复杂地形区域风速预报技术

当前，风速的定量预报主要由数值天气预报提供。评估分析发电风机，港口机场、城市建筑等复杂地形地区的风速预报时，往往发现数值天气预报的风速与实测站点存在较大的误差。这是因为数值天气预报的精度受到其分辨率和参数化方法的制约，其给出的格点预报代表的是模式计算网格内的平均状态。为了增加模式的可预报性，采用机器学习方法，优化模式输出结果，改进模式格点预报效果。

以数值天气预报数据和站点观测数据为基础，通过数据清洗、统计分析、天气机理分析、因子优化选择、模型方法优化等过程，提高复杂地形区域风速预报。

城市风速实况分析技术

城市建筑物聚集，高低大小不等，风流动时增加了阻力，导致城市风速比郊外小。城市减小风速还因风速大小而有不同：大风减小得多而小风减小得少。同时，城区中风速减小时，气流受到的地转偏向力也同时减小，导致气流方向微向左偏。

城市也能产生局地大风，以致造成灾害。城市粗糙的下垫面好比地形复杂的山区，街道中以及两幢大楼之间，如山区中的峡谷风口，流线密集，风速加大，可以在本无大风的情况下制造出局地大风。

街区网格化风速预报技术

为了改进中尺度数值预报模式的准确性，采用CFD微尺度模式、考虑质量守恒的快速风场模式对中尺度数值预报模式输出结果进行优化。

通过CFD建模、数字建模、风场参数化等过程，对街区风场进行精细刻画；以中尺度数值天气预报数据为驱动，通过与CFD微尺度模式、考虑质量守恒的快速风场模式的耦合，提供街区高精度网格化风速预报产品，进而提高复杂城市下垫面的风速预报准确度。

能见度预报技术

传统的能见度预报一般采用数值模式的云水、雨水等水成物的预报，结合其各自消光特性，诊断得出对能见度的影响。由于忽略了气溶胶的消光作用，造成对雾-霾叠加过程能见度的显著高估，无法满足航空、航运、交通等行业的精细化服务需求。

利用高分辨率区域数值预报模式对雾等水成物、边界层过程、陆面过程和转折天气特点的准确把握以及先进的CMAQ大气化学传输模式，预报雾等水成物（云水、云冰、雨水、雪、霰）及大气污染物（如气溶胶及其化学组分）的三维分布...

能见度监测及诊断技术

能见度监测及诊断技术具有2个研究方向，分别是：基于静止气象卫星的能见度监测技术和上海地区雾过程监测技术。

基于静止气象卫星的能见度监测技术采用新一代静止气象卫星葵花-8的圆盘数据，研发基于新型气象卫星的大雾遥感动态监测和自动跟踪识别技术，建立集卫星遥感、气象观测于一体的具有...

上海地区雾过程监测技术以上海业务运行的铁塔梯度观测数据为基础，通过数据质量分析获得质量分析后的上海铁塔梯度观测数据集；在上述数据集基础上...

生态遥感监测技术

区域范围内土地覆被类型的空间分布不仅最密切地反映区域物质资源本底、环境质量状况及经济活动强度，其变化动态更是地域自然过程与人为活动引发区域或全球性生态安全、气候效应等问题的最直接指征。

我们利用中高分辨率对地观测卫星影像与智能化分类算法，构建高性能计算环境下遥感大数据地表分类与场景识别处理系统和自动化、规模化的土地覆被生产作业系统，快速完成下垫面全要素分类及异常场景的检测识别，精细重建目标区域地表覆被数据库...

卫星遥感应用技术

卫星遥感应用技术具有两个研究方向，分别是基于深度学习的台风智能定强技术和基于神经网络的云图短时预测技术。

基于深度学习的台风智能定强技术，基于新一代静止气象卫星FY-4A多通道扫描成像辐射（FY-4A/AGRI）资料，建立台风强度识别深度卷积神经网络（CNN）模型，从台风强度分类识别...

基于神经网络的云图短时预测技术，将对云图的预报建模转换为对云图序列分解的时间系数序列的预报建模,其后再用该时间系数的预报结果进行的时空重构,进而实现云图的预测。

强对流环境诊断技术

强对流环境诊断技术研究方向一，基于自动站的局地对流初生诊断技术，以近年来上海地区突发性强对流初生概念模型为基础，基于对分钟级别的加密自动站温度、风、湿度做质量评估和质量控制、插值分析、多物理量诊断和批量试验等，确定可指示突发性强对流提前发生的物理量及其阈值。

强对流环境诊断技术研究方向二，基于改进的质量守恒三维风场调整模式的强对流天气诊断系统，以上海市范围内100多个自动站风观测资料和卫星遥感地面高程数据为基础，通过插值方法和质量守恒定律调整，获得复杂地形影响下的水平分辨率3公里...

温度精细化预报

在对地表温度的模拟的基础上，针对地表上空的空气块，考虑空气块的水平及垂直方向的能量收支变化实现近地面气温的模拟，以此模型为基础开发了上海地区温度精细化预报系统，该系统以欧洲中心再分析产资料作为初始场及欧洲中心三小时湿度、云量、气压、风向风速等预报资料经过时间和空间插值做为上海地区精细化温度分布方法的输入量，初步实现了上海地区的逐小时温度精细化预报。将模型预报结果与欧洲中心的预报结果进行了对比，结果表明较欧洲中心预报产品，本模型对于精细化气温预报更具有参考价值。系统所需资料在气象部门较容易获得，易于推广。该地表温度和气温的降尺度诊断模型只要对下垫面类型进行替换...

复杂城市下垫面风速预报技术

由于城市建设的快速发展，上海高层建筑林立，在特定的大气环流背景下，城市高层建筑“狭管效应”促使城市街巷内小尺度、瞬时强风呈增强趋势，而现有中尺度预报模式空间分辨率较低，已无法满足上海城市防灾减灾的需求。

基于精细城市下垫面信息，采用形态学方法建立空气动力学粗糙度数据库，结合城市边界层分层理论，研发考虑复杂城市下垫面的风速预报技术，可以快速有效的提供城市区域三维风场，为极端大风天气的风防灾防御提供技术支撑。