基于卫星资料的热带气旋强度估计及风场反演方法研究

发布时间：2022-10-08 18:09

　　热带气旋是危害中国的众多自然灾害中常见的一种,一旦热带气旋登陆沿海城市,就会带来极其严重的生命财产和经济损失。因此热带气旋的准确预报,对于减轻其带来的灾害影响至关重要。热带气旋的强度是其预报的重要指标,因此本文通过飞机、雷达和卫星监测等手段的比较,选择具有较高时间分辨率的静止卫星资料作为热带气旋强度估计的基本数据,然后结合机器学习等智能算法估计热带气旋强度,最后再利用热带气旋强度估计的结果反演风场。本文主要包括以下三部分内容：（1）基于偏差角的热带气旋结构判断。热带气旋云系的形状和结构在不同的发展阶段具有不同的特征,有研究表明偏差角能够被用来描述轴对称图形的特点,即越是趋近于轴对称图形,偏差角越小。因此我们利用静止卫星的红外云图偏差角的直方图,即概率分布特性来表征热带气旋结构特性。通过热带气旋（包括台风数据和风暴数据）的实验,我们发现能够直接从热带气旋云图的偏差角直方图上对热带气旋所处的发展阶段做出较为准确的判断。（2）基于机器学习的热带气旋强度估计。近地面最大风速常用来定量描述热带气旋强度等级,本文选择偏差角的方差和偏差角的灰度-梯度共生矩阵参数分别与热带气旋近地面最大风速基于径向基... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 热带气旋介绍
        1.1.1 热带气旋形成过程
        1.1.2 热带气旋形成条件
        1.1.3 热带气旋消散原因
        1.1.4 热带气旋影响
    1.2 热带气旋常用观测技术手段及国内外研究现状
    1.3 论文的主要结构和安排
2 基于偏差角的热带气旋结构判断
    2.1 偏差角原理
    2.2 实验结果分析
    2.3 本章小结
3 基于机器学习的热带气旋强度估计
    3.1 机器学习算法概述
        3.1.1 RBFNN概述
        3.1.2 LSSVM概述
        3.1.3 RVM概述
    3.2 灰度-梯度共生矩阵介绍
    3.3 热带气旋强度估计原理
    3.4 实验结果分析
        3.4.1 热带气旋不同发展阶段的结构伪彩色图
        3.4.2 热带气旋强度估计结果
    3.5 本章小结
4 基于机器学习的有眼热带气旋风场反演
    4.1 基于PDE的有眼热带气旋眼壁分割
    4.2 有眼热带气旋眼壁分割结果
    4.3 基于RVM的有眼热带气旋风场反演
    4.4 有眼热带气旋风场反演结果
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卫星资料进行热带气旋强度客观估算[J]. 鲁小琴,雷小途,余晖,赵兵科.  应用气象学报. 2014(01)
[2]新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展[J]. 李柏,古庆同,李瑞义,曹俊武,王旭.  气象. 2013(03)
[3]基于改进蚁群算法优化参数的LSSVM短期负荷预测[J]. 龙文,梁昔明,龙祖强,李朝辉.  中南大学学报(自然科学版). 2011(11)
[4]利用AMSU-A亮温估测西北太平洋区域热带气旋强度[J]. 刘喆,李万彪,韩志刚,姚志刚,张凤英,朱元竞.  地球物理学报. 2008(01)
[5]西北太平洋热带气旋和台风活动若干气候问题的研究[J]. 陈光华,黄荣辉.  地球科学进展. 2006(06)
[6]多普勒天气雷达资料对中尺度模式短时预报的影响[J]. 盛春岩,浦一芬,高守亭.  大气科学. 2006(01)
[7]热带气旋强度变化研究进展[J]. 端义宏,余晖,伍荣生.  气象学报. 2005(05)
[8]热带气旋强度的卫星探测客观估计方法研究[J]. 王瑾,江吉喜.  应用气象学报. 2005(03)
[9]一阶双曲型方程的迎风差分方法[J]. 王申林.  山东大学学报(自然科学版). 2001(04)
[10]灰度-梯度共生矩阵纹理分析方法[J]. 洪继光.  自动化学报. 1984(01)

硕士论文
[1]TRMM/TMI资料在热带气旋强度估计中的应用研究[D]. 卢怡.南京信息工程大学 2013



本文编号：3688184