用一维变分法校正卫星资料反演地球大气湿度场的试验研究

本文采用一维变分法,并将MM5模式的相对湿度6小时预报作为背景信息,对1998年6～7月两种卫星反演地球大气相对湿度资料进行偏差校正试验,以提高其精度.这两种反演资料分别是用统计反演法反演GMS-5静止气象卫星多通道遥感信息得到的GMS反演地球大气湿度,和用同步物理反演法反演NOAA-14极轨卫星的TOVS晴空测值所得的TOVS反演湿度.校正试验结果表明,一维变分法能有效减小两种卫星反演湿度相对于匹配的NCEP/DOE再分析相对湿度的平均偏差和均方根偏差:850～300 hPa GMS反演湿度的绝对平均偏差下降了0.59%～2.87%;各层GMS反演湿度的均方根偏差的减少量为3.26%～7.49%,其中925～400 hPa从11%～14%降为6%～9%,300～200 hPa从20%～24%降为13%～18%;500～300 hPa TOVS反演湿度的绝对平均偏差从7%～13%降至1%～5%;各层TOVS反演湿度的均方根偏差减少了12.61%～15.1%,其中1000～500 hPa从21%～24%降至8%～10%,400～300 hPa从25%～29%降至11%～14%.校正分别使925～400 hPa GMS反演湿度和1000～500 hPa TOVS反演湿度的均方根偏差降至10%以下,达到了WMO对卫星资料反演地球大气湿度垂直分布的可用精度要求.

卫星云图反演资料质量控制方案在暴雨模拟中的对比研究

本文以2003年7月9～10日发生在江淮流域的暴雨过程为例,应用FY-2B卫星红外云图灰度资料,利用统计回归的反演方法求出高分辨率的温度和湿度的反演场用于改进预报的初始场.设计和对比了几种质量控制方案,再将控制后的反演场与常规资料进行同化,最后用MM5模式进行了模拟对比试验.结果表明:在模式的初始场中引入卫星云图反演场能反映出更为细致的中尺度结构,有效地增强了对降水有重要影响的高湿区;锋生函数质量控制方案改善模式的初始场,从而改善了MM5模式降水预报的落区和强度,提高了降水预报准确性及Ts评分.

用一维变分方法对卫星反演湿度资料进行质量控制

本文采用一维变分（1D—Var）方法对卫星反演相对湿度资料进行质量控制试验。结果表明，卫星反演相对湿度在质量控制后，其500hPa及以上等压层的绝对平均误差有所减小，其中400hPa层减少最明显，同时绝大部分层次的均方根误差减小。1D—Var质量控制能改善中高层干区偏湿和低层湿区偏干的卫星反演相对湿度。

气象卫星观测资料的分析在城市区域气象环境研究中的应用

目前 ,我国气象部门相当普遍地拥有气象卫星观测资料 ,但是 ,这些资料如何在城市气象服务以及为城市建设规划等方面的决策研究中发挥作用 ,急待进一步研究并开展工作。本文试图通过合理的反演处理 ,给出卫星观测对地面温度的测量结果 ,由此可比较细致地分析了解地面热状况及其与土地利用类型 ,地面覆盖性质等的关系。本文利用有限的 NOAA- AVHRR气象卫星遥感资料 ,采用修正的 Ulivieri分裂窗方法反演出同期的地表温度场 ,通过对北京地区的卫星观测资料进行算例分析 ,揭示出一个 2 0 0 km× 2 0 0 km范围内的地面温度分布特征。反演结果可以明显地揭示出城市热岛现象的变化规律 。

用神舟三号中分辨率成像光谱仪数据反演大气水汽

2002年3月中国神舟三号飞船发射成功,所携带的中分辨率成像光谱仪获取了一批940nm波段的遥感数据。本文用其中的部分资料做了反演水汽的试验,给出一些结果和分析。

飓风Edouard(2014)暖心结构的多资料对比分析

采用NASA HS3飞机下投式探空仪资料、ERA-Interim再分析资料、FNL再分析资料,和NPP ATMS卫星反演资料获得的飓风Edouard(2014)的数据,分别计算飓风中心附近的温度距平。再用所得值分别绘制飓风中心多种结构图。将4种数据同种图样对比,分析飓风Edouard(2014)暖心结构,对比各种资料。得出结论:在热带气旋暖心结构的研究中,飞机下投式探空仪采样机会受到诸多限制。ERA-Interim再分析资料可估算暖心面积;FNL再分析资料可确定暖心经纬度位置、最大温度距平所在高度和各层暖心偏移程度;NPP ATMS卫星观测资料能提供更多观测信息用于资料同化,便于对暖心结构进行精细化分析。

科研成果与思政元素融入课堂教学探讨——以数学反问题应用为例

大学数学作为一门基础学科,理论性强,应用性也强。学生因为不了解数学知识如何应用于实际案例,故往往失去学习的兴趣和动力。在科技日新月异应用型驱动的背景下,对教师的数学课堂教学提出了新的挑战。本文以“数学反问题应用”为例,采用研究型教学方法将风云气象卫星反演降水的科研成果融入课堂教学。在加深学生对知识理解的基础上,形成知识实际案例应用的直观印象。透过现象看本质,以激发学生学习的兴趣和创新意识。进一步引入“科学家精神”的课程思政元素,增加学生爱国情怀,树立为我国科学事业做贡献的理想信念。

卫星反演太阳紫外辐射数据产品在东疆黑戈壁区域的适用性验证

论文利用2017年东疆哈密地区红柳河黑戈壁地面高精度紫外辐射实测数据与美国NASA Langely研究中心大气科学数据中心提供的CERESSYN1 degEd4A产品数据,对卫星反演的紫外辐射A、B波段(UVA和UVB)数据在该地区的适用性进行了对比验证。结果表明:①在日尺度上,该地区地面实测紫外辐射UVA和UVB与卫星反演数据之间的相关系数达0.9以上,其中在全天空情况下UVA平均偏差为1.15 W·m-2、UVB平均偏差为0.03W·m-2,晴天条件下UVA和UVB的平均偏差分别为0.93 W·m-2和0.03 W·m-2;②在季节尺度上,实测和卫星反演UVA和UVB的偏差夏季最大,分别为2.04 W·m-2和0.05 W·m-2,春冬两季次之,秋季最小;③红柳河地区在春夏两季受到气溶胶光学厚度(AOD)影响较大,呈现显著负相关;④云量越大,紫外辐射削弱程度越大,在多云条件下地面实测与卫星反演UVA与UVB偏差最大,分别为1.73 W·m-2和0.05 W·m-2。