保障。(2)低涡系统总体呈增强趋势,中心涡度最高达55×10-5 s-1以上。成熟阶段呈现贯穿对流层的直立正涡度柱,但涡度变化集中在500 hPa以下,中心维持在850 hPa附近。涡度增长主要受正涡度区与辐合中心重合产生的拉伸效应以及干侵入等因素的促进作用。(3)低层辐合中心由三种不同尺度系统叠加而成,其中中尺度系统对中心的强度和位置影响最大,而大中尺度风场间的辐合也使辐合区更大、强度更强。低层涡旋增长与风场辐合加强之间形成正反馈调节,有利于低涡和降水的维持。

关键词：特大暴雨低涡结构尺度分离涡度收支华北

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夏季青藏高原大气热源准双周振荡及其传播途径

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大气科学学报 2020年第3期43卷 495-505页

作者：钟珊珊贾巧王美蓉赵丹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/气候与环境变化国际合作联合实验室江苏南京210044 93117部队江苏南京210018

采用1979—2017年NCEP/NCAR逐日再分析资料估算大气热源,研究夏季青藏高原大气热源准双周振荡(Quasi-BiWeekly Oscillation,QBWO)的特征及传播途径。结果表明:青藏高原及其周边的大气热源QBWO的前两个主模态,即荷载中心在高原东南部的... 详细信息

采用1979—2017年NCEP/NCAR逐日再分析资料估算大气热源,研究夏季青藏高原大气热源准双周振荡(Quasi-BiWeekly Oscillation,QBWO)的特征及传播途径。结果表明:青藏高原及其周边的大气热源QBWO的前两个主模态,即荷载中心在高原东南部的全区一致型和高原东南-西北反位相变化的偶极型,呈现了高原夏季大气热源QBWO自东向西传播过程中所处的两种不同状态。这主要是由于在中纬度地区对流层中上层,低频大气环流的活动表现为大的异常气旋和反气旋环流从我国东北经青藏高原至西亚的自东向西的传播,当移近高原时迅速增强,当西移离开高原时明显减弱。在此过程中,青藏高原及其周边、孟加拉湾以及印度半岛等地区的降水都发生了异常变化。

关键词：青藏高原大气热源准双周振荡传播途径

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基于不同背景场条件的雷达资料同化在登陆台风“桑美”中的应用研究

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海洋学报 2021年第1期43卷 69-81页

作者：沈菲菲唐超许冬梅李泓刘瑞霞南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室四川成都610225 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 云南省维西傈僳族自治县气象局云南维西674400 中国气象局上海台风研究所上海200030 国家卫星气象中心北京100081

本文针对2006年登陆我国的超强台风“桑美”,分别采用美国国家环境预报中心的全球预报系统(Global Forecasting System,GFS)再分析资料和日本气象厅(Japan Meteorological Agency,JMA)区域客观再分析资料作为背景场,利用中尺度数值模式W... 详细信息

本文针对2006年登陆我国的超强台风“桑美”,分别采用美国国家环境预报中心的全球预报系统(Global Forecasting System,GFS)再分析资料和日本气象厅(Japan Meteorological Agency,JMA)区域客观再分析资料作为背景场,利用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)及其三维变分同化系统进行多普勒雷达资料同化和数值模拟试验,考察不同的背景场条件下雷达资料同化对台风初始场、内部结构及其随后确定性预报的影响。结果表明:GFS试验和JMA试验在同化了雷达资料之后分析出的台风700 hPa风场和500 hPa高度场相比其初始场均有所增强,JMA试验在3 h同化窗内的均方根误差和最小海平面气压的改进效果均比GFS试验显著,同时对台风动力和热力结构的改进效果也优于GFS试验;JMA试验对台风降水、路径、强度的预报均优于GFS试验,且能预报出台风前沿的降水,更加接近观测实况。

关键词：背景场资料同化 WRF模式雷达径向风

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“两湖盆地”秋季黑碳气溶胶的分布及来源特征

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大气科学学报 2020年第4期43卷 592-602页

作者：朱彬王媛敏高晋徽赵天良王伶瑞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/气象灾害教育部重点实验室/国家综合气象观测专项试验外场江苏南京210044 南方科技大学海洋科学与工程系广东深圳518055

应用耦合了黑碳(Black Carbon,BC)区域源追踪方法的中尺度天气-化学模式(WRF-Chem),对位于长江中游的湖南湖北盆地(以下简称两湖盆地)秋季(2015年10月)黑碳的分布、区域来源和日变化特征进行研究。结果表明,由于两湖盆地所处地理位置及... 详细信息

应用耦合了黑碳(Black Carbon,BC)区域源追踪方法的中尺度天气-化学模式(WRF-Chem),对位于长江中游的湖南湖北盆地(以下简称两湖盆地)秋季(2015年10月)黑碳的分布、区域来源和日变化特征进行研究。结果表明,由于两湖盆地所处地理位置及地形的特殊性,在不同的风场条件下,本地源和外来源对两湖盆地BC的贡献占比变化较大。两湖盆地秋季BC的来源主要有3种情形:1)北风控制下的传输型:地面风速大,BC质量浓度相对低,上风向源对两湖盆地近地面BC的贡献占比达30.6%,其中汾渭地区的贡献最大,本地源的贡献占比为61.7%。2)地面风速小、大气稳定条件下的静稳型:近地面BC质量浓度高,本地源的贡献占比高达79.6%。3)东北风控制下的传输型:本地源和外来源的贡献共同使得两湖盆地BC维持较高质量浓度,本地源的贡献占比为64.1%,外来源的贡献主要包括安徽省、汾渭地区及长江三角洲的输送。在垂直方向上,传输型的本地源贡献占比仅在300 m以下较高;静稳型的本地源贡献占比较高,可延伸到1500 m以上(本地源的贡献占比在近地面约为75%、至1500 m约为50%)。在日变化上,本地源与外来源对两湖盆地BC的贡献占比呈相反变化,夜间和早间本地源的贡献占比较高而外来源的贡献占比较低,午后本地源的贡献占比减小而外来源的贡献占比明显增大;相对静稳型而言,传输型的这一日变化特征更为显著。

关键词： WRF-chem 源追踪黑碳气溶胶两湖盆地

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改进的Holroyd云粒子形状识别方法及其应用

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气象学报 2020年第2期78卷 289-300页

作者：黄敏松雷恒池中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 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信息工程大学南京210044 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 南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

云降水粒子形状是影响云微物理过程的重要因素,准确的云粒子形状信息是诸多云微物理参量计算的前提。为获取机载云粒子成像仪(CIP)所测云粒子的形状信息,文中提出了一种改进的Holroyd云粒子形状识别方法,即先对云粒子形状进行预分类,然... 详细信息

云降水粒子形状是影响云微物理过程的重要因素,准确的云粒子形状信息是诸多云微物理参量计算的前提。为获取机载云粒子成像仪(CIP)所测云粒子的形状信息,文中提出了一种改进的Holroyd云粒子形状识别方法,即先对云粒子形状进行预分类,然后针对预分类后的完整粒子和可识别的部分状粒子,分别选出合适的参数及其阈值再进行具体的分类,最终可将云粒子分为微小状、线形状、聚合状、霰、球形、板状、不规则和枝状。利用实测数据对原始的Holroyd方法和改进的Holroyd方法进行识别效果对比验证。结果表明改进的Holroyd方法在云粒子形状识别的准确度方面比原Holroyd方法有较大的提高。将所提方法应用于太原地区一次降水性层状云的云微物理飞机观测资料以分析不同的降水阶段云中冰晶粒子的形状分布、增长机制、冰晶粒子数浓度以及冰水含量的垂直分布特征,所获取的云中冰晶粒子属性表明新提出方法有助于云微物理分析。

关键词：云粒子形状形状识别降水性层状云云降水微物理

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基于QDM方法的江淮流域极端降水模拟能力评估

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科技创新导报 2021年第3期18卷 27-32页

作者：姚壹壹艾力亚尔·艾海提朱连华南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

本文利用江淮流域1961—2005年76站夏季逐日降水观测资料和BCC-CSM1.1(m)模式模拟数据,构建基于经验和理论分布函数的分位数增量映射(Quantile Delta Mapping,QDM)偏差订正模型eQDM、dQDM,并评估其对江淮流域逐日降水及极端降水的订正... 详细信息

本文利用江淮流域1961—2005年76站夏季逐日降水观测资料和BCC-CSM1.1(m)模式模拟数据,构建基于经验和理论分布函数的分位数增量映射(Quantile Delta Mapping,QDM)偏差订正模型eQDM、dQDM,并评估其对江淮流域逐日降水及极端降水的订正效果。研究结果表明:相较于理论分布,基于经验分布的eQDM方法显著改善模式对观测降水的概率分布和空间分布特征的模拟能力;除连续干日订正效果欠佳外,其余四个极端降水指数的均方根误差明显降低,其气候态基本与观测一致,大部分站点的相对误差保持在-20%~20%。

关键词：偏差订正分位数增量映射极端降水江淮流域

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江西大岗山负离子浓度与气象因子之间的响应关系

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气象与减灾研究 2021年第1期44卷 51-57页

作者：张嘉昕邹嘉南南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 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江苏南京210044 中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

利用江西大岗山森林生态地面标准气象观测场内2019年度空气负离子和气象监测数据,分析了负离子浓度与气象因子之间的响应关系。结果表明:1)该地区年均负离子浓度1411.5个/cm^(3)。夏季负离子浓度和温度呈负相关、和湿度呈正相关,在其余... 详细信息

利用江西大岗山森林生态地面标准气象观测场内2019年度空气负离子和气象监测数据,分析了负离子浓度与气象因子之间的响应关系。结果表明:1)该地区年均负离子浓度1411.5个/cm^(3)。夏季负离子浓度和温度呈负相关、和湿度呈正相关,在其余季节负离子浓度和温度呈正相关、与湿度呈负相关。2)无雨天与日降雨量少于50 mm的雨天,负离子浓度与温度呈负相关,与湿度呈正相关;暴雨天负离子浓度与温度呈正相关,与湿度呈较弱的负相关。3)不同季节,温度、湿度的大幅变化常伴随着负离子浓度的大幅变化,而温度、湿度变化较小时,负离子浓度的变化幅度也较小,说明温度、湿度的变化对负离子浓度的影响很大。4)暴雨过程中,负离子浓度随降水量的增加(减少)而增大(减小);暴雨发生时,负离子浓度急剧增大。

关键词：空气负离子浓度气象因子相关分析江西大岗山

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苗期高温对草莓果实营养品质影响的模糊综合评价及模型建立

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中国农业气象 2020年第12期41卷 785-793页

作者：徐超高芮王明田杨再强韩玮郑盛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南京210044 南京信息工程大学滨江学院无锡214000 四川省气象台成都610091 农业农村部西南山区农业环境重点实验室成都610091

以草莓品种"红颜"为研究对象,于2018年和2019年对草莓苗期进行不同高温和持续天数的双因素随机区组实验,日最高气温/日最低气温设置32℃/22℃、35℃/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃共4个水平,以28℃/18℃为对照,高温胁迫天数包括... 详细信息

以草莓品种"红颜"为研究对象,于2018年和2019年对草莓苗期进行不同高温和持续天数的双因素随机区组实验,日最高气温/日最低气温设置32℃/22℃、35℃/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃共4个水平,以28℃/18℃为对照,高温胁迫天数包括2、5、8和11d共4个处理,高温处理结束后将草莓苗移植到Venlo型玻璃温室进行正常栽培实验。基于各处理下首批商品果实内在品质指标的差异分析,利用模糊综合评价方法确定各实验处理的综合得分,分析其与不同胁迫温度和持续天数的关系,构建果实内在品质综合评价模型,以探究苗期高温对温室草莓果实内在品质的影响。结果表明,高温下不同处理天数对草莓果实维生素C、可溶性糖、可滴定酸和花青苷含量的影响不尽相同,4个草莓内在品质的权重大小分别是,可滴定酸(0.33)>花青苷(0.25)>维生素C(0.23)>可溶性糖(0.19)。模糊综合评价的得分显示,35℃下处理8d和11d以及38℃下处理2d和5d果实内在品质的综合得分最高(均大于0.8),35℃下处理2d和5d以及32℃处理下得分居中(0.6~0.8),38℃下处理8d和11d以及41℃处理下得分最低(0~0.6)。研究构建的综合内在品质模型对温室草莓综合品质模拟值与实测值的决定系数(R2)为0.86,均方根误差(RMSE)为0.01,相对误差(RE)为0.06%。因此,草莓苗期一定程度的高温处理(35℃下11d以内或38℃下5d以内)有助于成熟果实综合内在品质的提高,建立的模型可以很好地预测苗期高温下温室草莓的综合内在品质。

关键词：草莓苗期高温果实品质评价模型模糊评价法

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上海城乡细颗粒物中碳质、无机和重金属的全组分特征及来源分析

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科学技术与工程 2020年第29期20卷 12218-12225页

作者：陈耿常运华曹芳邹忠谢峰刘子贺王谦章炎麟南京信息工程大学应用气象学院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 浦东新区环境监测站上海200135

为系统研究中国超大城市上海城乡细颗粒物(PM 2.5)的组成特征及来源,于2015年夏季在上海中心城区(普陀区市政大楼)和农村(青浦区淀山湖边)两地进行同步观测,全面分析了两地PM 2.5浓度及各种化学组分:水溶性离子(8种)、元素(20种)、有机... 详细信息

为系统研究中国超大城市上海城乡细颗粒物(PM 2.5)的组成特征及来源,于2015年夏季在上海中心城区(普陀区市政大楼)和农村(青浦区淀山湖边)两地进行同步观测,全面分析了两地PM 2.5浓度及各种化学组分:水溶性离子(8种)、元素(20种)、有机碳(organic carbon,OC)和元素碳(elemental carbon,EC)。结果表明,农村站点PM 2.5平均质量浓度[(43.5±19.8)μg/m 3]高于城区站点[(34.8±15.0)μg/m 3]。从化学组分来看,除Ca^2+、Mg^2+浓度低于城区站外,农村站测得的PM 2.5中水溶性离子质量浓度均高于普陀站。二次无机离子(硫酸盐、硝酸盐及铵盐)在两地PM 2.5中均占主导地位,贡献超过一半。元素分析表明,燃煤相关排放(以Pb、Hg等为示踪元素)对两地污染贡献均较大,其中城区站点有较显著的道路扬尘和机动车排放影响。观测期间两地同步出现一次PM 2.5高浓度污染事件,后向轨迹结合潜在源贡献因子(potential source contribution function,PSCF)分析表明,本次污染事件可能由浙江北部工业污染物的短距离传输所致。

关键词： PM 2.5 上海污染特征聚类分析潜在源贡献因子(PSCF)

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