微波辐射计在人工影响天气研究中的应用

本文介绍了在人工增雨作业中，利用１．３５ｃｍ（２２．２３５ＧＨｚ）和８ｍｍ（３５．３ＧＨｚ）双频道微波辐射计连续监测大气中总水汽含量及云中积分液态水含量变化的原理和方法。对微波辐射计在人工增雨的野外观测实验中的应用进行了初步的研究。

GMS-5估计可降水量的研究

文章证明了由静止气象卫星ＧＭＳ－５的分裂窗通道和水汽通道亮温反演可降水量的可行性，探讨了ＧＭＳ－５红外通道亮温与可降水量的关系，建立了由３个通道亮温反演可降水量的经验公式．用６０组大气平均廓线，对公式模拟检验误差为０．１８ｇ／ｃｍ２，而用实际１２４组探空和对应的ＧＭＳ－５亮温资料进行检验，误差为０．４０ｇ／ｃｍ２．用得到的经验公式可反演大范围的晴空可降水量分布．

GMS实时资料遥感海冰的研究

利用１９９５年１，２月ＧＭＳ－４的红外亮温和可见光反照率资料，以辽东湾海冰为对象，根据冰水物理特性的差异，建立了冰水识别的判据和冰厚与亮温、反照率的对应关系，反演出冰厚和冰密集度数字分布。结果表明，冰水识别的准确率为８４．８％，冰厚反演误差为３．８ｃｍ，密集度反演误差为２２％。

雷达联合雨量计估测降水模拟水库入库流量

运用雷达和雨量计联合估测了梅山水库集水区的降水分布 .本文根据联合估测结果 ,应用降水径流模型 ,对 1998、 1999年梅山水库入库流量进行了模拟 ,通过 15 0 0h时间序列的模拟试验表明 ,该模型可以用来模拟梅山水库的入库流量 ,其结果是合理可用的 .与其单独采用雨量计测量面雨量的模拟方法相比 ,其模拟效果更好 .

中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析

针对2002年6月23—27日发生于江淮地区的一次中尺度强暴雨过程,利用FY-1D,EOS和NOAA卫星的可见光、红外、微波通道遥感观测、反演资料,从相态、光学厚度、垂直结构等各方面分析云特征,并将分析结果与同时段地面雨量观测进行对比分析,发现云光学厚度大且云顶粒子为大粒子、冰相态是此次降雨过程中云团的主要云特征,地面雨量的大小与云光学厚度密切相关,两者间基本呈正相关关系;稳定少变的大光学厚度云或云光学厚度显著增大均可带来强的地面降水。微波资料可以很好地体现降雨云团的垂直结构。分析结果显示,卫星遥感对揭示中尺度强暴雨云团的云特征,具有很好的指示作用。

大气波导特征分析及其对电磁波传播的影响

文中在介绍大气折射的基本类型及其存在条件的基础上 ,阐述了三种类型的大气波导的形成机制 ,总结并分析了大气波导的几个主要特征 ,并用西北太平洋云辐射实验的实测资料和西沙海域的气象资料进行了验证 ,同时试验了蒸发波导高度对大气湿度、气海温差、水平风速变化的敏感性 .在分析大气波导对电磁波传播的影响时 ,推导了可形成波导传播的电磁波最大陷获波长和临界发射仰角 ,提出了电磁波形成波导传播的 4个必要条件 ,并讨论了大气波导对超短波传播、雷达探测、短波通信等方面的影响 .

用TRMM卫星微波成像仪遥感云中液态水

应用热带降雨测量卫星微波成像仪 (TRMM/TMI)的被动遥感资料 ,选用对云中液态水变化非常敏感的 85 .5GHz垂直极化通道的亮温信息 ,通过离散纵坐标矢量辐射传输模式 ,采取逐步逼近的方法确定出地表的微波比辐射率 ,并运用迭代方法有效地反演出云中液态水含量及其分布。与对应的卫星红外云图对比结果表明 ,反演的云中液态水分布是合理和可信的。

FY-1C资料在云顶粒子热力学相态分析中的应用研究

中国发射的FY 1C极轨气象卫星有 1 0个探测通道 ,包括可见光、近红外和红外波段。在对云顶粒子热力学相态进行数学模拟分析的基础上 ,利用FY 1C资料对实例进行了分析研究。结果表明FY 1C的通道 6( 1 5 8～ 1 64μm)

利用热带降雨测量卫星的微波成像仪观测资料反演陆地降水

利用热带降雨测量卫星的微波成像仪资料，结合淮河流域试验加密观测期的阜阳地面天 气雷达雨量资料，建立了以散射指数和极化订正温度为主要参数的降水反演算法。对文 中所做反演试验与日本ＮＡＳＤＡ用微波成像仪和星载测雨雷达反演的雨强进行了比较。结果表明 ，文中所用的方法在反演陆地下垫面的降雨强度的分布和降雨区域的确定是比较成功的。

雷达估测降水模拟史灌河流域径流

运用雷达联合少量雨量计方法估测流域面雨量 ,结合GAME HUBEX国际合作项目 1998年加强观测期在史灌河流域获取的水文观测资料和TOPMODEL进行降水径流模拟 ,并与稠密雨量计站网测量的面雨量进行流域出口流量模拟的对比试验。在 15 0 0小时时间序列的比较试验表明 ,雷达估测面雨量和雨量计测量的面雨量都能较好地模拟每小时流域出口蒋集的出流量 ,数值试验还表明 ,雷达估测面雨量在某一时段上的均值误差作为一个指标可以较好地反映其应用于降水径流模拟时的精度 ;总雨量和强降水的估测精度是雷达估测面雨量能否用于径流模拟的关键。

利用AMSU分析热带气旋结构特征

搭载在美国新一代极轨业务系列气象卫星上的先进的微波探测器(Advanced Microwave Sounding Unit,AM-SU)提供了对于大气中温度、湿度以及云雨分布特征的探测能力。研究选择2003年发生在西北太平洋上的多个热带气旋个例,利用NOAA16/17卫星的AMSU数据分析热带气旋热力及云雨结构特征,结果显示:热带气旋中心的增暖在AMSU-A微波温度观测表现显著,特别是在对流层上层通道尤其明显;AMSU观测热带气旋中心增暖与强度相关性统计分析显示,两者相关性达0.778;AMSU-B高频通道可以揭示热带气旋的云雨结构分布和对流发展旺盛情况,分析显示热带气旋云雨结构变化与气旋强度密切相关,气旋强度滞后于系统对流过程的发展。

用TRMM卫星微波成像仪资料遥感地面洪涝的研究

文中阐述了用热带降雨测量卫星 (TRMM )微波成像仪 (TMI)监测地面洪涝灾害的能力 ,并利用动态聚类、土壤湿度指数、极化亮温差指数、极化亮温比指数等 4种基于TMI亮温资料的方法遥感了 1998年夏季中国江淮流域的洪涝灾害。通过与机载雷达图像、星载雷达图像以及基于地面日降雨量资料的Z 指数方法确定的地面洪涝情况的对比 ,结果表明用TMI亮温资料监测地面洪涝灾害是可行的 。

利用AMSU-A亮温估测西北太平洋区域热带气旋强度

先进的微波垂直探测器AMSU（Advanced Microwave SoundingUnit）能接收到穿透一定厚度云层的微波辐射信息,适合于分析热带气旋暖核特征.由辐射传输方程和静力学方程可知,气旋暖核强度同中心海平面气压距平相关联.本文利用搭载于极轨气象卫星NOAA-16/17/18上的AMSU-A亮温资料,根据2002-2006年之间发生在西北太平洋区域热带气旋的移动路径,匹配出47个热带气旋的183时次个例,并将各时次的暖核最大亮温距平同气象业务部门发布的热带气旋强度报告值建立统计回归方程.为进一步提高估测精度,在计算亮温距平过程中,提出用于修正扫描点分辨率不均匀所带来取样偏差的方法,并综合利用AMSU-A的7、8双通道信息来进行估测,利用修正后算法得到暖核亮温距平同气旋强度之间的相关系数为0.80,标准偏差为12.2hPa,对近年来影响我国较大的两个台风（0414“云娜”和0608“桑美”）进行个例估测,平均偏差约6hPa.

寿县地区云中液态水含量的微波遥感

该文利用地基双频 ( 2 2 .2 35GHz( 1 .35cm)和 35.3GHz( 8mm) )微波辐射计和热带降雨测量卫星微波成像仪 (TRMM/TMI)两种被动微波遥感资料分别反演安徽寿县地区云中液态水含量 ,运用统计回归方法得到该地区云水含量的反演公式 ,揭示了该地区云中液态水含量存在一个阈值 0 .4mm ,当云中液态水含量超过这一阈值时 ,该地区一般就会出现降水。在降水发生之前 ,水汽和云中液态水含量均会出现一个显著增加的过程 。

GMS-5红外资料反演大气可降水量

建立了用ＧＭＳ－５红外亮温资料反演大气可降水量的分裂窗统计法。初步试验结果表明，分裂窗统计法反演的ＲＭＳ误差为０．３７ｇｃｍ－２。优于用ＧＯＥＳ的分裂窗资料反演可降水量的精度，达到或超过用ＡＶＨＲＲ分裂窗资料反演可降水量的精度。对月平均水汽分布的比较显示，反演可降水量分布与实际探空资料获得的分布是一致的。

用GMS-5卫星资料结合地面资料联合估算水汽分布

利用ＧＭＳ－５卫星红外分裂窗通道和水汽通道结合探空资料反演晴空大气的水汽分布；同时利用探空资料建立地面水汽压和相对湿度与大气总水汽量的经验关系，通过带权插值生成淮河流域３００多个地面站经验关系式的系数矩阵，并利用地面站资料确定云天大气的水汽分布。最后，将两种方法进行融合，得到淮河流域全天候的水汽场分布。

用TRMM/TMI估算HUBEX试验区的云中液态水

文中应用热带降雨测量卫星微波成像仪的微波遥感资料反演云中液态水。由于微波成像仪85.5 GHz通道对云中液态水非常敏感,通过离散纵坐标矢量辐射传输模式,运用迭代的方法可以有效地反演出陆地上空非降水云中的液态水路径。在淮河流域能量与水分循环试验中,分别运用微波成像仪85.5 GHz垂直极化单通道和微波成像仪85.5 GHz极化亮温差两种方法来估算陆地上空的云中液态水路径,反演结果与地基微波辐射计的测量结果是较为一致的。当地表比辐射率或地表温度误差较大时,用极化亮温差法估算云中液态水路径相对较好,尤其是对于低云,因为该方法对地表温度不敏感。

星载微波估计热带气旋中心气压的研究

在准静力近似条件下 ,热带气旋上层的暖心强度与气旋中心最低海平面气压相关。根据飞机观测到的平均热带气旋的暖核距平廓线构造一个由单因子———2 5 0hPa温度距平———控制的热带气旋中心暖距平模型 ,建立利用NOAA16 / 17/AMSU观测反演热带气旋中心暖核强度和最低海平面气压的算法 ;并对发生在西北太平洋上的热带气旋的最低海平面气压进行反演试验 ,反演的结果与利用Dvorak(1984 )可见光和红外技术估计结果相比 ,平均偏差大约为 11hPa ;

卫星遥感估算淮河流域区域能量通量的方法研究

利用 1998年淮河流域加密观测试验 (HUBEX IOP)期间的资料 ,进行淮河流域能量平衡的参数化方案的研究 ,用NOAA卫星的AVHRR资料建立了试验区地表特征参数及能量平衡各分量的参数化方程 ,并对卫星遥感反演结果和试验观测值进行了对比 。

TMI被动微波遥感资料用于地表洪涝特征分析试验

星载被动微波遥感资料为云天条件下地表洪涝特征分析提供了可能。微波极化比 (PR)可以有效刻画地表洪涝特征 ,宏观反映地表湿度信息。正演模拟分析结果表明地表粗糙度、地表植被覆盖状况和地表湿度对上行微波亮温有影响 ;TRMM/TMI低频微波通道微波极化比能减弱大气因素的影响 ,清晰反映地表的洪涝特征。合理确定分类阈值 ,对 1 998年长江流域洪涝区进行地表洪涝特征分析 ,可以在TMI像元尺度 ,将洪涝区分类为不同等级。洪涝区分类结果与经过天 -地校验过的机载和星载SAR资料地表洪涝分类实况对比 ,TRMM/TMI低频微波通道微波极化比 1 0GHz的PR1 0和 1 9GHz的PR1 9的分类正确率不低于 75 %。