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合肥工業(yè)大學(xué)帶來(lái)新成果 破解“云中雨”監(jiān)測(cè)和“落地雨”預(yù)測(cè)難題
2025年12月23日 17:39:24
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：1402
合肥工業(yè)大學(xué)北斗導(dǎo)航團(tuán)隊(duì)成功研制了北斗掩星觀測(cè)水汽反演(降雨量預(yù)測(cè))裝置。該裝置將北斗導(dǎo)航技術(shù)與人工智能深度融合，通過“北斗 AI”大幅提升了“云中雨”監(jiān)測(cè)和“落地雨”預(yù)測(cè)能力。
天氣預(yù)報(bào)的本質(zhì)是將天氣狀態(tài)描述成定性及定量的信息，并且這些信息與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)。事實(shí)上，天氣預(yù)報(bào)的發(fā)展，也是基于人們的生產(chǎn)和生活實(shí)際需求出發(fā)的。而在這個(gè)過程中，伴隨的是自然科學(xué)理論以及相關(guān)氣象監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的發(fā)展與進(jìn)步。而這個(gè)過程，基本遵循著針對(duì)特定問題提供解決方案的發(fā)展發(fā)現(xiàn)。也正因如此，圍繞天氣預(yù)報(bào)這項(xiàng)工作，誕生了大量的技術(shù)與設(shè)備。
時(shí)至今日，我國(guó)在天氣預(yù)報(bào)上的準(zhǔn)確度已經(jīng)有了相對(duì)可觀的成果，尤其是短時(shí)天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度能達(dá)到70%-80%甚至更高。但即便如此，依舊有許多問題沒有解決，其中比較有代表性的便是在“云中雨”監(jiān)測(cè)和“落地雨”預(yù)測(cè)上的短板。
造成這種情況的原因在于，現(xiàn)階段傳統(tǒng)天氣預(yù)報(bào)依賴的是近地面數(shù)據(jù)勘探以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)輔助，這種模式可以獲得大部分氣象數(shù)據(jù)，但是在“云中雨”監(jiān)測(cè)和“落地雨”預(yù)測(cè)存在關(guān)鍵數(shù)據(jù)滯后，信息分辨率不足的情況。而就在近日，合肥工業(yè)大學(xué)似乎針對(duì)該問題，尋找到了解決辦法。
據(jù)悉，合肥工業(yè)大學(xué)北斗導(dǎo)航團(tuán)隊(duì)成功研制了北斗掩星觀測(cè)水汽反演(降雨量預(yù)測(cè))裝置。該裝置將北斗導(dǎo)航技術(shù)與人工智能深度融合，通過“北斗+AI”大幅提升了“云中雨”監(jiān)測(cè)和“落地雨”預(yù)測(cè)能力。
而該技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)主要包括三方面：基于混合時(shí)頻分布的北斗信號(hào)干擾檢測(cè)與抑制方法；改進(jìn)型同步擾動(dòng)隨機(jī)逼近大氣參數(shù)求解方法；多變量時(shí)序預(yù)測(cè)的雙階段注意力混合學(xué)習(xí)模型。
基于混合時(shí)頻分布的北斗信號(hào)干擾檢測(cè)與抑制方法能有效破解復(fù)雜電磁環(huán)境下北斗衛(wèi)星信號(hào)易受干擾的難題，為后續(xù)基于北斗信號(hào)的水汽反演奠定重要基礎(chǔ)。改進(jìn)型同步擾動(dòng)隨機(jī)逼近大氣參數(shù)求解方法則可以在此基礎(chǔ)上，對(duì)可降雨量(PWV)實(shí)現(xiàn)精確反演，求解精度能提升約65%。最后借助多變量時(shí)序預(yù)測(cè)的雙階段注意力混合學(xué)習(xí)模型，便可以實(shí)現(xiàn)降雨量的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確率可以達(dá)到87.6%的正報(bào)率和8.5%的最低空?qǐng)?bào)率，為短時(shí)強(qiáng)對(duì)流降雨等突發(fā)天氣預(yù)警提供可靠支撐。
值得一提的是，由于“云中雨”監(jiān)測(cè)和“落地雨”預(yù)測(cè)與水利防災(zāi)、新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)、低空經(jīng)濟(jì)通航調(diào)度等問題有密切聯(lián)系，因此隨著該技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，未來(lái)將會(huì)與這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)密切聯(lián)系，為我們的生活提供進(jìn)一步保障。而“北斗+AI”技術(shù)也將在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展推廣，最終打造成圍繞星地一體化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
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