青藏高原东部草甸下垫面涡旋相关观测数据的质量控制及评价研究

目前利用涡旋相关仪观测地表通量的方法已被广泛采用,但由于涡旋相关法是建立在方程假设简化的基础上,这对观测数据的质量提出了一定的要求,所以对观测数据的处理及通量结果的质量状况分析就显得尤为重要。本文以理塘站2006年7月中到8月中的数据为例,对其进行质量控制,并将质量控制后的通量计算结果与原始值进行比较。质量控制后感热通量和潜热通量总和有所增长,动量通量值则受质量控制影响较大。质量评价的结果为:动量通量、感热通量、潜热通量中高质量数据所占比例为68.2%、60.6%、63.3%。

地表湍流通量计算方法的研究综述

地表通量的计算方法主要有:以能量平衡为基础的Bowen比能量平衡法、以相似理论为基础的空气动力学方法以及以精度比较高的观测仪器为基础的涡旋相关法。本文对这些计算方法进行了简单的讨论,并介绍了涡旋相关观测系统原始资料的处理方法及一些物理量修正方案的研究进展。对存在的问题进行了一定的讨论。

青藏高原珠峰地区戈壁下垫面上实际蒸散发量和蒸发皿蒸发量的关系研究!

根据互补理论得出了中国科学院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站(珠峰站)的蒸发皿蒸发量和实际蒸散发量之间的关系,结果显示,湿季(7-10月)的ε值(即使潜在蒸发量增加的那部分感热的比例)小于全年的ε值,干季(1-6月,11-12月)的ε值最大。其次,对珠峰站的实际蒸散发量进行了计算,结果显示,在湿季应用互补理论计算得到的实际蒸散发量更加接近于观测值,而干季实际蒸散发量的计算值与观测值的差距比较大。最后,通过研究珠峰站蒸发皿蒸发量和实际蒸散发量分别与风速、气温、相对湿度、净辐射以及降水之间的关系,发现由于蒸发皿蒸发量在干季主要受风速和温度影响,受相对湿度影响比较小,进而随湿度指数没有明显的变化,所以在干季应用互补理论计算得到的实际蒸散发量与观测值的差距比较大。所以互补理论可能比较适用于湿季,在干季并不适用。

基于自然环境模拟的预报云图仿真系统

预报云图仿真系统能够为用户模拟生成未来时刻的用户关心谱段的卫星观测云图。该系统通过数值天气预报建立正演所需要的大气数据场(含云微物理特性),引入FTRM快速辐射传输模式,对有云模式下各个通道的辐射能量进行模拟。预报云图系统能够为卫星应用系统工程建设提供模拟数据支持并能够为灾害性天气检测提供分析数据。经过实际数据生产与验证,生成的预报云图在云系形状和典型目标能量等级上与实际观测数据具有可比性。系统生成的预报云图具有高可用度,可作为模拟数据使用。

基于ERA5的快速辐射传输模式与FY-4A成像仪观测结果的偏差分析

2016年12月发射升空的FY-4A是中国第二代静止轨道气象卫星,该星上搭载了可提供东半球近实时高分辨率卫星观测数据的扫描辐射成像仪——AGRI (Advanced Geostationary Radiation Imager)。在其观测数据应用于大气参数反演或同化前,数据偏差的定量化分析是一个必要环节。采用快速辐射传输模式RTTOV (Radiative Transfer for the TIROS Operational Vertical Sounder),基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)第5个全球再分析数据产品(ERA5)对AGRI的7个红外通道(通道08-14)进行了模拟,并利用MODIS云检测产品对模拟结果进行了晴空筛选,以期得到一些对AGRI的定量应用有价值的偏差分析结果。观测-模拟(O-B)的偏差分析结果显示:海洋和陆地上,通道10(7.1 μm)存在明显大于其他红外通道的系统性偏差,这很可能来源于ERA5在对流层中层对水汽的高估。通道08为近红外短波通道,地表反射作用影响强烈,陆地上存在较大的平均偏差,而海洋上平均偏差小于0.4 K。通道14在ERA5近地层气温偏高及定标偏差的影响下,海洋存在接近1 K的平均偏差;陆地上存在2 K左右的平均偏差。其余各红外通道在海洋和陆地上的平均偏差分别在0.6和1.3 K以下。偏差影响因子分析结果显示:地表海拔高度、观测天顶角对偏差也存在一定程度的影响;海洋上偏差分布存在季节变化可能来源于再分析资料中海表温度估算的季节性误差。

空基遥感观测系统仿真技术与应用

空基遥感观测系统仿真技术通过模拟无人机、浮空器或卫星平台的遥感探测过程,生成遥感观测的科学数据,该技术既能够为观测平台与载荷研制方提供卫星设计指标的分析与验证手段,也能够为遥感数据应用提供模拟数据生产源。观测系统仿真中该技术应用于对地观测卫星遥感系统正向设计与地面系统联调联试,极大提高了设计与联调的效率与有效性。