[科普中國]-槽線

概念

槽線（trough line）是指低壓槽中等壓（高）線氣旋性曲率最大而具有最低氣壓（或位勢高度）各點的連線。1

特點槽線是低壓槽內(nèi)氣流水平輻合最強的地區(qū)。通常在槽線附近的天氣變化比較明顯，如西風帶中，槽線前部常吹偏南風，有上升運動，水汽豐沛可形成云和降水。槽線后部多吹偏北風，有下沉運動，天氣常晴朗少云。1

槽線的這種特征使它在天氣預報中占據(jù)著非常重要的位置，極大得影響了天氣預報員的預報趨勢，是預報中成云致雨的重要依據(jù)之一。2

類別西風帶中，各種槽線分布的型式及其移動情況場不相同。在低壓南側(cè)與經(jīng)線接近平行的槽線，稱為豎槽槽線，它們常向東移動；低壓西側(cè)與緯圈接近平行的槽線，稱橫槽槽線，常向東南方移動；在低壓北側(cè)或高壓后部自南向北伸的槽線，稱倒槽槽線（如西南倒槽）東移緩慢甚或西移。1

在東風帶中，還有自東向西自動的南北向的東風波槽線。

識別方法在氣象領域內(nèi)，槽線的人工識別己經(jīng)發(fā)展到了很成熟的階段，天氣預報員對于槽線的肉眼分析識別早已輕車熟路。但影響槽線識別的因素很多，若完全采用人工分析提取，分析結(jié)果往往會同實際有所偏差，其中包含了諸多主觀和客觀的不確定性，并且人工識別需要的時間開銷很大，在氣象資料采集如此短時間、高密度的今天，人工識別顯然不利于實時資料的快速處理。2

槽線自動識別是天氣圖自動化分析的重要內(nèi)容。目前，槽線自動識別主要通過計算曲率的方法實現(xiàn)，即針對一定高度上的等壓線，通過計算曲率得到曲率局部最大點作為槽點，再依據(jù)特定的規(guī)則將槽點連接構(gòu)成槽線。

上述方法盡管能完成槽線主要趨勢的分析，但仍然存在著一些缺陷，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是通過曲率計算求得曲率局部最大點的方法計算復雜，容易產(chǎn)生局部最優(yōu)解，從而影響槽線的識別；二是槽點追蹤算法通常將幾何距離作為唯一判斷標準，得到的槽線識別結(jié)果不能較好地反應槽點趨勢。3

代曦等基于Douglas-Peucker算法的槽線自動識別方法。方法首先由氣壓場數(shù)據(jù)提取等壓線，然后通過DP算法提取等壓線的特征點作為候選槽點，再依據(jù)等壓線拓撲關系鏈接候選槽點形成候選曲線，最后對候選曲線進行槽脊線區(qū)分得到分析結(jié)果3。顏長建等在梯度方向算法基礎上進一步探索，直接利用格點數(shù)據(jù)進行槽線分析，避免了對等值線追蹤的復雜過程。4