检索结果-内蒙古大学图书馆

暴雨灾害 2025年第1期44卷 112-122页

作者：王星宇严婧刘莹刘园园孙越湖北省气象信息与技术保障中心武汉430070 暴雨监测预警湖北重点实验室武汉430070

分析防辐射罩区域自动气象站气温值偏差变化特征,有助于自动站气温资料质量的订正,进而提高自动站气温资料的可用性。因此,基于2019年6月—2022年5月湖北省防辐射罩区域自动气象站及与其邻近的百叶箱站观测的逐小时气温资料,首先分析两... 详细信息

分析防辐射罩区域自动气象站气温值偏差变化特征,有助于自动站气温资料质量的订正,进而提高自动站气温资料的可用性。因此,基于2019年6月—2022年5月湖北省防辐射罩区域自动气象站及与其邻近的百叶箱站观测的逐小时气温资料,首先分析两类站点间小时气温偏差(T_(bs))的季节变化和日变化特征,并探讨降水、相对湿度、日照、风速等气象要素对T_(bs)的影响;然后,基于多元线性回归和随机森林方法,分别建立两种防辐射罩站观测气温订正模型,评估两种模型对防辐射罩站气温观测偏差的订正效果。结果表明:(1)总体上,白天时段防辐射罩站小时观测气温较其邻近百叶箱站加权平均小时观测气温要高,防辐射罩站年均高温日数较其邻近百叶箱站偏高20.0 d;(2)T_(bs)存在明显季节变化和日变化特征,总体呈现夏季高、冬季低且日间高、夜间和清晨低的特点,平均T_(bs)在晴天13:00(北京时,下同)最高,可达到1.0℃以上;(3)T_(bs)会随站点气象条件的变化而变化,在无降水现象时较大,而有降水时接近0℃;T_(bs)与相对湿度负相关,而与日照时数正相关,与风速则是先呈现正相关,随着风速增大至临界值以后呈现负相关;(4)多元线性回归和随机森林模型对防辐射罩站气温观测偏差均有较好的订正效果,使平均T_(bs)由0.72℃分别降至0.17℃和0.16℃。随机森林模型的订正效果总体优于多元线性回归模型,且对超过35℃的高温订正效果更佳,订正后防辐射罩站总高温日数下降比例超过55%。

关键词：区域自动气象站防辐射罩气温观测偏差订正多元线性回归模型随机森林模型

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人工智能在气象数据集研制中的应用综述

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人民长江 2025年第1期56卷 88-96页

作者：李波潘勐孙越中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002 湖北省气象信息与技术保障中心湖北武汉430074

长序列、高时空分辨率气象数据集对气象业务和科研具有重要意义,但是应用过程中存在数据质量低、空间分辨率不足等问题。随着人工智能的发展,机器学习以及深度学习算法在气象领域逐步开展应用。针对气象数据集研制中的技术难点问题,梳... 详细信息

长序列、高时空分辨率气象数据集对气象业务和科研具有重要意义,但是应用过程中存在数据质量低、空间分辨率不足等问题。随着人工智能的发展,机器学习以及深度学习算法在气象领域逐步开展应用。针对气象数据集研制中的技术难点问题,梳理了人工智能技术的4个关键应用场景,即观测数据的质量控制、缺测数据的插补和重构、多源数据的融合以及低分辨网格数据的降尺度,对各类机器学习模型在上述场景应用中的优势和不足进行了综述,并采用文献计量方法对研究前沿及发展趋势进行了定量分析。研究表明:相比传统方法,人工智能算法在计算效率、结果准确性、应用灵活性等方面更具竞争力。建议从建立高质量训练数据集、加强多源数据和异构数据的应用以及探索基于气象数据物理机制的建模等多个方面,进一步推动人工智能在气象数据产品研制中的应用。

关键词：气象数据集人工智能机器学习深度学习质量控制降尺度

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一种自动气象站小时降水数据非实时质量控制方法及应用

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暴雨灾害 2025年第1期44卷 102-111页

作者：闫荞荞王必强刘园园严婧李波杨宏谦刘莹湖北省气象信息与技术保障中心武汉430074 湖北省气象服务中心武汉430070 中国长江电力股份有限公司宜昌443002 三峡国家气候观象台宜昌443199

为分类检测隐藏较深的降水质量异常数据,定义了非实时降水质量异常事件,基于Madsen-Allerupt方法和百分位数法设计了一种自动气象站小时降水数据非实时质量控制方法,基于该方法对湖北省2481个区域自动气象站2005—2022年经实时质量控制... 详细信息

为分类检测隐藏较深的降水质量异常数据,定义了非实时降水质量异常事件,基于Madsen-Allerupt方法和百分位数法设计了一种自动气象站小时降水数据非实时质量控制方法,基于该方法对湖北省2481个区域自动气象站2005—2022年经实时质量控制的小时降水数据做进一步的非实时质量控制,制作了小时降水质控数据集,并初步做了应用评估。结果表明:(1)设计的方法能够有效实现隐藏较深降水质量异常数据的分类检测,降水量持续偏小占比为87.9%,降水时数异常占比为8.7%,降水量持续偏大占比为3.4%。(2)质量异常数据的总量逐年趋于减少,空间分布无明显差异,时间上4—10月质量异常事件总量低于其他月份,冬季占比最高为36.7%,夏季最低为13.1%。(3)湖北省降水数据的质量建站初期整体欠佳,从2008年开始稳步提升,2008—2022年年数据可用率平均为95.6%,年内4—10月的数据平均可用率为97.8%,高于其它月份的92.6%。

关键词：降水质量控制 Madsen-Allerupt方法百分位法降水数据集

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基于Faster R-CNN的气象设备观测环境影响图像研究

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电子设计工程 2025年第4期33卷 128-132页

作者：王超然周若李中华邬昀白子诚湖北省黄石市气象局湖北黄石435000 湖北省气象信息与技术保障中心湖北武汉430074

为确保气象站点实况观测数据的准确性,观测场地需要有良好的环境。该研究利用深度学习技术中的Faster R-CNN模型,自动检测气象观测站场景中可能干扰仪器读数的视觉障碍物。通过收集并详细标注实际观测场景的图像数据,建立一个包含环境... 详细信息

为确保气象站点实况观测数据的准确性,观测场地需要有良好的环境。该研究利用深度学习技术中的Faster R-CNN模型,自动检测气象观测站场景中可能干扰仪器读数的视觉障碍物。通过收集并详细标注实际观测场景的图像数据,建立一个包含环境对观测设备产生影响情况的数据集,涵盖正常与异常环境情况的百叶箱和雨量筒图像及其标注信息。对Faster R-CNN模型进行微调和超参数优化,以适应该特定识别任务。实验结果验证了模型在识别和定位障碍物方面的高效性,准确率为97.1%,展现出了较好的鲁棒性。该项研究将图像识别处理用于自动站探测环境,不仅证明了深度学习在改善气象观测条件中的有效性,也为相似领域的应用提供了方法论上的指导。

关键词：深度学习 Faster R-CNN 气象观测场图像处理

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淮河中下游地区大气CH_(4)浓度及变化特征研究

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环境科学学报 2025年第1期45卷 400-410页

作者：王蒙沈玉亮杨关盈张元刚田晓明孙荣华张浩霍彦峰汪义兰安徽省气象信息中心合肥230031 安徽省气象科学研究所大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室合肥230031 寿县国家气候观象台中国气象局淮河流域典型农田生态气象野外科学试验基地寿县232200 安徽省大气探测技术保障中心合肥230031 蚌埠市五河县气象局蚌埠233300

基于2023年安徽省五河高精度温室气体浓度观测站大气CH_(4)浓度数据及同期气象观测数据,研究了淮河中下游地区典型下垫面状态下CH_(4)浓度变化特征、输送影响及潜在排放源区分布特征.结果表明:具有区域代表性的CH_(4)浓度为(2113.0±... 详细信息

基于2023年安徽省五河高精度温室气体浓度观测站大气CH_(4)浓度数据及同期气象观测数据,研究了淮河中下游地区典型下垫面状态下CH_(4)浓度变化特征、输送影响及潜在排放源区分布特征.结果表明:具有区域代表性的CH_(4)浓度为(2113.0±1.9)×10^(-9),远低于受到观测站附近局地影响的CH_(4)浓度((2417.4±9.9)×10^(-9));五河地区CH_(4)浓度日变化在不同季节均呈现出早上高、午后低的峰谷特征,月变化呈现夏高冬低的单峰特征,低层(50 m)和高层(80 m)CH_(4)浓度差异日间小、夜晚大.地面风对五河地区CH_(4)浓度影响显著,易受到西南扇区气流的影响而升高;CH_(4)浓度随着风速的增加而下降.后向轨迹和潜在源解析表明,排放区域主要分布在中部四省(安徽、河南、湖北、江西)、江苏省和山东省,这些区域内分布着大量的湿地、水稻田及畜牧业生产基地,均是淮河中下游典型代表性地区CH_(4)浓度升高的主要影响因素.

关键词：淮河中下游 CH_(4) 浓度变化特征潜在排放源

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微雨雷达观测的襄阳地区降水垂直结构特征

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暴雨灾害 2025年第2期44卷 226-235页

作者：高兰程昌玉严婧赖晨赵羽佳徐桂荣湖北省气象信息与技术保障中心/暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430074 湖北省襄阳市人工影响天气办公室襄阳441021 中国气象局武汉暴雨研究所中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205

研究雨滴谱及其反演特征量的垂直结构特征有助于加深对降雨微物理结构认识和改善雷达定量降水估计。利用2022年3月—2023年5月襄阳国家气象站微雨雷达和雨量计数据,研究了该地区不同季节下对流云降水、层状云降水和弱降水等三种降雨类... 详细信息

研究雨滴谱及其反演特征量的垂直结构特征有助于加深对降雨微物理结构认识和改善雷达定量降水估计。利用2022年3月—2023年5月襄阳国家气象站微雨雷达和雨量计数据,研究了该地区不同季节下对流云降水、层状云降水和弱降水等三种降雨类型的雨滴谱及其反演的反射率因子等特征量垂直结构特征。结果表明:(1)襄阳地区春季降雨云的零度层亮带多数集中在约4 km高度,降雨微物理参量在零度层亮带有跳变现象。(2)在零度层亮带以下,不同降雨类型的垂直结构存在明显差异,对流云降水雨滴谱最宽,数浓度最高,雨滴下降过程中水汽凝结增长和雨滴碰并共同存在,1 km以下时雨滴碰并过程占主导;层状云降水雨滴谱较宽,数浓度较高,雨滴下降过程中的碰并作用较弱降水明显,同时还存在明显的小雨滴蒸发作用和部分大雨滴的破碎;弱降水雨滴谱较窄,数浓度较小,在3~1 km高度时,雨滴碰并作用较为明显,在1 km以下时,大、中雨滴破碎,小雨滴大量蒸发。(3)对于层状云降水和对流云降水,中雨滴对地面降水强度贡献最显著,而对于弱降水,小雨滴对地面降水强度贡献最显著。(4)夏、秋季弱降水和层状云降水对应的微物理过程具有一定的相似性,但雨滴碰并过程不如春季明显,春、夏季对流云降水的微物理变化过程较秋季强烈,说明在不同季节,各降雨类型的微物理过程相似性和差异性并存。.

关键词：降水结构特征微雨雷达雨滴谱襄阳地区

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基于轻量化网络和多域损失函数的随机噪声衰减方法

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天然气工业 2025年第4期45卷 60-69页

作者：陈伟李安禹李韵竹未晛张庆臣金彦魏龙海非常规油气省部共建协同创新中心·长江大学气象信息与信号处理四川省高校重点实验室·成都信息工程大学数学地质四川省重点实验室·成都理工大学中国石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院北京劳动保障职业学院城市安全学院武汉市工程科学技术研究院新技术研发中心中交第二公路勘察设计研究院有限公司

随机噪声的存在严重影响了地震数据的质量，对地震解释和反演解析带来了严重干扰，特别是在深层油气勘探过程中有效信号相对较弱的情况下问题更为突出。为了提高地震资料信噪比，设计了具有多尺度特征提取能力的轻量化网络架构，采用并... 详细信息

随机噪声的存在严重影响了地震数据的质量，对地震解释和反演解析带来了严重干扰，特别是在深层油气勘探过程中有效信号相对较弱的情况下问题更为突出。为了提高地震资料信噪比，设计了具有多尺度特征提取能力的轻量化网络架构，采用并行多尺度大核空洞卷积模块捕获跨尺度局部特征，结合通道—空间双注意力机制建立全局特征关联，然后构建时频域联合优化目标函数，通过自适应权重系数平衡时域均方误差与频域能量损失，在去除随机噪声的同时减少有效信号损失，最后利用数据分块训练策略，将大规模地震数据分割为可并行处理的训练样本集，提升模型泛化能力，最终形成了一种联合轻量化网络与多域损失函数来去除地震数据中随机噪声的方法。研究结果表明：(1)多域损失函数通过优化时域和频域内的损失值，确保了在抑制噪声的同时最大限度地保护原始信号的完整性和局部细节特征，有效提高了资料的信噪比；(2)与前馈去噪卷积神经网络（DnCNN）相比，提出的方法在参数量（Params）、浮点运算次数（FLOPs）和训练时长方面均有明显改进，将Params减少了约14.29%,FLOPs减少了约15%，并且训练时间缩短了约40.88%；(3)多尺度平行大核卷积通过并行3种尺度的空洞卷积，实现了跨尺度局部特征的协同提取，可以更好的处理复杂地震数据。结论认为，提出的新方法不仅能够有效去除地震数据中的随机噪声，而且通过优化网络结构实现了更低的计算成本和更快的训练速度，对提高地震勘探效果有着重要的实践意义。

关键词：地震资料处理地震数据去噪随机噪声深度学习多尺度轻量化

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卫星平流层探空智能指挥机系统设计与组成

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气象水文海洋仪器 2025年第1期42卷 119-122页

作者：李力周云祥李中华李俊聂成黄凡湖北省气象信息与技术保障中心武汉430074 襄阳市气象局襄阳441021

针对重点区域典型天气目标,基于加强对云贵准静止锋、低空切变线、西南涡及边界层辐合线等天气系统监测的需求,建设和升级覆盖重点区域的北斗卫星导航探空观测网。面向新型北斗导航探空系统标准的“云+端”链路数据传输处理模式,详细说... 详细信息

针对重点区域典型天气目标,基于加强对云贵准静止锋、低空切变线、西南涡及边界层辐合线等天气系统监测的需求,建设和升级覆盖重点区域的北斗卫星导航探空观测网。面向新型北斗导航探空系统标准的“云+端”链路数据传输处理模式,详细说明了卫星平流层探空智能指挥机的系统功能结构、机箱天线设计、软件配置调试、设备维护维修等主要技术内容,为往返平漂探空实验提供了有效的技术支撑。通过对卫星平流层探空智能指挥机系统组成的深入了解,提高解决常见故障问题的能力。

关键词：平流层探空智能指挥机控制设计天线系统配置调试

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日气温数据缺测的插补方法试验与误差分析

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气象 2008年第7期34卷 83-91页

作者：王海军涂诗玉陈正洪湖北省气象信息与技术保障中心武汉430074 武汉区域气候中心

对缺测气象观测记录进行插补是建立连续气象数据集的基础。将孤立1日或数日缺测资料进行插补的线性回归模型法应用于连续缺测数月的逐日最高、最低和平均气温的插补,并进行了一系列改进,包括:(1)用滑动选优法确定邻近参考气象站站数和... 详细信息

对缺测气象观测记录进行插补是建立连续气象数据集的基础。将孤立1日或数日缺测资料进行插补的线性回归模型法应用于连续缺测数月的逐日最高、最低和平均气温的插补,并进行了一系列改进,包括:(1)用滑动选优法确定邻近参考气象站站数和数据样本时间窗的最佳值;(2)在记录缺测站与邻近参考站之间建立逐日气温的线性回归模型,并选取以最小绝对误差(Least Absolute Deviation,LAD)为目标函数求取模型参数的方法,取代以最小均方根误差为目标函数的最小二乘法(Least Squares Esti mate,LAD)求解模型参数的方法,可提高计算效率和参数的稳定性;(3)进一步提出将LAD法与DeGaetano标准化序列法插补结果平均的综合插补方法,以减少极端误差。通过对湖北蔡甸气象站1961-2006年插补试验表明:(1)以4个邻近站和年数为8年、日数为15天时间窗的样本资料建模进行插补误差达到最小;(2)逐日最高、最低和平均气温的平均绝对误差分别为0.32℃、0.45℃、0.28℃,误差在±0.8℃以内的频次分别占总数的94.1%、84.8%、96.1%,观测值与插补值月相关系数在0.886以上。插补与观测资料平均值和相关系数分别通过了显著水平为0.05和0.01的检验。

关键词：记录缺测逐日气温插补线性回归模型最小绝对误差

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人工与自动观测静风的差异分析与应用

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气象 2017年第2期43卷 232-239页

作者：严婧王海军程亚平焦俊芳湖北省气象信息与技术保障中心武汉430074

利用2000—2010年全国2195个国家站人工观测转为自动观测时期各站2年的资料,对2 min风向、风速进行对比分析,统计了人工与自动观测静风的差异,研究了引起差异的原因,并探索了年静风频率的应用方法。结果表明:全国人工观测的平均年静风... 详细信息

利用2000—2010年全国2195个国家站人工观测转为自动观测时期各站2年的资料,对2 min风向、风速进行对比分析,统计了人工与自动观测静风的差异,研究了引起差异的原因,并探索了年静风频率的应用方法。结果表明:全国人工观测的平均年静风频率为26.3%,自动观测为10.0%,平均风速越大,年静风频率越低,自动与人工观测的差异越小。湖北省平行观测期第一、第二年人工观测的平均年静风频率分别为29.1%、28.8%,自动观测较人工观测分别少18.1%和1 2.4%。造成该差异的主要原因是人工观测风速时,采取四舍五入保留整数位的方式,当风速<0.5 m·s^(-1)时记录为静风,而自动观测风速≤0.2 m·s^(-1)时记录为静风。评估湖北省平行观测期第二年自动与人工观测年静风频率差异,将自动观测静风按人工观测方式处理后平均年静风频率为22.8%,与平行观测期第二年人工观测的对比差为-6.0%,较订正前(-12.4%)有明显减少。

关键词：自动观测人工观测静风观测差异

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