中尺度对流系统

摘要： 利用常规观测资料、牡丹江自动观测系统采集的实况资料、NCEP再分析资料、FY-2G卫星TBB云图资料及牡丹江多普勒雷达资料,分析2021年8月21日牡丹江地区暴雨天气过程。结果表明:降水发生前,暴雨区水汽条件充沛,中低层辐合和切变线为强降雨发生提供了触发条件,低层辐合高层辐散有利上升运动加强,促进低层水汽的上升运动和不稳定能量释放。稳定的大气环流背景使云顶亮温(TBB)≤-42°C的中尺度对流云团在牡丹江上空长时间维持,强降水回波较长时间不断地生消,产生“列车效应”,是导致牡丹江暴雨的主要原因。

摘要： 利用逐时的风云静止卫星黑体亮温(TBB)资料和国家级地面站降水观测资料,根据中尺度对流系统(MCS)的逐时云顶覆盖范围是否包含突发性暴雨事件,识别出2010-2018年5-8月与中国西南山区突发性暴雨事件相关的中尺度对流系统(AHR-MCS),并得到其统计特征。结果表明,该地区AHR-MCS在7月出现最频繁,存在四川盆地(SR-A)、湖南西部(SR-B)、广西北部(SR-C)和贵州西南部(SR-D)4个不连续的频发区。经向扰动环流、整层水汽通量的异常辐合、低层更强的暖湿气流及其引起的偏强对流层低层风垂直切变(6-8月)是AHR-MCS出现和维持的有利条件。AHR-MCS是西南山区内生命期更长的那部分中尺度对流系统,主要移动方向偏东,但位置偏西(东)的SR-A、SR-D(SR-B、SR-C)频发区域内向东偏南(东偏北)方向移动得更多。成熟时,SR-A的发展高度更低,面积更小,SR-B和SR-C的云顶面积更大而SR-D则云顶高度更高。AHR-MCS的日变化呈现明显的单峰结构,20-23时(北京时)达到峰值,其中生命期越长的生成(成熟)峰值出现时间越晚。对于不同频发区,SRA和SR-D也是单峰结构,但由于受大地形的热力影响前者生成(成熟)峰值明显晚于后者6(8) h;其余两个区域则呈现多峰结构。AHR-MCS对应的最大小时降水更易出现在发展阶段,与最低TBB出现的时间对应关系更好,早于成熟时;位置则多分布在相对于对流云团形心的第Ⅰ、Ⅲ象限;不仅容易出现在TBB低值区(低于-51°C)还常出现在TBB的梯度大值区(超过0.4°C/km),且两者占比相当。

摘要： 2020年7月26日鄂西南山地建始峡谷内出现特大暴雨过程,准静止中尺度对流系统(MCS)是特大暴雨的主要贡献者。利用常规观测资料和地面区域站观测资料,结合雷达资料和ERA5再分析资料等,分析了准静止MCS的环流背景及其演变、形成机制。结果表明:(1)受东移南下的大陆高压、蒙古冷涡与稳定副热带高压的共同影响,MCS在副热带高压北部、低层辐合线附近形成,稳定少动的中低层辐合线和低涡前侧偏南急流为MCS的发展、维持提供了有利的环境条件。(2)由于后向传播与平流几乎相抵消,MCS在建始峡谷表现出后向传播的准静止特征,其传播方向与峡谷走向一致,先后经历了准静止后向传播和准静止合并两个阶段。(3)在建始峡谷和恩施“喇叭口”复杂地形下,冷出流与持续加强、下沉的低空偏南急流相互作用对MCS的形成和发展有明显影响。低空急流在持续弱冷出流和迎风坡上被迫抬升,在山前形成稳定的抬升条件,是准静止后向传播维持的主要原因;低空急流和建始南部地形对冷池的阻挡作用以及对流单体的北上合并,是准静止合并阶段形成的原因。(4)复杂地形对MCS的演变具有重要作用,峡谷风效应和迎风坡动力抬升作用使低空急流和辐合上升运动加强,导致MCS增强发展;建始峡谷北部斜坡地形引导冷出流快速下山与山前迎风坡抬升的偏南气流形成辐合区,使得MCS后向传播加快;建始峡谷南部γ中尺度地形对下山冷出流的阻挡使其南压缓慢,造成MCS传播速度减缓而呈准静止状态。

摘要： 利用Himawari-8卫星、银川C波段多普勒雷达、ERA5逐1 h再分析、自动气象站、常规气象探测等多源气象资料,对2019年8月贺兰山东麓夜间突发的一次局地短历时强对流暴雨的中尺度特征进行分析。结果表明:700 hPa偏南急流于暴雨前6 h建立并在夜间增强北抬,促进了低层高温高湿、大气不稳定和动力、热力抬升机制的发展加强,有利于地面中尺度辐合线在东麓山前触发β中尺度对流系统,并使其增强为α中尺度对流系统,导致此次强对流暴雨的发生发展;暴雨区位于700 hPa急流轴左前方及700 hPa水汽通量≥6 g·cm^(-1)·s^(-1)·hPa^(-1)和850 hPa比湿≥12 g·kg^(-1)的高湿区,对流有效位能≥1500 J·kg^(-1)和850 hPa假相当位温≥346 K的高温高能区,800 hPa中心强度≤-1.2 Pa·s^(-1)的上升运动区和冷云发展前端辐射亮温梯度大值区;最大小时降水量出现在急流轴离暴雨区最近时段,期间辐射亮温≤-66°C、辐射亮温梯度≥27°C·km^(-1)、回波强度≥65 dBz、回波顶高≥10 km、垂直累积液态水含量≥11 kg·m^(-2)、≤-52°C冷云面积约为中尺度对流复合体的1/5;辐射亮温越低、辐射亮温梯度越大、降温率越高,小时降水量越大;最低辐射亮温、最大辐射亮温梯度、回波强度和垂直累积液态水含量跃增、回波顶高增幅加大均较强降水提前10~20 min出现,地面中尺度辐合线较降水提前30 min出现。

摘要： 利用常规资料和ERA5再分析资料对2020年7月8日黑龙江省出现的一次局地强降水进行了中尺度特征分析。结果表明:该过程是由于暖区内低层暖平流强迫发生的,具有局地性强,降水强度大的特点;深厚的湿层和弱的垂直风切变为此次强降水提供有利的环境条件;超低空西南急流和中层干入侵造成的对流性不稳定促进的局地强降水的发生;在地面辐合线的触发下,高垂直液体含水量值的维持在雷达特征上形成了后向传播的“列车效应”。

摘要： 2018年5月21日夜间,四川盆地西南部至南部地区发生了5月罕见的大暴雨,主客观预报均明显偏弱。采用多种观测资料及模式分析场和预报场数据,对极端大暴雨的环流背景、中尺度对流系统触发和发展机制以及预报偏差可能的原因等进行了分析。此次大暴雨过程发生在西太平洋副热带高压西伸、异常偏强的蒙古冷涡引导冷空气南下的背景下,四川盆地南部的水汽和不稳定能量均较常年同期异常偏强,具备产生对流性强降水的极高潜势。高分辨率观测和分析资料揭示出四川盆地周边特殊地形对中尺度对流系统发生发展的动力和热力机制。偏北风在喇叭口和地形过渡区辐合抬升、在峡谷地带绕流形成中尺度辐合线或中尺度低压;由地形或上游强降水造成的降温加大了盆地西部和南部边缘的温度梯度,并在温度梯度大值区附近产生上升运动。盆地西南部持续偏北风辐合,加之地形阻挡,使得对流系统移动缓慢,累计降水量增大;而盆地南部对流的维持则主要受到天气尺度系统的影响。欧洲中心数值模式对盆地内对流层低层风场结构以及盆地周边复杂地形刻画的偏差,可能是导致对流性强降水预报明显偏弱的重要原因。

摘要： 利用常规观测数据,对2020年6月24—25日广西南宁的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨发生于大陆副热带高压和西太平洋副热带高压对峙、西南季风活跃的有利背景下,高空槽缓慢东移引导切变线、弱冷空气南下,西太平洋副热带高压西北侧的低空急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、不稳定能量条件;此次过程的雨带分布和雨团活动与两个阶段的中尺度对流系统(MCS)发展演变有关,不同阶段的强回波都具有后向传播、低质心的特征,列车效应明显;极端短时强降水出现在TBB≤-90°C附近;欧洲中期天气预报中心高分辨率模式(ECMWF_HR)预报强降水落区偏北、强度偏弱,ECMWF_HR模式对于天气系统预报偏北是导致暴雨预报偏差的主要原因。

摘要： 利用常规气象观测资料、新一代天气雷达资料、卫星云图及数值模式等资料,分析了2020年3月25日广西一次开汛暖区暴雨天气过程,研究此次过程的环流形势、环境条件、触发机制以及预报偏差。结果表明:(1)此过程发生在南支槽前暖湿的西南气流中,无明显天气尺度锋面系统影响,属于华南回流型暖区暴雨过程,具有低质心的暖云强降水过程特点;(2)低空东南气流遇到喇叭口地形作用形成的地面辐合线是此次暴雨的触发机制,高能高湿和城市热岛作用对于对流系统触发和维持具有重要作用;(3)对于此类暴雨,在全球模式预报的基础上,参考高分辨率天气预报数值模式调整量级,重点关注越南北部、云南东部对流的生成、发展。

摘要： 2018年7月22日20:00(北京时,下同)至23日08:00在青藏高原东北侧边坡的临夏北部、兰州西部等地区出现了罕见的大暴雨,最大降水量达176.8 mm,小时最大降水量61.6 mm。利用FY-4A卫星、多普勒雷达、区域自动站及再分析资料,重点分析引发强对流暴雨中尺度对流系统(MCS)的发生发展特征及其触发机制。结果表明:(1)强对流暴雨是在西太平洋副热带高压边缘暖湿气流配合纬向多波动气流带动冷空气东移的有利配置下发生的,高温高湿的环境为强对流暴雨的发生创造了有利条件。(2)先后形成并发展的2个MCS造成临夏北部、兰州西部出现强对流暴雨,孤立的对流云团加强合并发展为第一阶段的MCS,向西南方向传播的MCS与从甘南高原向东北方向移动的云团在大暴雨区逐渐合并为第二阶段的MCS。大于10 mm·(10min)^(-1)的强降水出现在上风向云团边缘,强降水与对流云团的发展程度有密切关系。(3)强对流暴雨期间,第一阶段的强回波有后向传播特征,强对流单体对大暴雨区的影响频次高,显著的“列车效应”自南向北移动造成持续6 h以上的间断性强降水。(4)边界层的中尺度风速脉动、地面辐合线及特殊地形等是触发MCS发生、发展的主要因子,地面中尺度辐合线的形成、维持及移动,与强降水的位置有很好的对应关系。

摘要： 利用常规气象资料、风云卫星云图、雷达及地面观测资料对荆门2022年3月16日首场春季暴雨的形成机制进行诊断分析,结果表明:(1)高空强辐散、500 hPa高空槽东移、中低层低涡切变线、低空急流加强东移北抬、地面冷空气入侵暖低压倒槽等天气系统配置,是这次春季暴雨发生的有利天气背景。(2)这次暴雨发生前的环境场特点为适中的对流有效位能,较大水汽含量及上干冷、下暖湿极,说明强对流天气为短时强降水及雷暴大风。(3)华北冷空气沿地面倒槽后部侵入,沙洋西部的西北风与东部的偏东风形成地面辐合线,触发对流天气,造成沙洋的短时强降水。(4)与中尺度对流云团移动相对应,宜昌地区有中尺度对流单体生成,其东移中加强并在荆门南部形成弓形回波,雷达回波图上强的反射率回波对应卫星云图上有TBB低值区,说明对流云发展高度高,垂直运动剧烈,造成荆门南部短时强降水和雷暴大风。

摘要： 应用常规观测与地面加密自动站观测资料、卫星云图、多普勒雷达、风廓线以及雷达变分同化分析系统(VDRAS)等多种资料对一次漏报的分散性暴雨过程中尺度对流系统演变、移动特征及其成因进行分析.结果表明:副高边缘暖湿气流、低空弱倒槽切变、东南急流、湿舌、弱对流抑制、北部冷空气南下为强降雨提供了有利的条件.渤海西南部发展加强的β中尺度对流系统北移,与其前侧触发的γ中尺度对流单体合并加强,造成东南部局地强降雨,河北东北部β中尺度对流系统南压造成东部局地强降雨,其前侧不断触发新的雷暴生成、发展加强,并排列成带状β中尺度对流系统,先稳定少动,后随移入北部蓟县的带状β中尺度对流系统南压造成天津中南部、北部地区的强降雨.渤海西南部、天津东北部沿海、中南部、东部形成的3条地面辐合线,是先后造成3个中尺度对流系统发展加强的辐合系统,海陆风辐合线及中尺度对流系统前侧的冷性水平出流(东北气流)与环境冷空气(西北气流)、海风(东南气流)形成的中尺度气旋性辐合中心及两条辐合线是地面3条辐合线先后形成的原因.冷空气南压是从3000～4000m高度转为偏北风开始的.

摘要： 本文运用2010-2012年全国逐日加密降水资料及华南多普勒雷达观测资料,统计分析了华南非台风持续性暴雨过程中的中尺度对流系统的发生个数、类型等,并对线状中尺度对流系统的形成模态、组织模态、移动方向、发展及持续时间等特征进行分类研究.主要结论如下:(1)华南单站非台风持续性暴雨主要分布于广东中北部、广西东北部及两广南部沿海,日平均降水量多为50-75mm/d.(2)虽然造成华南非台风持续性暴雨的中尺度对流系统与一般中尺度对流系统的特征形态差异较小,但形成模态上,断线型、后建型中尺度对流系统较有利于非台风持续性暴雨的发生;组织模态上,平行型中尺度对流系统最易造成非台风持续性暴雨,其次为拖尾型.(3)华南非台风持续性暴雨中的线状中尺度对流系统及对流单体的移动方向以东北及东北偏东方向为主,系统持续时间多为6-11小时.单体生成-形成线状对流时间以1-3小时为主,较一般线状中尺度对流系统的组织化过程提前2小时;线状对流系统形成至消亡时间平均为5.7小时,较一般线状中尺度对流系统延长1小时.

摘要： 利用NCEP/NCAR再分析逐日资料和其他常规观测资料,对2016年7月5-6日湖北省极端降水过程天气成因及预报情况进行分析,结果表明:此次极端降水发生过程中,500hPa副热带高压外围西南暖湿气流与北侧偏北气流形成气流汇合,为极端降水产生准备了有利的大尺度背景,边界层中尺度低涡切变触发初始对流产生,促进充沛的水汽上升凝结,较低的抬升凝结高度和自由对流高度,配合细长型CAPE正值区的形成,导致较高降水效率产生,TL/AS型中尺度对流系统的演变特征使得强降水持续时间较长,导致极端降水天气的发生;此次极端降水的预报与实况相比有一定偏差,出现偏差主要有2个原因:大尺度模式、集合预报模式、中尺度模式均表现欠佳,无法给预报员提供有效的参考,预报员对于暖区极端降水的预报信心不够,预报能力和经验欠缺.

摘要： 选取发生在辽宁的3次典型长历时暴雨过程,利用NCEP/NCAR1°×1°再分析、FY-2E卫星黑体亮温TBB、多普勒天气雷达和自动气象站等资料,分析了降水实况、天气形势背景、卫星红外云图、雷达回波的结构和强度变化的代表性特征.结果表明:辽宁长历时暴雨是在有利于产生暴雨的大尺度环境背景下,稳定的形势场导致冷暖空气在某一地区长时间持续相互作用而造成的.该型暴雨在降水实况上有降水雨强变化小、强降水无明显阶段性特征和降水雨强变化大、强降水具有明显阶段性特征两种类型.一般性对流云团、暖云和深对流云团均可造成该型暴雨,其中一般性对流云团的云顶亮温变化幅度小,为-47～-36°C,暖云的云顶亮温为-8～3°C,深对流云团的云顶亮温为-68～-50°C,且强降水发生在云顶亮温低值中心偏向温度梯度大值区一侧.该型暴雨在雷达回波上表现为上游回波连续移入形成"列车效应"、本地不断生成并加强、上游生成的强回波维持较强的强度阶段性移入三种类型,小时平均回波强度及其变化对降水强度和趋势有较好的指示意义.尤其需要指出的是,应特别关注副热带高压西侧低层高能高湿、凝结高度低、整层近乎饱和且又具有局地地形抬升触发条件的地区的暖云强降水的分析和监测.

摘要： 利用近10a FY-2卫星系列红外云图资料、MICAPS常规资料、新疆105个基本气象观测站逐小时降水量资料,参考国内外中尺度对流系统(MCS)标准,给出了新疆区域MCS判识标准.统计分析新疆35次短时强降水过程的MCS空间分布及参数演变特征,总结新疆不同区域MCS预警阈值.基于SWAP平台追踪检验短时强降水对应MCS特征参数变化,表明新疆MCS的TBB预警阈值下限偏低4°C,上限偏高2～4°C;TBB梯度在天山山区、南疆偏西为0.3°C·km-1,北疆偏西、巴州北部与中国中东部一致.短时强降水发生在引导气流方向靠近暖区一侧的冷云盖边缘TBB梯度最大处,TBB梯度图对云团发展变化表现更清楚.基于SWAP平台定位追踪对流云团对下游可能发生的强降水有2～6h预警时效,且30min外推预报与实况基本一致,对新疆强降水短临预报预警有一定的指示意义.

摘要： 利用非常规观测资料探讨内蒙古近年来发生的7例典型暴雨个例中尺度特征发现:内蒙古暴雨过程小时雨强在1h或3h即可达到暴雨或大暴雨量级,小时雨强组成的雨团活动是内蒙古暴雨过程主要表现形式.冷锋云系中的中尺度对流系统(MCS)造成的雨团稳定少动,维持时间在2～8h,云-地闪(CG)密度增长缓慢而且发生频次低;涡旋云系中雨团跳跃式出现在MCS冷云区或冷空气流入一侧,雨团出现的频次较高,持续出现的时间可长达22h,是中尺度对流单体不断生消的结果,CG密度增长迅速而且发生频次高.地面加密风场中尺度切变线先于MCS和雨团出现,而且MCS和雨团位于中尺度切变线冷空气一侧,中尺度切变线造成的局地辐合可以作为MCS发展的启动机制.

摘要： 大多数强降水事件与中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems(MCSs))密切相关,高时空分辨率的新型探测资料和数值模式模拟结果是深入研究中尺度对流系统的有效途径.2卫星云图特征分析19日08时(北京时,下同)-20日08时江西进贤站24小时累积降水量达到327.8mm.进贤站上空09时起FY-2E黑体辐射亮温(TBB)维持在-70°C以下,08时-20时12小时累积降水量达到259mm,但是该站于19日22时TBB再次降低并达到-86°C低值,19日20时-20日08时12小时累积降水量则不足70mm.云图分析发现,第一段降水是由较小尺度对流系统原地迅速发展合并造成的,第二段降水发生于较大尺度对流系统移动分裂减弱阶段.

摘要： 利用地面、高空等常规观测资料,结合雷达、自动站等非常规资料,以及TBB和NCEP1.0°×1.0°的再分析资料,采用统计对比等分析方法对2015年4月2日江西北部强天气过程进行分析研究,结果表明:此次过程是一次强飑线系统背景下产生的,造成江西北部强对流天气的并不是飑线系统本身,而是由飑线系统前端不断生成的中小尺度对流系统.中高纬阻高形势、中纬度500hPa低槽、中低层切变以及低空西南急流的有利配置为此次强对流过程的产生提供了有利的环境条件.强对流发生前,近地面强烈增温、对流层中低层强对流不稳定层结、强垂直风切变,以及丰富的水汽条件为强对流风暴的发生发展提供了良好的潜势条件.地面温度锋区为不稳定能量的释放和中尺度对流系统的发生发展提供了触发条件.

摘要： 本文采用用NCEP1°×1°全球客观分析资料、常规气象资料,以及FY2C红外云图和多普勒雷达数据,对2017年7月一次玉林特大暴雨过程进行中尺度系统(MCS)及动力机制分析,结果表明:这次特大暴雨在两槽一脊经向环流下,高原槽东移为暴雨产生提供了有利的动力条件;切变线快速南压触发了当地不稳定能量释放,低层强辐合、高层强辐散的耦合利于垂直上升运动和MCS的发生发展;强降水出现在MCS发展最旺盛的时段.

摘要： 本文采用用NCEP1°×1°全球客观分析资料、常规气象资料,以及FY2C红外云图和多普勒雷达数据,对2017年7月一次玉林特大暴雨过程进行中尺度系统(MCS)及动力机制分析,结果表明:这次特大暴雨在两槽一脊经向环流下,高原槽东移为暴雨产生提供了有利的动力条件;切变线快速南压触发了当地不稳定能量释放,低层强辐合、高层强辐散的耦合利于垂直上升运动和MCS的发生发展;强降水出现在MCS发展最旺盛的时段.

摘要： 本发明提供一种基于深度学习在多尺度下的强对流外推方法与系统，方法包括以下步骤：接收雷达图像数据，提取所述雷达图像数据的隐含状态特征；对所述隐含状态特征进行卷积，并将卷积结果输入TrajGRU网络中，进行强对流外推得到雷达图；将所述雷达图进行第二次卷积并同时进行批正则化获得外推图像数据。该方法对雷达图像数据训练得到外推图像，用于强对流天气如暴雨、雷暴、冰雹等极端天气的预报。

摘要： 本发明公开了一种基于多源多类型扰动组合的对流尺度集合预报方法及系统，其方法包括：步骤一、基于中尺度GRAPES模式，建立包含初值、侧边界与模式物理扰动的中尺度集合预报逻辑，并以模式积分生成气象要素预报，为下一个对流尺度集合预报的初值与侧边界分析提供降尺度扰动数据；步骤二、基于对流尺度GRAPES模式，建立包含初值、侧边界与模式物理扰动的对流尺度集合预报逻辑，并以模式积分生成气象要素预报场。本申请可以弥补单一源及单一类型扰动方法的不足，满足对流尺度集合预报需求。

摘要： 本发明提供一种基于深度学习在多尺度下的强对流外推方法与系统，方法包括以下步骤：接收雷达图像数据，提取所述雷达图像数据的隐含状态特征；对所述隐含状态特征进行卷积，并将卷积结果输入TrajGRU网络中，进行强对流外推得到雷达图；将所述雷达图进行第二次卷积并同时进行批正则化获得外推图像数据。该方法对雷达图像数据训练得到外推图像，用于强对流天气如暴雨、雷暴、冰雹等极端天气的预报。

摘要： 本发明属于大风预测技术领域，公开一种基于数值模式多源资料融合的强对流大风潜在落区预测方法及系统，采集10年以上强对流大风样本的训练集，利用机器学习方法建立强对流大风潜势预测模型，进一步利用机器学习方法优化强对流大风潜势预测模型，建立数值模式逐小时物理量预报产品与强对流大风实况的逻辑统计关系，用空间邻域法进行空间匹配，采用TS评分最优法提取逐月物理量组合阈值，再用多要素分级配料法可以将12小时内强对流潜在落区分割到逐小时，最终得到强对流大风概率预报产品。本发明对现有强对流大风的预测技术有所突破，并且通过动态学习可持续优化，大幅度提升强对流大风的预报准确率和预警提前量，显著提高强对流大风的预测能力。

摘要： 本发明提供一种基于中尺度和小尺度耦合的区域风场模拟方法和系统，其中方法包括采用中尺度数值模式模拟中尺度风场，得到符合真实大气环境的平均风剖面；采用边界层尺度数值模式将符合真实大气环境的平均风剖面作为模拟边界层尺度风场的初始条件和边界条件，得到大气边界层尺度的湍流脉动；采用结构尺度流固耦合数值模式将符合真实大气环境的平均风剖面和大气边界层尺度的湍流脉动作为模拟结构自身及周边尺度风场的初始条件和边界条件，得到建筑结构所处风环境、所受风荷载和响应风效应。本发明采用上述方案，在多尺度风场模拟中实现不同尺度风场连续模拟，提高了模拟不同尺度风场的效率和准确度。

摘要： 公开了基于多尺度拓扑优化的强制对流微通道换热器设计方法，方法中，构建强制对流微通道换热器的底层结构，底层结构具有各向同性且包括开放孔隙，经由改变底层结构的几何参数改变孔隙率；采用格子玻尔兹曼方法计算对应不同孔隙率的底层结构的有效渗透率以及有效导热系数；多项式拟合数值模拟得到的散点以分别得到有效渗透率、有效导热系数随孔隙率变化的函数关系式；构建宏观尺度下强制对流换热器内的流动换热过程，采用函数关系式替代宏观方程中的有效渗透率和有效导热系数，基于密度法的宏观拓扑优化得到不同孔隙率的底层结构在换热器内的优化排布，即优化设计的换热器。

摘要： 本发明提供一种基于静止卫星红外云图的中尺度对流系统识别和追踪方法，其特征在于，包括下列步骤：1)在静止卫星云图上标识中尺度对流系统边界；2)对闭合边界包围的区域进行填充并编号；3)重复步骤1)和2)，直至所有中尺度对流系统都标识完毕；4)分别计算每个经过编号的中尺度对流系统的云团属性；5)利用连续两帧云图，确定待追踪中尺度对流系统在下一时刻的候选云团；6)计算待追踪中尺度对流系统与候选云团间的空间相关系数；7)通过空间相关系数的比较完成中尺度对流系统的追踪。本发明可自动完成中尺度对流系统的识别和追踪过程，显著提高计算效率和准确率。

摘要： 本发明公开了基于图像无锚框检测的中尺度对流系统(Mesoscale ConvectiveSystem，MCS)识别与追踪方法，包括如下步骤：步骤1，原始静止卫星红外亮温数据预处理，对处理后得到的红外云图进行中尺度对流系统标注，然后进行训练集、验证集以及测试集的随机划分；步骤2，构建基于无锚框的实例分割网络，该网络用于提取图像特征、检测中尺度对流系统以及分割出具体实例；步骤3，训练集图像增强，并使用迁移学习监督训练实例分割卷积神经网络，自动学习网络参数；步骤4，利用训练后的模型来对相邻时刻的静止卫星红外云图进行中尺度对流系统检测与分割；步骤5，根据相关目标匹配原则来实现中尺度对流系统的追踪。

摘要： 本发明提供一种基于静止卫星红外云图的中尺度对流系统识别和追踪方法，其特征在于，包括下列步骤：1)在静止卫星云图上标识中尺度对流系统边界；2)对闭合边界包围的区域进行填充并编号；3)重复步骤1)和2)，直至所有中尺度对流系统都标识完毕；4)分别计算每个经过编号的中尺度对流系统的云团属性；5)利用连续两帧云图，确定待追踪中尺度对流系统在下一时刻的候选云团；6)计算待追踪中尺度对流系统与候选云团间的空间相关系数；7)通过空间相关系数的比较完成中尺度对流系统的追踪。本发明可自动完成中尺度对流系统的识别和追踪过程，显著提高计算效率和准确率。

摘要： 本发明提供一种基于新一代静止卫星数据的中尺度对流动态追踪方法，包括：1识别潜在的MCS；2追踪潜在的MCS；综合使用面积重叠法和卡尔曼滤波方案。对于初生和消亡时期的面积较小且移速快的对流，采用KF方法进行正向追踪；对于成熟期尺度较大的对流或者移速较慢的对流，采用面积重叠法AOL进行追踪。在使用面积重叠法追踪的过程中，根据前后两帧云图上pMCS的重叠率来判断云团是否存在分裂合并。在使用KF方案进行追踪时，使用周围pMCS的平均移动矢量给KF追踪方案赋初值。3筛选出真正的MCS。优点为：准确地抓取中尺度对流系统，尤其是很小的、移速很快、传统方案抓不住的对流系统，使追踪到的对流生命周期更加完整。