中国地区云对地气系统长波射出辐射(OLR)强迫的气候研究

本文利用地球辐射平衡试验（ＥＲＢＥ）和国际卫星云气候计划 （ＩＳＣＣＰ）提供的地气系统长波射出辐射（ＯＬＲ）和云量资料，计算并讨论了我国各 季和年平均云量对地气系统ＯＬＲ的强迫及其所产生的温室效应。结果表明：我国 各季的 ＯＬＲ云强迫与总云量、高云量都有较好的相关，且季节变化明显；ＯＬＲ云 强迫和云温室效应的地理分布受云量和云状的影响较大，它们的年变化一般呈弱 双峰型，峰值在春、夏季出现。

青藏高原云对地气系统长波射出辐射(OLR)强迫的气候研究

利用地球辐射平衡试验 ( ERBE)和国际卫星云气候计划 ( ISCCP)提供的地气系统长波射出辐射 ( OLR)和云量资料 ,计算并讨论了青藏高原地气系统各季和年平均总云量对 OL R的强迫及其所产生的温室效应 ,揭示了高、低云对 OLR强迫的特点。结果表明 :高原的 OL R云强迫与总云量、高云量都有较好的相关关系 ,且季节变化明显 ;OL R云强迫和云温室效应的地理分布与高原总云量的分布较为一致 ;云强迫的年变化一般以春季最大 ,冬。

中国地—气系统长波射出辐射(OLR)的气候特征

根据ERBE和ISCCP资料讨论了云对地—气系统长波射出辐射（OLR）的强迫作用及纬度、大气温度等因子的影响。分析了OLR场与500hPa及地表有效辐射场的相似问题。阐述了OLR在全国的分布特征，指出冬季OLR场大致呈纬向型．夏季为一不对称的鞍形场。年分布与1月的相似。最后还就各区域的OLR年变化特征进行了讨论．

青藏高原出射长波辐射特征分析

对青藏高原地区 1月、4月、7月和 1 0月高时空分辨率的出射长波辐射 (OLR)时间序列进行了谱分析。将各点的功率谱分为三类 :第一类代表日变化 (周期≤ 1d) ,另外两类分别为天气过程 ( 2d≤周期≤ 1 0d)和低频 (周期 >1 0d)变化 ;将高原分为 6个区域 ,对区域平均的各季节OLR时间序列进行功率谱分析和显著性检验 ,结果表明 :1、4、1 0月份高原上以日变化为主 ;而 7月份日变化、天气尺度变化和低频变化的贡献相当。显著性分析表明高原上最为显著的周期为 1d周期 ,2～4d的天气尺度振荡也较明显。 6～ 8d和 1 0～ 1 3d处虽有明显的谱峰 ,但只有少数地区和个别季节其谱值能超过 95%的信度检验。

强震前地气系统长波辐射(OLR)异常的成因

本文针对2008年1月9日发生在西藏阿里地区的改则6.9级地震,分析了卫星遥感我国西部地区长波辐射(OLR)信息场的月际和日际变化特征,研究了临震前震中区附近长波辐射的显著增强与其所处大气压力变化的同步关联现象,认为震前长波辐射异常征象的成因可能源自大气而非地热,临震前的大气压力增强是改则6.9级地震发生的诱触发因素,而长波辐射变化信息可作为表征大气诱触发地震动力的一个重要指征物理量.

一种基于地面气温的地表出射长波辐射的计算方案

研究了草地下垫面出射长波辐射Rlu和地面气温ta之间的关系,Rlu与ta之间具有很好的线性相关性,各个季节两者日平均值之间的线性相关系数普遍大于0.98,拟合曲线的回归标准差小于5.0W.m-2。并提出了基于地面气温的地表出射长波辐射的计算方案,并利用本站2004年9月-2005年8月一年期间的观测资料,对计算方案的可行性进行了论证。检验结果表明,各个季节Rlu计算结果的均方根误差和平均相对误差普遍小于5.5W.m-2和1.3%,计算值与观测值之间的一致性指数普遍大于0.95。该研究结果对于缺乏地表出射长波辐射观测资料的地区或缺损该资料的时段具有重要参考价值。

用FY-2C静止气象卫星资料计算射出长波辐射通量密度

介绍用FY-2C静止气象卫星资料估算射出长波辐射（OLR）的方法,包括FY-2C OLR反演模式的建立、由FY-2C窗区通道1、窗区通道2、水汽通道遥测数据计算OLR的详细步骤;给出了FY-2C OLR产品的精度：与相近时刻的NOAA卫星OLR产品相对比,两颗星OLR产品的等值线图基本完全一致,图上绝大部分偏差0-10 W/m,最大偏差20 W/m;并给出了FY-2C OLR产品的实例及其初步应用。

热带地区出射长波辐射的长程持续性研究

为了探索热带地区出射长波辐射(OLR)的内在变化规律,利用去趋势波动分析(DFA)方法,对整个热带地区(0~357.5°E,22.5°S^22.5°N)1979—2013年NOAA逐日的OLR资料进行分析。研究结果表明:整个热带地区的OLR存在幂律相关,其标度指数值主要集中在0.65~0.72之间,具有较好的长程相关性(或持续性)。西太平洋、刚果盆地和南美洲因对流发展旺盛,导致上空高云量偏大,OLR值主要取决于云顶温度和云量,而云本身变化较快,使得该地区OLR表现出较弱的长程持续性;中东太平洋、大西洋和撒哈拉沙漠地区上空高云量偏少,OLR值主要取决于海表或陆表的温度,而海表或陆表温度变化相对比较缓慢,使得该地区OLR表现出较强的长程持续性。此外,通过随机打乱逐日OLR时间序列去除趋势和相关性,进一步验证了热带地区OLR的长程持续性是由时间序列的分形特征造成的。

基于射出长波辐射数据的震前异常时空分析法

射出长波辐射(Outgoing Long-wave Radiation,OLR)是研究前兆异常的一个重要参数,OLR数据中含有重要的前兆信息.因此本文提出一种基于OLR数据的震前异常分析方法-时空分析法,并通过2008年5月12日的汶川地震,2011年3月11日的日本地震,以及2013年4月20日的芦山地震3个震例详细阐述该算法的分析方法及实验结果,探索OLR数据中隐藏的前兆信息.实验结果表明,OLR数据中存在着重要的前兆信息.在3个震例发生前3个月左右,震中区域及其周边区域异常值都出现明显增大趋势,并且周边区域的异常现象可能比震中区域更明显.此外,还发现3个震例发生前,研究区域的正北方向异常值曲线都出现了明显的波峰,这一发现对于后续研究具有启发性意义.这一规律是否具有普遍性,仍需进一步验证.

地震前后射出长波辐射信号的异常检测系统

为了更好地分析地震前后射出长波辐射异常变化情况与地震发生的联系,减小地震所带来的人员伤亡及财产损失,开发一个地震异常检测分析系统是十分必要的。本文基于数据挖掘及鞅理论异常识别的结合算法,开发了一个基于地震前后射出长波辐射信号的异常检测系统。该系统通过K-means聚类算法及概率模型对射出长波辐射数据进行特征提取,并对其中异常数据进行挖掘和识别,分析其在地震前后异常变化情况。实践结果表明,地震前后,射出长波辐射数据在时间及空间两个维度均会出现异常变化,采用该系统可以在一定程度上对地震的发生起到预测作用。

汶川8.0级大地震的长波辐射征象

文中分析了汶川8.0级地震发生前,卫星遥感射出长波辐射(OLR)信息场的中期(年)、短期(月)和临震(日)时空分布及变化特征。通过计算发现该地震震中区附近的OLR信息有异常增强的现象,这种现象可作为诊断强震蕴育地区的一种指征。

玉树7.1级地震热红外与长波辐射异常

应用中国静止气象卫星FY-2C/2E遥感亮温和长波辐射资料,通过小波变换和相对功率谱估计,分析2010年4月14日玉树MS7.1地震热红外与长波辐射异常特征.该地震热辐射异常明显且易于提取,总体特征为:1)震前约一个月出现,震后逐渐消散,至5月底完全消失;2)异常特征周期都为13天;3)最大幅度达到9倍以上;4)异常总体方向与该区域断层走向呈十字交叉型;5)震中位于异常出现-消失的过渡区域;6)对比亮温和长波辐射,长波辐射异常更接近于震中附近且相对集中,而亮温异常在时间方面的指示作用优于长波辐射.也研究了中国大陆3次7级以上地震热异常异同.

地球大气透过率及辐射率计算

文章介绍了一种比较简单实用的地球大气的光谱透过率和到达大气层顶的红外辐射率的计算模型，光谱波长从４μｍ到∞μｍ，吸收气体Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｏ３的吸收计算采用Ｅｌｓａｓｓｅｒ带模式及其经验参数，Ｈ２Ｏ的连续吸收公式是美国ＬＯＷＴＲＡＮ－６计算程序的水汽连续吸收经验公式．透过率的计算结果与ＬＯＷＴＲＡＮ计算结果相一致．以这种透过率简化模型为基础，建立了辐射传递正演计算模型，开发了相应软件，并用于卫星遥感射出长波辐射的资料处理中，取得了良好结果．

中国地区云对地气系统净辐射强迫的气候研究

本文利用地球辐射平衡试验（ERBE）和国际卫星云气候计划（ISCCP）提供的地气系统行星反射率、长波射出辐射（OLR）和云量资料,计算出中国地区年、月总云量对地气系统净辐射的强迫,分别讨论了其与总云量及地气系统晴天净辐射的关系。结果表明:地气系统净辐射云强迫与总云量有较好的抛物线关系。各月净辐射云强迫与地气系统晴天净辐射的曲线相关也很明显,如以曲线上净辐射云强迫为零时的晴天净辐射值代表各月曲线位置,则该值随天文辐射作规律性季节变化。地气系统净辐射云强迫的地理分布与总云量及地气晴天净辐射分布有关,其在各地的年变化则主要由天文因素及雨季进退决定。

云南及其邻近地区OLR场的气候特征

利用美国ＮＯＡＡ卫星观测的１５年２．５°×２．５°经纬度网格月平均射出长波辐射（ＯＬＲ）资料对云南及其邻近地区的辐射气候特征进行了分析，发现ＯＬＲ分布基本呈纬向型，冬季风期间呈北低南高，夏季风期间则相反。云南ＯＬＲ值大于青藏高原小于热带地区。云南ＯＬＲ变化与青藏高原反相，而与印度、孟加拉湾、中南半岛、南海地区同位相，但年较差最小。云南ＯＬＲ分布与降水有较好的对应关系。年均相关系数为－０．５９。

5—8月青藏高原OLR年际变化及其对中国气候变化的影响

使用1989—2008年NOAA/AVHR,R的OLR、中国753个台站的总云量、降水量和温度资料,采用合成分析和相关分析法,分析了5—8月青藏高原OLR的年际变化及其对中国气候变化的影响.结果表明:区域平均的青藏高原OLR在5—6月和9一11月分别达到两个峰值,而在7—8月却处于一个较低的谷值;区域平均的青藏高原5—6月和7—8月OLR距平的年际变化为1989—2002年以偏低为主(除了几个正值年),而2003—2008年以偏高为主(全部为正值年).当青藏高原5—6月OLR降低时,7—8月中国南方大陆地区总云量增多、降水量增加、温度下降,而中国北方和东南沿海地区总云量减少、降水量减少、温度上升.当青藏高原7—8月OLR降低时,7—8月中国西南地区总云量增多、降水量增加、温度下降.

热带OLR异常的遥相关结构及其季节变化

本文用单点相关研究了1月和7月热带OLR异常的遥相关结构及其季节变化。结果表明，热带纬带（15°N-15°S）遥相关型具有纬向偶极结构和准驻波性。1月遥相关具有热带波数2的结构，它反映了东非（赤道中太平洋）和南美（热带西太平洋）之间的非绝热加热异常存在翘翘板（Seesaw）关系；7月遥相关呈热带1波型，它同全球最强的行星尺度热源异常的东西振荡相联系。遥相关型对季节变化的敏感性主要表现为全球热带纬带几个热源（汇）区强度变化和纬向位移，以及东非的遥相关在6－9月符号变异，并由此引起遥相关型从冬到夏从波数2向波数1的转换。这同热带太平洋海气相互作用和南亚夏季风活动有关。

FY-2D静止气象卫星OLR反演模式

介绍FY-2D卫星OLR反演模式的建立过程以及模式与NOAA卫星OLR反演模式的相互对比,包括:地球大气红外辐射传输方程,全球3812条大气廓线的大气顶射出辐射率、射出长波辐射通量密度的模拟计算,3812条廓线FY-2D窗区通道1、2、水汽通道的通道辐射率模拟计算,通道辐射率的临边变暗订正关系式的确立、3个通道波段的窄波段辐射通量密度的模拟计算。通过3812条廓线的窄波段辐射通量密度与OLR的X-Y坐标散点图,建立OLR回归关系式;并通过NOAA-17 AVHRR通道5 OLR反演模式与FY-2D窗区通道2 OLR反演模式形式的互比,得出两星的OLR反演模式接近,给出2007年2~4月OLR产品个例和产品精度分析。

改进的FY-3B/VIRR OLR反演模式及其应用效果

FY-3B卫星VIRR仪器的向外长波辐射(outgoing long-wave radiation,OLR)产品处理采用与NOAA/AVHRR相同的算法模型,即用窗区通道亮温-通量等效亮度温度的回归关系式计算OLR,但两星的OLR业务产品与目前国际质量最好的云和地球辐射能量系统(cloud and earth’s radiant energy system,CERES)仪器观测OLR产品相比,存在约10 W·m^(-2)的系统负偏差。FY-3B的原因在于OLR反演模式建立过程中红外辐射传输计算软件的精度不够。鉴于此,本文采用美国21世纪开发的逐线辐射传输模型计算软件(LBLRTM),模拟计算了全球2521条大气廓线的大气顶辐射率光谱,在此基础上计算了每条廓线的OLR和FY-3B/VIRR窗区通道亮温,应用最小二乘法统计回归模拟数据,重新建立了由FY-3B/VIRR窗区通道亮温计算OLR的回归关系式及系数。模式应用于FY-3BL1级数据,处理2016年1,3,7和10月的FY-3B逐日全球OLR资料,该资料与AQUA-TERRA卫星的CERES仪器OLR观测产品相比,得到日平均OLR:RMSE=9~15 W·m^(-2),R=0.9834,Bias=-0.3W·m^(-2);月平均OLR:RMSE=4~7W·m^(-2),R=0.9915,Bias=-0.3W·m^(-2),表明改进的模式能处理出无系统偏差的、精度基本与CERES观测相当的OLR产品,尽管单通道反演算法有着固有的模式回归误差。

基于OLR的热带气旋移向预报方法研究

运用GMS-5气象卫星的OLR资料,研究了2001～2002年6月10日～8月10日西北太平洋上15个热带气旋的移动方向。选取多个OLR特征值因子及热带气旋中心最低海平面气压,结合《热带气旋年鉴》资料,采用统计回归的方法,得到热带气旋未来6、12、24小时移向的客观预报算式,其结果与年鉴中移向之间的复相关系数分别达到0.954、0.945、0.914。用预留的2001年6号台风作检验,结果很好。该方法可在日常的业务预报中试用,有助于提高热带气旋移向的预报水平,尤其是对移向突变的热带气旋具有较强的预报能力。