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《杭州师范大学》 2017年
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基于卫星云图与微波散射计的台风中心定位研究

王筱  
【摘要】:台风是生成在热带洋面上强烈的大气涡旋,在卫星云图和微波散射计风场数据中都能表现出有组织的气旋。我国东南沿海地区紧邻西北太平洋,是世界上遭受台风影响最严重的地区之一。准确的台风中心定位对于有效监测和预报台风具有重要意义。然而由于台风形态及其运动规律的复杂性,目前对台风中心定位仍处于研究和探索阶段。在国内外已有研究基础上,本文尝试运用卫星云图和微波散射计数据,开展台风中心定位及相关问题研究,具体内容如下:1.基于FY-2卫星的可见光、红外云图和HY-2卫星的微波散射计风场数据,对台风中心定位方法进行研究分析。提出基于FY-2卫星云图的“螺旋-环中心”台风中心定位方法,HY-2卫星微波散射计的“区域风速法”和“区域风向法”台风中心定位方法。选取具体台风案例进行应用实验,并将结果与中国气象局(National Meteorological Administration,CMA)、日本气象厅(Japan Meteorological Agency,JMA)和美国联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Center,JTWC)的最优路径数据进行对比分析,并选择最大圆距离法(单位:km,后文所涉及的单位均为km)进行精度评价,结果如下:台风“灿鸿”HY-2卫星微波散射计台风中心定位及监测路径与CMA、JMA、JTWC的最大圆距离分别为63.45、55.61、65.66,其标准差分别为31.74、48.54、55.56;台风“苏迪罗”HY-2卫星微波散射计台风中心定位及监测路径与CMA、JMA、JTWC的最大圆距离分别为47.29、53.45、59.87,其标准差分别为73.93、89.77、91.17;台风“杜鹃”HY-2卫星微波散射计台风中心定位及监测路径与CMA、JMA、JTWC的最大圆距离分别为60.78、45.66、57.88,其标准差分别为44.37、41.71、58.69。2.在上述不同台风中心定位方法的基础上,利用线性与非线性的回归方法,通过自变量与因变量的最优拟合,经过大量的实验分析,总结出FY-2卫星云图与HY-2卫星微波散射计之间的数学关系,寻求最优分段拟合函数,建立基于FY-2卫星云图与HY-2卫星微波散射计风场数据之间的数学模型,最终得到拟合数据。在没有HY-2卫星微波散射计数据的台风监测期间,用该数据对台风进行中心定位,并进行精度验证。结果表明,拟合后的产品能够有效替代HY-2卫星散射计数据缺失情形下的海面风场,从而确定台风中心,结果如下:台风“灿鸿”与CMA、JMA、JTWC的最大圆距离比微波散射计台风中心定位及监测路径分别提高了9.86、0.91、9.07;台风“苏迪罗”与CMA、JMA、JTWC的最大圆距离比微波散射计台风中心定位及监测路径分别提高了0.59、5.16、9.28;台风“杜鹃”与CMA、JMA、JTWC的最大圆距离比微波散射计台风中心定位及监测路径分别提高了4.38、0.91、6.82。以上研究表明,本文建立的基于FY-2卫星云图与HY-2卫星微波散射计的拟合方法及其产品对于台风中心定位的效果,与HY-2卫星微波散射计风场数据相比,在台风监测的时间序列上更加密集,时间分辨率更高,且定位精度更加准确。
【学位授予单位】:杭州师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P444

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