全天空紅外云探測(cè)在航空氣象中的應(yīng)用

王本革,楊明?,凌新鋒,吳佳玲

(1 中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局安徽分局,安徽 合肥 230001;2 壽縣氣象局,安徽 淮南 232000;3 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所光電子技術(shù)研究中心,安徽 合肥 230031)

0 引言

氣象條件對(duì)飛機(jī)的起落有著重要的影響,每年超過25%的民航事故與天氣有關(guān),接近70%的延誤是因天氣原因造成。云分布區(qū)域的云量、云狀以及高度對(duì)飛機(jī)起飛、著陸及飛行狀態(tài)有著重要影響。首先云是飛行及機(jī)場(chǎng)運(yùn)行起降標(biāo)準(zhǔn)中重要的指標(biāo)之一,直接影響著飛行員在起飛與著陸時(shí)起降駕駛視程和視界判斷。若低云分布位置覆蓋跑道重要區(qū)域則影響明顯,容易出現(xiàn)中斷著陸或復(fù)飛,是導(dǎo)致航班延誤或出現(xiàn)事故征候的常見因素之一。另外,云的類型和分布,反映當(dāng)時(shí)的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、大氣層結(jié)穩(wěn)定程度和水汽程度,不同類型云產(chǎn)生的顛簸或積冰程度對(duì)航空器入云后的飛行狀態(tài)有著直接影響。同時(shí)云對(duì)各類氣象要素的變化有著直接影響,也是未來天氣變化的重要征兆。因此,準(zhǔn)確地觀測(cè)機(jī)場(chǎng)近著陸區(qū)的云參數(shù)及分布狀態(tài),有助于及時(shí)了解著陸區(qū)域的天氣情況,為飛機(jī)起降提供客觀依據(jù),保證飛機(jī)安全運(yùn)行,對(duì)機(jī)場(chǎng)局部精準(zhǔn)天氣預(yù)報(bào)和起降條件判斷也具有重要意義。

目前運(yùn)行中,航空管制部門對(duì)云觀測(cè)的需求是迫切的。航空氣象部門需每小時(shí)對(duì)云狀、云量進(jìn)行觀測(cè),并在低空氣象情報(bào)圖中繪制對(duì)飛行有重要影響的云狀和分布區(qū)域等信息,所形成的氣象情報(bào)進(jìn)行全球和跨地區(qū)交換和使用,在復(fù)雜天氣時(shí)更需要隨時(shí)向航空管制運(yùn)行部門提供該類氣象信息。然而在國內(nèi)航空氣象探測(cè)中,對(duì)云的觀測(cè)均采用人工目測(cè)方式[1]進(jìn)行,自動(dòng)化、定量化程度很低,且不確定度較高[2,3]。一方面,人工觀測(cè)主觀性較強(qiáng),且受到視覺因素,如視覺對(duì)比感閾、目標(biāo)亮度比等的影響,無法準(zhǔn)確識(shí)別觀測(cè)點(diǎn)周邊較遠(yuǎn)距離或亮度差異較小的云況和云層,尤其是夜間,多數(shù)采用傳統(tǒng)氣象經(jīng)驗(yàn)評(píng)估,無法提供有效科學(xué)依據(jù);更無法對(duì)機(jī)場(chǎng)上空云的分布和云狀進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別。另一方面,國內(nèi)機(jī)場(chǎng)云探測(cè)設(shè)備中,主要采用激光云高儀進(jìn)行輔助觀測(cè),該方法為單點(diǎn)測(cè)量,功能單一,不能對(duì)機(jī)場(chǎng)區(qū)域云分布和特征情況進(jìn)行準(zhǔn)確和全方位測(cè)量[4]?？栈l(wèi)星遙感探測(cè)所呈現(xiàn)出來的是區(qū)域云頂分布情況,由于地面輻射干擾,無法完成云狀和云量的分布探測(cè)[5]。而利用地基紅外輻射技術(shù)通過測(cè)量云體紅外輻射強(qiáng)度可以得到云底亮溫,從而能夠全方位地呈現(xiàn)白天和夜間云的整體變化和層次情況,構(gòu)建機(jī)場(chǎng)上空精細(xì)化紅外光譜云底圖像。目前很多學(xué)者開展了利用地基視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)全天空云的可見光[6,7]、紅外光[8]以及融合光譜觀測(cè)[9?11];同時(shí)對(duì)地基可見光和紅外云圖的云區(qū)域識(shí)別[12]和云量判別也進(jìn)行了大量研究[13?15];采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、壓縮感知和特征值法等對(duì)5–6 種典型云類也進(jìn)行了識(shí)別分類研究[16?18],并取得了較好的效果。然而目前的研究很少有對(duì)紅外云圖云類特征進(jìn)行分析總結(jié),對(duì)人工標(biāo)準(zhǔn)化云圖分類給予參考,同時(shí)對(duì)典型云、霧的演變現(xiàn)象和規(guī)律也很少有觀測(cè)圖像事實(shí)驗(yàn)證。

本文利用全天空云圖儀24 h 觀測(cè)資料,完成了民航常見云在紅外探測(cè)圖像特征分類以及演變特征分析,彌補(bǔ)了地基云底特征、云狀區(qū)域連續(xù)性探測(cè)成像的不足,以及非固定點(diǎn)拍攝難以區(qū)分等不足,有效追蹤了云的狀態(tài)、分布及變化規(guī)律,對(duì)局地天氣研究和飛行器安全提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 儀器與數(shù)據(jù)

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

全天空云圖儀ASC200型(以下簡(jiǎn)稱ASC)由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制,由光學(xué)測(cè)量單元、內(nèi)外部環(huán)境溫濕測(cè)量單元、邊緣計(jì)算與控制單元、電源、支撐機(jī)構(gòu)、以及數(shù)據(jù)傳輸單元等組成。光學(xué)測(cè)量單元由紅外輻射測(cè)量機(jī)構(gòu)、可見光輻射測(cè)量機(jī)構(gòu)、密閉腔體、魚眼鏡頭等構(gòu)成。光學(xué)測(cè)量單元的核心部件為單片式紅外機(jī)芯,其可見光分辨率為2000×1944,視場(chǎng)角為180?,紅外分辨率為640×512,視場(chǎng)角為160?,可工作于?20～55?C,可感應(yīng)接收8～14μm 波段的大氣向下紅外輻射。該云圖儀能夠完成可見光與紅外云圖呈像,同時(shí)可自動(dòng)完成成像圖中云區(qū)識(shí)別和云量評(píng)估。沿跑道安裝的Vaisala LT31 大氣透射儀、CL31 激光云高儀以及HMP155 溫濕度儀,用于協(xié)同觀測(cè)。各主要儀器安裝圖如圖1 所示。全天空云圖儀安裝于合肥新橋機(jī)場(chǎng)跑道R33 端,距上述其他裝置約200 m,架設(shè)據(jù)地高度10 m。

圖1 全天空云圖儀(a)、激光云高儀(b)和大氣透射儀(c)實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1 The experimental equipments all-sky view imaging equipment(a),laser cloud height meter(b)and atmospheric transmission instrument(c)

1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

在2019 年7 月至2020 年4 月試驗(yàn)期間,進(jìn)行24 h 連續(xù)觀測(cè),采樣周期為10 min。云高和能見度采樣周期為1 min 一次。對(duì)試驗(yàn)期間紅外探測(cè)圖像進(jìn)行篩選分析,與白天人工觀測(cè)云狀結(jié)果進(jìn)行圖像對(duì)比,依據(jù)航空云分類規(guī)定[19]以及國家氣象局地面觀測(cè)規(guī)范[20]中可見光分類完成航空云圖典型的十類云狀在紅外探測(cè)圖像中的顯示分類和特征描述,并結(jié)合期間探測(cè)的云高和能見度進(jìn)行各類云的云底高度觀測(cè)和演變分析。

2 各類云的紅外圖像分析

8～14μm 處于大氣窗口,水汽和二氧化碳等大氣成分對(duì)該波段的吸收較小,因此輻射衰減弱,大氣透過率較好。地基紅外探測(cè)技術(shù)利用該波段的云體向下熱紅外輻射實(shí)現(xiàn)云體亮溫反演,通過圖像拉升等算法實(shí)現(xiàn)云體與非云體之間的差異化顯示。與衛(wèi)星探測(cè)云圖顯示方式不同的是,地基紅外探測(cè)中云體溫度越高,云體高度越低;反之亦然。且紅外熱輻射探測(cè)有效地彌補(bǔ)了外部可見光下云識(shí)別過程中出現(xiàn)的視覺差異、背景(霾、沙塵、陽光)污染導(dǎo)致的目標(biāo)物亮度與背景亮度比值較小,以及夜間無法進(jìn)行觀測(cè)等不足。它能夠充分地增強(qiáng)云體的結(jié)構(gòu)、紋理和分布信息,提高觀測(cè)能力。在晴空污染條件下,由于氣溶膠、霧霾對(duì)可見光的前向散射,可見光[圖2(a)]繞太陽和地平線區(qū)域通常具有與云相似的紋理,但在紅外云圖[圖2(b)]上為無云區(qū);在雙層云亮度相似基礎(chǔ)上,紅外云圖[圖2(d)]較可見光[圖2(c)]有明顯分層;大霧消散過程中產(chǎn)生的低云在可見光[圖2(e)]云圖中有明顯的模糊區(qū)域,云疊加在霧與陽光背景中亮度對(duì)比差異較小,很難分辨云量,而紅外云圖[圖2(f)]中輻射亮溫很好地區(qū)分了低云與背景邊界;[圖2(g)、(h)]分別為夜間全天空低云和大霧?？梢娫诘孛嬗^測(cè)中紅外云圖較可見光條件下的觀測(cè)將有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

圖2 不同環(huán)境條件下紅外云圖與可見光云圖對(duì)比。(a)可見光霧霾背景晴空;(b)紅外霧霾背景晴空;(c)多層云可見光;(d)多層云紅外;(e)可見光霧中的云層;(f)紅外霧中云層;(g)夜間紅外云;(h)夜間紅外霧Fig.2 Comparison of infrared and visible cloud images under various environmental conditions.(a)Visible haze background clear sky,(b)infrared haze background clear sky,(c)visible multi-layer cloud,(d)infrared multi-layer cloud,(e)visible cloud layer in fog,(f)infrared cloud layer in fog,(g)infrared night cloud,(h)infrared night fog

2.1 紅外云圖中各云族特征

2.1.1 低云族特征

航空氣象中低云族云底高度最低,其范圍一般在2500 m 以下,溫度在所有云層中最高,因此紅外云圖中顯得白亮,且多層云存在時(shí)云底越低越白。積狀云塊狀明顯;波狀云云塊較大,邊緣松散,云縫處呈現(xiàn)明顯的煙霧狀。結(jié)合可見光下各類云的特征,比對(duì)紅外成像中云的結(jié)構(gòu)、亮度、排列等完成以下低云分類和特征描述,具體見表1。

2.1.2 中云族特征

中云族:中云高度范圍一般在2500 m 以上,6000 m 以下,溫度在整個(gè)云層中相對(duì)于低云低,由于云的厚度不一,因此紅外云圖中表現(xiàn)為白色或灰色,并具有明顯的各類云狀特征,塊狀明顯,邊緣緊實(shí),一般云塊間沒有低云較為松散絲毛狀結(jié)構(gòu)。對(duì)于層狀云則均勻性明顯。具體見表2。

2.1.3 高云族特征

高云族:高云高度范圍一般6000 m 以上,溫度在整個(gè)云層最低,因此紅外云圖中表現(xiàn)為灰白色,并具有顯著的高云外形特征,多呈現(xiàn)柔絲般,透光性較好。具體見表3。

2.2 相似云特征結(jié)構(gòu)比較分析

2.2.1 淡積云聚合與層積云區(qū)別

夏季對(duì)流旺盛,淡積云容易出現(xiàn),且到了午后云量不斷增多,云塊與云塊之間發(fā)生碰撞聚合,呈現(xiàn)出層積云的連續(xù)塊狀,容易被誤識(shí)別為層積云。圖3 為紅外通道淡積云與層積云形狀特征。從圖中可以看出,淡積云一般周圍都有分散的獨(dú)立的個(gè)體,存在很多較大云縫,而層積云一般為整層塊狀或波狀自組織排列,周邊基本不會(huì)出現(xiàn)單個(gè)個(gè)體,偶爾會(huì)有較大云縫。

圖3 典型淡積云(a)和層積云(b)的紅外云圖Fig.3 Infrared cloud images of typical cumulus cloud(a)and stratocumulus(b)

2.2.2 層積云、高積云與卷積云區(qū)別

考慮到云圖周邊存在圖像畸變,采用球面投影公式計(jì)算投影面積校正系數(shù),即

式中θ1、θ2為天頂角。

按照天頂角0?～90?計(jì)算校正系數(shù),結(jié)果如圖4 所示,校正系數(shù)隨著天頂角增加呈遞增趨勢(shì),在天頂角45?時(shí),校正系數(shù)達(dá)到1.42,縮小倍數(shù)相對(duì)較小,且畸變并不明顯。

圖4 天頂角與球面投影校正系數(shù)關(guān)系Fig.4 The relationship between zenith angle and correction coefficient of spherical projection

結(jié)合云高值,采用天頂角45?時(shí)對(duì)應(yīng)典型圖像距離中心點(diǎn)0.7 倍半徑距離的最大云塊平均最短直徑進(jìn)行圖像像素點(diǎn)標(biāo)記測(cè)量后分類,圖5 為典型圖像標(biāo)記測(cè)量范圍內(nèi)的正方形截取圖像,圖5(a)–(f)云底高度依次升高。從圖中云塊尺度上看,云層越低其云塊尺度越大,云塊尺度表現(xiàn)為：層積云云塊大于高積云云塊,高積云云塊大于卷積云云塊。圖像中各高度層最大云塊最短直徑比如表4 所示,層積云云塊是高積云云塊的2～4 倍,高積云云塊是卷積云云塊的2～4 倍,層積云高低層差異1.6 倍,高積云高低層差異2 倍。從縫隙尺度來看,卷積云云塊尺度近似于縫隙尺度,而高積云和層積云云塊尺度一般大于縫隙尺度。同時(shí)云層越低縫隙的光滑程度越低。800 m 左右層積云云塊間有明顯的云絲狀結(jié)構(gòu),越高縫隙間光滑度越大,呈現(xiàn)獨(dú)立塊狀。

圖5 典型云塊特征尺度。(a)層積云800 m;(b)層積云1500 m;(c)高積云3500 m;(d)高積云4500 m;(e)高積云5800 m;(f)卷積云6500 mFig.5 Typical cloud block characteristic scale.(a)Stratocumulus 800 m,(b)stratocumulus 1500 m,(c)altocumulus 3500 m,(d)altocumulus 4500 m,(e)altocumulus 5800 m,(f)cirrocumulus 6500 m

表4 不同高度云塊圖像尺度比(以6000 m 云塊為基準(zhǔn)單位1)Table 4 The blocks scale ratio of cloud images at different heights with 6000 m cloud block as reference

2.2.3 碎層云與碎雨云區(qū)別

如圖6 所示,由于大量降水出現(xiàn)后,雨滴蒸發(fā)吸收碎雨云周圍熱量,因此碎雨云云體溫度較低,顏色呈現(xiàn)灰白色,而碎層云一般呈現(xiàn)白色。碎雨云上層是有深灰色的降水云層存在,而碎層云上層多為晴空,可透日光。同時(shí)從云塊尺度上看碎層云尺度比碎雨云大,且呈現(xiàn)出“棉花團(tuán)狀”結(jié)構(gòu),而碎雨云一般為煙帶狀或散片狀。

圖6 典型碎層云(a)和碎雨云(框內(nèi)區(qū)域)(b)的紅外云圖Fig.6 Infrared cloud images of typical fractostratus(a)and fractonimbus(the black box area)(b)

3 紅外云圖中的云底演變過程

3.1 霧與低云的演變

氣象學(xué)中常用到“十霧九晴為輻射霧”、“霧抬升即為云”的經(jīng)驗(yàn)性方法,然而這些說法并沒有直觀圖像和數(shù)據(jù)之間的匹配驗(yàn)證,且這些現(xiàn)象大多發(fā)生在冬季夜間,無法通過可見光進(jìn)行探測(cè)。圖7(a)是2019 年一次降水過后典型的輻射霧過程。結(jié)合跑道基準(zhǔn)點(diǎn)安裝的激光云高儀和大氣透射儀探測(cè)的1 min 云高和能見度變化,進(jìn)一步分析云霧變化過程。12 月18 日22:30 降水基本結(jié)束,天空為8 個(gè)量的高積云3500 m左右。其后至19 日01:00 期間,出現(xiàn)了大量高度為500 m 以下的低云,此為降水后產(chǎn)生的大量碎雨云。自01:00–04:00,碎雨云消散,同時(shí)高積云也開始抬升消散,出現(xiàn)了5000～6000 m 卷云,在消散過程中能見度從4000 m 波動(dòng)式下降至1600 m。當(dāng)天空自03:30 開始打開至04:30 完全打開,一小時(shí)內(nèi)能見度從1600 m 直線式下降至100 m,霧出現(xiàn)在04:19。其后從全天空云圖中反應(yīng)出霧的濃度進(jìn)一步增加,到早上09:30 左右,霧開始慢慢消散,出現(xiàn)不均勻缺口,能見度開始上升至500 m,霧逐漸抬升形成了滿天低云,此時(shí)云高儀探測(cè)數(shù)據(jù)也顯示云高有異動(dòng)變化,從原來的0 m 變?yōu)?0 m。10:15 左右,受到地面輻射增溫影響,霧完全消散形成低云,高度不斷抬升,從霧狀變?yōu)閳F(tuán)狀碎層云。從多次輻射霧分析表明,在霧形成不均勻缺口,低云形成之初,可作為能見度未來迅速回升的一個(gè)重要紅外視覺指標(biāo)。圖7(b)為FY-4A 衛(wèi)星紅外通道探測(cè)圖像。由于受到地面輻射干擾,通過衛(wèi)星紅外遙感探測(cè)也只能捕捉高層云的變化,無法獲得低云圖像,也無法觀測(cè)霧與低云的準(zhǔn)確演變過程。通過分析多次輻射霧過程中地基紅外全天空云探測(cè),其直觀的云霧變化圖像證實(shí)了其他探測(cè)數(shù)據(jù)的可信度,也進(jìn)一步驗(yàn)證了輻射霧生成及消散原理的正確性,以及觀測(cè)到霧云之間轉(zhuǎn)化的事實(shí)。對(duì)氣象學(xué)經(jīng)驗(yàn)性方法的正確性進(jìn)行了一次實(shí)際驗(yàn)證。

圖7 一次典型云、霧變化過程(a)以及當(dāng)天07:30 FY-4A 衛(wèi)星通道10.4μm 長(zhǎng)波紅外波段安徽區(qū)域遙感探測(cè)圖像(b)Fig.7 Typical change process of cloud and fog(a)and the remote sensing image of Anhui region in 10.4μm long wave infrared band of FY-4A satellite channel at 07:30 on the same day(b)

3.2 非對(duì)流降水云層演變

通過對(duì)17 次地基紅外觀測(cè)資料和激光云高儀探測(cè)資料的分析發(fā)現(xiàn),非對(duì)流降水云層演變呈現(xiàn)出由高到低,可視云層由分散紋理狀變?yōu)榫鶆驅(qū)訝畹倪^程,且在降水前期均會(huì)出現(xiàn)“均勻?qū)訝睢薄?7 次過程均在冬季,且多為冷空氣南下時(shí)發(fā)生的降水。以2020 年1 月14 日22:00 至15 日15:00 合肥新橋機(jī)場(chǎng)降水天氣為例。地面形勢(shì)為冷空氣擴(kuò)散南下,500 hPa 高空形勢(shì)上正由槽后西北氣流轉(zhuǎn)槽前西南氣流,整個(gè)過程為冷鋒后降水。由圖8 可見,整個(gè)過程17 h 內(nèi)云底變化從卷云(7500 m 左右)-松散高積云(4500 m 左右)-密實(shí)高積云(3000 m 左右)-層積云(2200 m左右)-均勻雨層云(1000 m 左右,且高度不斷下降,最低400 m 左右),雨層云形成2 h 后出現(xiàn)降水。雨層云形成過程中紅外云圖表現(xiàn)為灰色的“均勻?qū)訝睢?無任何塊狀、團(tuán)狀或絲狀特征結(jié)構(gòu)。從地面濕度探測(cè)資料也可以發(fā)現(xiàn),“均勻?qū)訝睢毙纬蛇^程中,空氣中相對(duì)濕度呈現(xiàn)出陡增現(xiàn)象,2 h 內(nèi)濕度從75%迅速上升至100%,表明近地面空氣濕度達(dá)到近似飽和,降水即將發(fā)生。從時(shí)段內(nèi)觀測(cè)資料發(fā)現(xiàn),冬季降水前期均有高度較低的“均勻?qū)訝睢痹瞥霈F(xiàn)。

圖8 2020 年1 月14–15 日降水天氣形勢(shì)及過程中典型云底變化Fig.8 Typical cloud base evolution under precipitation weather from January 14 to 15 in 2020

在云層演變中發(fā)現(xiàn),卷云與高積云、高積云與層積云之間存在明顯的轉(zhuǎn)化,且在10～20 min 內(nèi)就能完成,如圖9 所示。在16:20–16:30 時(shí)滿天卷云不斷增厚,而在16:30–16:40 卷云迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀明顯的高積云,高度由5500 m 降到4500 m 左右。

圖9 2019 年12 月14 日16:20(a)、16:30(b)、16:40 (c)、16:50(d)期間卷云向高積云演變Fig.9 Evolution of cirrus to altocumulus at 16:20(a),16:30(b),16:40(c),16:50(d)on December 14,2019

4 結(jié)論

利用合肥新橋機(jī)場(chǎng)架設(shè)的全天空云圖儀以及沿跑道安裝的自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)等探測(cè)的數(shù)據(jù),重點(diǎn)研究了全天空云圖儀紅外圖像在航空氣象中云識(shí)別以及云、霧演變的應(yīng)用分析。初步研究結(jié)論如下:

1)在圖像判別規(guī)則上,不同高度的云因?yàn)闇囟扔绊?紅外輻射能力有所差異。高度越高溫度越低,其熱輻射能力越弱,紅外云圖上表現(xiàn)亮度越暗,呈現(xiàn)出灰色或灰白色;反之,高度越低溫度越高,其熱輻射能力越強(qiáng),紅外云圖上表現(xiàn)亮度越亮,呈現(xiàn)出白色或亮白色。

2)相似比較中,不同高度的波狀云其云塊大小有著明顯的差異性,表現(xiàn)出層積云云塊是高積云云塊的2～4 倍,高積云云塊是卷積云云塊的2～4 倍,層積云高低層相差1.6 倍,高積云高低層相差2 倍。碎層云較碎雨云呈現(xiàn)出團(tuán)狀,具有棉花狀結(jié)構(gòu),而碎雨云相對(duì)破碎,一般為帶狀或散片狀。

3)云層演變過程中,云與霧有著明確的轉(zhuǎn)化過程,具體主要是霧與層云、碎層云以及云類型之間的轉(zhuǎn)變。通過紅外云圖結(jié)合探測(cè)的云高和能見度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):輻射霧一般發(fā)生在云層剛打開期間,天空至少一半為晴空的時(shí)段,且云持續(xù)消散為晴空。當(dāng)天空形成不均勻缺口,表明霧開始消散,抬升成云,伴隨著云高數(shù)據(jù)有明顯的增加現(xiàn)象,其可作為能見度未來迅速回升的一個(gè)重要紅外視覺指標(biāo)。非對(duì)流降水云層演變呈現(xiàn)出由高到低,可視云層由分散紋理狀變?yōu)榫鶆驅(qū)訝畹倪^程,且在降水前期均會(huì)出現(xiàn)“均勻?qū)訝睢??！熬鶆驅(qū)訝睢痹茖有纬蛇^程中,空氣濕度呈現(xiàn)出現(xiàn)陡增現(xiàn)象。

利用紅外探測(cè)云圖結(jié)合航空氣象中對(duì)云類的劃分進(jìn)行特征人工分類識(shí)別,為今后地基云圖探測(cè)設(shè)備全天候智能識(shí)別各類紅外云狀提供了標(biāo)準(zhǔn)特征參考,但地基紅外云圖對(duì)對(duì)流云,包括積雨云和濃積云這兩種對(duì)航空運(yùn)行影響嚴(yán)重的云識(shí)別能力還存在不足。由于紅外云圖中對(duì)流云底部無明顯特征因此很難從云圖中識(shí)別,因此為了全面識(shí)別各類云狀還需要借助其他如雷達(dá)、衛(wèi)星探測(cè)設(shè)備進(jìn)行其固有特征的綜合識(shí)別。此外還對(duì)云霧演變以及非對(duì)流降水云層演變進(jìn)行了研究,利用圖像資料和數(shù)據(jù)資料進(jìn)行了比對(duì)和驗(yàn)證,初步發(fā)現(xiàn)了一些基本現(xiàn)象和規(guī)律,但由于采用的資料有限,還需要后續(xù)積累大量個(gè)例進(jìn)行驗(yàn)證。