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《中国气象科学研究院》 2007年
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FY-2C和TRMM卫星红外通道信号差异分析及降水判识研究

王天天  
【摘要】: 许多年来,准确预报降水是气象科学工作者苦苦追寻的目标。但应该指出的是,到目前为止,无论国外还是国内,降水预报都存在着很大的不确定性。造成预报不准确的因素很多,降水时空分布测量的不准确是引起降水预报误差的重要原因之一。 我国静止卫星风云二号C星已经在轨业务运行,卫星上装载有可见光、红外扫描辐射计,每半小时对圆盘区域进行一次扫描。目前针对风云二号C星的降水算法主要依据对可见光、红外扫描辐射计观测资料和地面降水测站资料的统计,而由于缺乏海洋上空的降水真值资料,将这种算法用于海洋上空的降水估计可能是有问题的。为了解决这个问题,本课题首先结合TRMM/PR产品和TRMM/VIRS观测数据对不同天气条件下晴空、非降水云、降水云的红外辐射特征进行了分析。在此基础上,我们进一步选择7个不同类型的强降水个例,利用PR和VIRS资料确定了东亚夏季强降水判识的阈值。为了应用于风云二号C星,我们进行了风云二号C星扫描辐射计和VIRS相应红外通道观测结果的一致性分析。得到的主要结果如下: 9月东亚中低纬地区,总的来说,非降水像元的10.8μm通道亮温基本上都大于280K,而强降水像元对应的10.8μm通道辐射亮温大多低于260K。非降水像元对应的10.8μm通道辐射亮温大多高于280K。BTD45在1.5-4K之间,BTD34小于5K。一般而言,降水像元内云层较非降水像元厚,降水像元对应的BTD45小于非降水像元。夜间,大部分非降水像元的BTD34高于降水像元,但是差别不大。 接着选取中低纬度夏季7个强降水个例,通过分析,选取260K作为10.8μm通道降水判识的阈值,结果表明:对于强降水来说,该阈值对于降水信息的识别有较好的效果,但是其对于非降水像元的误判率也比较高。增加BTD45为3K这个阈值之后,虽然对于降水信息的判识效果稍有降低,但对于降水像元的误判率大大减小。BTD34对于强降水的判识并无作用。 最后,为了能将上述结果移植到静止卫星上,我们分析了TRMM卫星VIRS和FY-2C卫星VISSR对应红外通道的差异。结果表明:近70%以上的VISSR和VIRS红外辐射亮温之差小于5K;VIRS与VISSR在远红外区探测具有较好的一致性,而在中红外通道,VIRS亮温比VISSR亮温偏低的像素较多。VIRS与VISSR的远红外通道探测在白天的差异明显高于夜晚,差异的大小约5﹪,而VIRS与VISSR的中红外通道探测在夜晚的差异却高于白天,差异的大小近4%。统计结果还显示,VIRS和VISSR相应三个红外通道亮温在晴空状况下的接近程度最好,随着云顶高度的增高,两者相应的红外通道亮温接近程度而变坏。此外,还利用两远红外通道亮温差与单一远红外之间关系,定性地了解VISSR与VIRS远红外探测对云参数(光学厚度、粒子大小和云顶高度)反演的差异。
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P405

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【参考文献】
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