FY-2D云导风在“鲶鱼”台风模拟中的同化试验

为了能给国内的云导风产品在通道的选择和使用方法上提供一些新的参考,以2010年的"鲶鱼"台风为个例,通过对FY-2D云导风产品在WRF模式中的同化对比试验,分析比较了同化了云导风资料之后的台风路径和位势高度场、风场的变化。结果表明,同化之后台风路径的偏差水汽通道要远大于红外通道,随着积分时间的延长,红外通道数据的加入对模拟台风路径的订正作用比水汽通道显著;模式使用不同同化方案的模拟结果也有明显的差别,其中以每24小时一次冷启动的同化循环方案对台风路径有较准确的模拟,而在分析不同通道导风质量优劣方面,则以热循环同化方案最佳。

基于MODIS和FY-2D卫星降水数据的遥感旱情监测研究

大多数情况下干旱是由降水异常偏少引起的,目前考虑降水因素的遥感旱情监测模型中,模型权重的确定方法复杂且使用的卫星降水数据分辨率低。针对上述问题,在利用MOIDS数据构建植被状态指数VCI和温度状态指数TCI的同时,结合FY-2D卫星降水数据构建线性加权组合模型,即归一化旱情综合指数SDCI,模型的权重系数通过与农业受旱率的相关性来确定。并以SDCI指数作为旱情监测指标,分析了桂西北2009年10月~2010年4月的旱情,监测结果表明该时段发生了一个从＂局部地区有旱→旱情加重并持续→轻微缓解→旱情加重→旱情缓解＂的演变过程,与实际旱情资料的描述相一致,表明SDCI指数能较好地反映区域旱情分布情况。

基于TRMM/FY降雨数据的台风“海葵”监测分析

台风灾害往往都是由暴雨引起的,台风暴雨的研究对台风天气预报具有重要意义。在RS/GIS技术的支持下,以2012年8月发生的台风"海葵"为例,基于TRMM 3B42和FY-2D降水数据,在对两种卫星降雨数据有效性分析的基础上,对此次台风引起的强降雨过程进行了重现和分析。结果表明:二者与实测降雨数据一致性较好,分别达到了0.944 8和0.914 5;两种卫星降雨数据都较好地抓住了强降水中心的位置;对比地面站点、TRMM 3B42和FY-2D这3种数据绘制的强降水中心区域平均降水随时间序列变化,可以发现两种卫星与地面观测数据有较为相似的时间演变特征,能较为清楚的分辨出台风的螺旋结构,并且与台风发展路径具有较高的一致性。因此,两种卫星数据在对台风路径、强降雨中心的预测上具有较大的应用潜力。

FY-2红外云图中强对流云团的短时自动预报算法

目前气象预报业务中,预报员主要借助卫星云图,定性判断云团的移动趋势,缺乏形式化的定量评判方法。本文基于FY-2C与FY-2D的高时间分辨率的近红外影像(10.3—11.3μm),采用亮温和面积阈值方法进行云团识别,然后根据最大相关系数云团匹配技术进行追踪,系统地实现强对流云团的自动临近预测。实验结果表明,本文提出的最大相关系数追踪比传统的交叉相关系数法具有更高的匹配精度和运行效率,而且研究发现云团质心外推明显优于最低亮温外推,平均亮温、面积、圆形度对云团的分裂合并有较好的指示作用,经列联表法检验,本文提出的自动识别追踪技术具有较高预测精度和预测时效,并且为卫星云图业务化应用提供了定量科学依据。

基于多轨道卫星观测数据分析尼泊尔地震长波辐射特征

综合已经在红外异常提取中应用的涡度和RST(Robust Satellite Technique)算法优点,提出了红外异常指数算法.并基于长时间尺度的中国静止卫星FY-2D和美国极轨卫星NOAA长波辐射数据,应用RST和异常指数算法,分别对2015年4月25日尼泊尔M_s8.1和5月12日M_s7.5地震前后卫星长波辐射变化特征进行了分析,开展了多轨道、多时空分辨率长波辐射同步地震热红外特征研究.结果表明,运用RST算法,两次地震前后,未能在震中周围发现明显的长波辐射异常.运用异常指数算法:(1)对于NOAA卫星,4月15日在M_s8.1地震震中以西出现热红外异常,到4月24日震中以西约100 km处出现异常最大值,随后逐渐消失.5月10日在M_s7.5地震震中以东约200 km发现异常;(2)在NOAA卫星长波辐射异常发现最大值当日,采用FY-2D卫星每3 h的数据分析可发现红外异常的动态演化过程,弥补NOAA卫星分辨率不足.以上结果为利用多轨道卫星监测地震热辐射变化提供了依据.

利用中国静止气象卫星资料估算黄河源区蒸散发量

以黄河源区为研究区域,选取2009年9月该区域的中国静止气象卫星(FY-2D)观测资料,结合地面气象观测资料,基于能量平衡原理,估算了研究区域的逐时陆面蒸散发量。结果表明:在晴天条件下,利用陆表能量平衡系统模型求出蒸散发量的大小;在阴天条件下,利用FY-2D云顶反照率资料,根据太阳辐射在大气中的衰减过程,得出地表太阳辐射收支,进而求出蒸散发量的大小。卫星遥感估算的逐时蒸散发量与地面观测值相比,平均相对误差15.2%,估算误差在可接受的合理范围内,为实现陆面蒸散发量的业务化奠定了一定的基础。

利用我国气象卫星遥感资料估算黄河源区净辐射辐照度的研究

以黄河源区为研究区域,利用我国静止气象卫星(FY-2D)及极轨气象卫星(FY-3A)资料,估算黄河源区一天中不同时刻的净辐射辐照度的空间分布。在晴天条件下,利用计算的向下太阳辐射照度,结合卫星遥感资料估算的地表反照率,得出地表太阳辐射收支。利用卫星遥感估算地表发射率和地表温度资料,结合地面观测站的气象观测资料,得到大气向下的长波辐射和地面向上的长波辐射值。在阴天条件下,借助FY-2D云顶的反照率资料,根据太阳辐射在大气中的衰减过程,推求透射比系数,进而得出阴天条件下地表净短波辐射照度。

风云二号静止气象卫星数据估算土壤表面水分方法研究

考虑到土壤水分会影响地表温度随太阳辐射变化的幅度,本文提出利用多时相热红外波段和可见光波段数据反演地表水分的算法,并利用第一代静止气象卫星——风云二号数据估算了2010年9月30日和10月20日西北地区范围的土壤表面水分,并与先进机械辐射扫描计(advanced mechanically scanned radiometer:AMSR)土壤水分产品进行比较验证。结果表明:该算法估算的土壤表面水分与AMSR土壤水分产品相关性为0.52,两者的均方根误差在0.025 g.cm 3以内,最大误差不超过0.07 g.cm 3。同时,利用该算法生成西北地区土壤表面水分空间分布图,与同期降水资料相比较,两者空间分布较为一致。此外,该算法可获得5 km×5 km空间尺度的土壤表面水分,提高了土壤水分遥感估算的空间分辨率。

羌活与宽叶羌活药材的红外光谱鉴别

目的:建立红外光谱快速鉴别羌活和宽叶羌活两种基原植物药材的方法。方法:收集了8份羌活和4份宽叶羌活根茎和根药材,用傅里叶变换红外光谱技术测定4 000~400 cm^(-1)范围内的一维红外光谱和二维相关红外光谱,计算二阶导数光谱,定量测定峰的强度,并进行光谱解析、主成分分析。结果:羌活与宽叶羌活药材一维红外光谱的特征峰不同。羌活在1 739(吸光度为0.39)、1 428(0.46)、1 076(0.91)、863(0.03)、764(0.08)cm^(-1)处有明显吸收峰,而宽叶羌活在此处的峰不明显(强度小于阈值0.01);宽叶羌活在1 719(0.34)、1 607(0.50)、1 444(0.41)、823(0.06)、775(0.07)cm^(-1)处的吸收峰明显,而羌活在此处的峰不明显。在模式识别-主成分分析聚类图中,羌活与宽叶羌活分布于不同区域。二阶导数谱中两者主要共有峰的强度明显不同,羌活在1 747、1 468、1 159、1 078和988 cm^(-1)的峰强度明显高于宽叶羌活。而宽叶羌活在1 627、1 605、1 568、1 512和1 269 cm^(-1)峰强度明显高于羌活。二维相关红外光谱中两者自动峰的数量、位置及其相互关系不同。羌活样品在850~1 500 cm^(-1)范围内有13个自动峰,而宽叶羌活为9个自动峰。结论:根据一维、二阶导数和二维相关红外光谱,羌活与宽叶羌活两种植物的药材可快速鉴别。峰强度定量比较、主成分分析、聚类分析增加了鉴别的客观性和准确性。

基于卫星云分类资料的顶层云宏观特征研究

文章首先利用CloudSat的2B-CLDCLASS-LIDAR资料对全球顶层云的云类型、云高度、云厚度的出现频率分别进行了统计分析,从纬度、海陆方面分析了全球范围内上层云的分布,对不同类型云出现的频率、云底高度与平均厚度以及因季节变化云底高度的差异进行了分析。最后,对比分析了静止卫星FY-2D获得的云类型与CloudSat顶层云分类,结果表明:对于卷云而言,两者的识别一致性较好。

汶川地震前上空的地震云分析及自动检测研究

地震对于人类的生产生活有着巨大影响,如何准确地预测地震意义重大。利用FY—2D卫星云图序列图像研究了汶川地震前震区上空的地震云,在此基础上采用更高分辨率的MOD IS数据进行地震云的检测研究,分别利用高斯马尔可夫场和高斯混合模型来实现云图的纹理分割和地震云异常检测。实验结果表明,此方法可有效检测出震区上空的地震云。