我国中尺度对流云团特征及对航路影响的研究

发布时间：2017-10-23 21:33

  本文关键词：我国中尺度对流云团特征及对航路影响的研究

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【摘要】：中尺度对流云团往往伴随着恶劣天气现象出现,因此有效的识别和追踪监测具有重要的现实意义。文中在确定中尺度对流云团识别判定标准的基础上,基于数字图像处理和模糊模式识别等技术,研究中尺度对流云团的自动识别与追踪。利用SUSAN边缘检测算子提取边界轮廓,并以亮温直方图结合云团的多个特征量构建追踪模板,实现云团追踪。在有效实现中尺度对流云团识别与追踪的基础上,文中对出现在我国及周边地区的中尺度对流云团进行特征统计分析。分析统计结果发现,云团在总体分布、月变化、日变化及云团特征量上存在一定的规律性：(1)总体分布特征上,呈现出南多北少、纬向带状、多活跃区密集分布的特点,而且中尺度对流云团在我国的分布特征与地形地势、海陆分布情况之间存在密切的联系；(2)月变化特征上,中尺度对流云团呈现明显的南北向移动变化的特点。高活跃期出现每年的6到8月,期间云团主要影响我国中部及南部绝大部分地区,而此期间内,北方受云团影响却很小。冬季和初春时节,云团的活动情况与6到8月间基本呈相反的态势,从而说明,中尺度对流云团具有非常明显的季节变化特征；(3)日变化特征上,云团的出现时间表现出两个显著的峰值区,一个在凌晨3时到9时,另一个在午后15时到夜间24时,表明云团活动的时间段具有明显的规律性；(4)属性特征上,综合分析云团的三个特征量和云团活跃期发现,越活跃的中尺度对流云团,具有越大的圆形率、更低的云区平均亮温值,同时云区面积相对较小。不活跃期出现的中尺度对流云团呈现的特征与其正好相反。在风向玫瑰图的基础上,改进出的径向玫瑰图可以很好地描述云团移动方向和移动速度。文中对北纬180-27°,东经100°-122°区域内,中尺度对流云团的移动特征进行了统计分析,结果发现,全年中云团的基本移动方向是自西向东移动,并且向东北方向移动偏多,而在云团最活跃的6到8月间,云团的移动方向呈向西、西南方向移动,而且该时期内的云团平均移动速度在全年平均移动速度中处于最低水平。最后,构建中尺度对流云团影响航路飞行的评估模型,通过模型计算分析,可以确定云团影响航路飞行的初始时刻、持续时间以及结束时刻,并且计算出云团影响航路时的航路安全裕度,用于表征航路的可用性和安全性。同时,基于以上分析计算实施路径改航规划,确定初始改航点、中间改航转弯点和重新入航转弯点,实现对中尺度对流云团影响下的航路绕飞。
【关键词】：中尺度对流云团 识别追踪 时空分布 移动特征 安全评估
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V321.253
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 中小尺度天气系统简介12
• 1.3 国内外研究进展12-14
• 1.4 课题研究的目的及意义14-15
• 1.5 论文主要内容及创新点15-17
• 1.5.1 论文主要内容15-16
• 1.5.2 论文创新点16-17
• 第二章 中尺度对流云团的自动识别与追踪17-27
• 2.1 风云气象卫星及其应用17-19
• 2.1.1 风云气象卫星及卫星数据资料17-18
• 2.1.2 风云卫星云图在气象分析与研究中的应用18-19
• 2.2 中尺度对流云团的自动识别19-23
• 2.2.1 中尺度对流云团识别标准19-20
• 2.2.2 获取灰度卫星云图20-21
• 2.2.3 滤波预处理21
• 2.2.4 云团轮廓提取21-22
• 2.2.5 特征值计算22-23
• 2.3 中尺度对流云团的自动追踪23-26
• 2.3.1 构建追踪匹配模板23-25
• 2.3.2 云团自动追踪实验25-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 我国及周边地区中尺度对流云团特征分析27-45
• 3.1 引言27
• 3.2 数据资料及统计内容27-28
• 3.3 地图投影方法简介28-29
• 3.4 中尺度对流云团的地理分布特征29-44
• 3.4.1 总体分布特征29-32
• 3.4.2 月变化特征32-36
• 3.4.3 日变化特征36-40
• 3.4.4 云团属性特征40-44
• 3.5 小结44-45
• 第四章 中尺度对流云团对航路飞行的影响分析45-67
• 4.1 我国的空域及航路结构45-46
• 4.1.1 我国的空域结构及其分类45
• 4.1.2 航路航线简介45-46
• 4.2 我国主要航路汇总及与中国地图叠加46-48
• 4.3 中尺度对流云团影响航路飞行的特征分析48-59
• 4.3.1 云团对航路飞行影响的空间分布48-49
• 4.3.2 云团移动特征49-53
• 4.3.3 影响京广航路的中尺度对流云团的分布特征53-59
• 4.4 中尺度对流云团影响航路飞行的模型分析59-65
• 4.4.1 我国对航路飞行的安全标准59-60
• 4.4.2 构建影响航路飞行的模型60-63
• 4.4.3 中尺度对流云团影响下的路径改航63-65
• 4.5 小结65-67
• 第五章 总结与展望67-69
• 5.1 论文总结67-68
• 5.2 工作展望68-69
• 参考文献69-72
• 攻硕期间取得的成果72-73
• 致谢73

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本文编号：1085498