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。

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。

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。

2020年1月新疆伽师序列地震OLR变化跟踪

基于对2020年1月新疆伽师地区3次地震的年、月预测结果,计算震中在2019年12月13日~2020年2月3日时间范围内的潮汐变化,并以引潮力周期为时间背景指示,利用NOAA提供的中国大陆范围夜间射出长波辐射(OLR)遥感辐射数据资料,分析17°N~55°N、72°E~135°E的空间范围内长波辐射连续日增量分布变化。结果显示:在潮汐连续4个低谷—高峰—低谷的周期变化中,地震发生在潮汐的高峰时段,并且其所在潮汐周期也是整个中国大陆地区唯一的长波辐射增强区域。辐射增强与潮汐同步,辐射时空演化经历微增强—增强—微衰减—增强—平静的过程,与岩石受力应变-破裂所经历的微破裂—破裂—闭锁—加速破裂—破裂的过程中,各阶段向外红外辐射演化特征吻合。表明引潮力在本次地震中改变了构造内部地应力累积—失衡过程,具有触诱发地震的作用,而OLR变化反映了本次地震地应力的变化过程,也说明在地震预测实践中,多时间尺度综合分析遥感辐射和引潮力变化,将有助于地震预测能力的提高。

基于高分辨率OLR资料的青藏高原和南亚地区夏季对流日变化特征

利用2004-2017年静止气象卫星Kalpana-1的高分辨率(空间分辨率0.25°×0.25°,时间分辨3 h一次,每天8个时次)射出长波辐射(Outgoing Longwave Radiation,OLR)资料,分析了青藏高原和南亚地区夏季对流的日变化特征,并结合ERA-Interim分析资料和中国常规降水观测资料对2006年和2007年的对流活动异常、垂直速度异常、降水异常三者的联系进行研究。结果表明:(1)青藏高原和南亚地区夏季6-9月有非常明显的对流活动,其中在对流活动最强的盛夏7-8月,青藏高原中部和东南部、印度半岛东北部、孟加拉湾到中南半岛都有大范围的强对流区,强度最强的对流区OLR平均最小值低于190 W·m^(-2)。(2)青藏高原和南亚地区对流活动日变化特征明显。其中青藏高原中南部、青藏高原东南部、印度半岛东北部和中南半岛南部地区都在09:00(世界时,下同)左右开始出现OLR低于210 W·m^(-2)的强对流区,在12:00左右对流活动强度达到最强,对流活动均可持续到次日凌晨。孟加拉湾东海岸全天都有明显的对流活动,在09:00和21:00的2个时次达到最强。对比青藏高原、南亚和孟加拉湾地区,青藏高原中南部地区的对流日变化最为显著,陆地区域对流日变化是一个周期,而孟加拉湾东岸地区的日变化有两个周期。(3)对比分析2006年和2007年7-8月青藏高原地区和中国西南地区的OLR异常变化与垂直速度和降水异常可以发现,高分辨率的OLR负(正)距平表示的异常强(弱)对流与异常上升(下沉)运动及异常多(少)的降水三者之间密切相关,可以用来表征青藏高原地区对流活动的变化特征,以弥补其观测资料的不足。

OLR与西太平洋副热带高压位置的相关分析

选取NOAA极轨气象卫星AVHRR仪器的红外通道5观测数据处理得到的OLR资料，利用相关分析、合成分析等方法，对海洋性大陆（10°s-20°N，90°E-150°E）的OLR和西太平洋副高位置关系进行分析。通过对OLR与西太平洋副高特征量相关性分析、1979-2008年30年7月OLR分析、西太平洋副热带高压的特征量分析、西太平洋副高特征量与OLR显著相关区的OLR年际变化分析，结果表明：菲律宾群岛以东洋面的OLR变化对西太平洋副高的位置有重要影响。该区域OLR变化与西太平洋副高的位置呈负相关，OLR有负（正）异常时，其以北的西太平洋副高将北（南）移。

利用NOAA—AVHRR资料计算青海省的OLR

本文介绍了利用NOAA—AVHRR IB数据集计算青海高原的地气系统射出长波辐射(OLR)的方法及其结果,并对计算结果进行了分析。分析表明青海的西北部地区和东南部地区分别为OLR高值区和低值区。

2009年夏季西太平洋副热带高压北抬原因初探

利用数值模式再分析数据和常规观测资料,分析研究2009年6 8月西太平洋副热带高压(以下简称副高)连续5次北抬至偏北位置,且异常稳定维持,造成江淮流域于旱少雨(空梅)之缘由。通过合成、相关等分析方法探讨西风带、副热带、热带主要大气环流系统之间的相互影响和作用,并利用全型涡度方程探讨剐高北抬和强度维持的主要机制。结果表明:(1)西风带波动的传播与副高变化关系密切,西太平洋副高的北抬过程起始于中段副高(140°～160°E)强度加强;(2)副高北抬之前孟加拉湾东部有明显的对流活动,对于副高的北抬和加强有一定的指示意义,而副高南侧的对流活动与副高北抬之间是一种伴随关系;(3)涡度场变化分析可知,副高北抬的关键因素是中高纬度槽脊变化引起的东亚沿海负涡度的增加。

NOAA18/AVHRR与FY-3A/VIRR的OLR产品一致性和差异性分析

卫星的射出长波辐射OLR(Outgoing Long-wave Radiation)数据具有不同程度的误差。为满足业务和科研工作的需要,对国产卫星FY-3 A/VIRR的OLR产品与其他同类卫星产品进行一致性和差异性分析是非常必要的。采用风云三号A星(FY-3A)扫描辐射计(VIRR)的OLR日平均产品作为被检验数据,美国大气海洋局NOAA18卫星上搭载的甚高分辨率扫描辐射计(AVHRR)OLR日平均产品作为检验源数据,使用相关系数、平均偏差、均方根误差、相对误差等检验方法,对两种产品进行一致性和差异性分析。结果表明,两种OLR资料大部分相关系数较大,平均偏差、均方根误差和相对误差较小,个别资料相关系数较小,平均偏差、均方根误差和相对误差较大。如2010年4月23日、7月13日和10月13日,相关系数、平均偏差、均方根误差、相对误差分别为(0.63,7 Wm-2,31 Wm-2,0.12)、(0.5,-5 Wm-2,45 Wm-2,0.125)和(0.3,-200 Wm-2,225 Wm-2,0.85)。这些偏差主要发生在高山和海洋地区,并且暖季相对冷季偏差较大,可能是由于高山、海洋地区和暖季较强的对流活动造成两种资料的对比结果存在一定的差异;此外,由于FY-3A为上午星,NOAA18为下午星,过境时间存在一定的差异,也给二者的对比结果带来一定的差异。