综合应用探空、雷达回波、卫星云图资料估算短时降水量的一种方法

本文提出了一种用常规探空资料、雷达高扫回波资料,推算卫星云图上降水云区对应云顶温度范围的方法,并对[1]中用数字化卫星云图资料估算0—6小时降水量的方法作了改进。实际应用证明,改进后的预报方法大大降低了短时大到暴雨预报的空报率,具有较好的实用价值。     

美国卫星SMS/GOES系列发射情况一览表

1.SMS地球同步气象卫星,SMS-1、2都是GOES的原型卫星; GOES地球静止业务环境卫星,音译“戈斯”。 2.表中所列每颗卫星都装有下列仪器、设备: 可见光和红外自旋扫描辐射仪(VISSR)用0.55-0.70微米和10.5-12.6微米两个通道分别获取白天可见光云图和昼夜红外云图。资料收集系统(DCS)用来收集和转发边远地区的各种固定平台和移动平台所获取的环境资料。空间环境监测仪(SEM)用来监测太阳活动和地球磁场强度,它包括一台磁强计,一台太阳X射线监测器,一台高能粒子     

GMS卫星展宽云图数据信号及其分离

我国的卫星地面站,最初是收日本地球同步卫星GMS上的HR—FAX(高分辨)和LR-FAX(低分辨)模拟图像信号。这两种信号是由GMS上的VISSR(即可见光红外自旋扫描辐射仪)每隔3小时作一次观测,并由日本卫星中心处理后生成的。这有两个缺点:1.地面站只能得到模拟云图,不能提取用户需要的气象要素,不能进行自己需要的数字处理;2.观测     

应用地球静止卫星资料估计热带气旋降水量的方法

一、引言本文介绍用地球静止业务环境卫星(GOES)资料,估计飓风和热带气旋降水的一种方法。Scofield和 Oliver(1977,1980)曾提出对流性天气系统产生洪水的一种降水量估计的方法。Scofield 和 Oliver 的方法是利用每半小时一张的 GOES 可见光和红外云图进行手工处理的方法。美国国家环境卫星局天气分析科自1978年开始,一直将 Scofield/Oliver 方法用于业务。每半小时一次的降水量估计结果送到相应的国家天气局预报室,用于监视强降水情况和发布洪水警报。1978年开始 Scofield/Oliver 对流方法已经用于飓风和热带气旋的业务预报中。这种方法已被证明,对于发展的对流性冷云顶降水是很准确的。而对流降水方法对于预报暖云顶雨带产生的降水量,以及中心密蔽云区中的降水分布是很不准确的。     

卫星云图亮度分析

文内第一部份提出一个设备,可以分析卫星云图的亮度。第二部份对红外和可见光云图上的亮度与雨区分布的关系作了个例分析。一、亮度分析设备及使用在用扫描辐射仪测量的每张卫星云图上,包括红外和可见光照片,都附有由黑色到白色的温度标尺或亮度标尺,以帮助判断灰或者白的程度。但是用肉眼判断时不易一致,各人看的结果也有差别。     

用增强显示红外云图测梅雨锋强降水的探讨

用卫星云图估计降水,可以弥补地面雨量计和雷达测雨之不足,是测量降水的可行的方法之一。它可以估计连续性降水,还可以进行强对流降水的定量估计,在农业和水文等方面具有很大的实际应用价值。本文用增强红外云图对梅雨锋上的中尺度(或中间尺度)对流云团云顶各灰阶数及其面积与相应覆盖区的地面降水量之间的关系进行了统计分析,提出了定量估计梅雨锋强降水的模式 其中P_n为每小时降水量,n为灰阶数,S_ n为灰阶面积,a_0、a_1、a_2是用最小二乘法求     

用卫星和雷达资料进行大范围降水估计

利用日本 GMS 卫星的展宽数字云图资料(Stretched Visible and Infrared Spin Scan Radiome-ter)和中国气象科学研究院的 Doppler 雷达资料,综合卫星和雷达资料进行大范围降水估计的研究。首先把卫星和雷达资料从各自的坐标系中变换到公共坐标系——双标准纬线(30°N 和60°N)Lambert 投影坐标系中,以雷达资料作为判断降水的标准,统计得到降水概率与红外亮度温度及可见光反照率的相关矩阵。然后再把这一相关矩阵应用到一定的卫星探测的大范围中,得出降水区域分布的估计结果。用该方法对1989年7月23日和8月16日两个个例进行了估计计算。     

青海省东部地区云特征参量与降水相关性分析

利用青海省东部地区2018年7—9月、2019年4—9月、2020年4—7月FY-2G卫星反演的云特征参量及地面小时降水数据,分析了云顶高度、云顶温度、云光学厚度和云粒子有效半径4种云特征参量对降水频率及降水强度的指示性。结果表明:(1)单云特征参量中,云光学厚度对降水频率指示性最强。中雨、大雨频率分别随云顶温度下降、云顶高度及云光学厚度增加呈明显增加趋势,而小雨频率随之呈减小趋势。(2)双云特征参量(云光学厚度和云顶温度)对降水频率指示性优于单云特征参量,降水频率随云光学厚度增加及云顶温度下降而增大。当云光学厚度为21~30且云顶温度大于0℃时,小雨频率最大。云光学厚度大于40且云顶温度为-45~-31℃时,中雨频率最大。云光学厚度大于40且云顶温度小于-45℃时,大雨频率最大。(3)三云特征参量(云顶温度、云光学厚度和云粒子有效半径)对降水频率指示性优于单云特征参量,但比双云特征参量降水频率指示性弱。     

用红外云图估测小区域雨强及其在短时预报中的应用

在吸收国内外对卫星估测降水的经验和方法的基础上,利用深圳自动气象站网观测资料,对卫星云图资料进行分析、对比、反演,得到小区域红外云图对流云云顶亮温与降水强度的统计关系,建立了一个利用红外云图云顶亮温,结合空气水汽含量,云顶亮温的变化进行自动短量估测小区域对流云团降雨强度的方法;利用这种方法对深圳本地的短时强降雨的估测取得较好的效果。并在此基础上,运用云团移动外推的办法预测未来小区域云顶亮温的变化,     

卫星面降水估计人工神经网络方法

介绍了人工神经网络原理和卫星云图估计降水的原理.从GMS红外卫星云图资料中抽取12个降水云图特征量,构造了网络结构为12-98-7的降水估计人工神经网络模型,并用1993年的小时地面雨量资料和GMS数字云图资料对神经网络模型进行训练,用1992和1994年资料对该神经网络模型分别进行测试.在日面降水估计试验中,地面雨量计值和卫星估计降水之间的相关系数分别为0.94和0.97,相对误差分别为41%和32%.     

利用卫星云图对中苏边境日降水量的估算

引言本文介绍运用卫星云图资料对中国和苏联上空秋末到初春的降水量的估算方法,所用的资料是诺阿-4号卫星的两种云图。一种是在上午9时左右(当地时间—下同)和下午8时左右分别拍摄的红外云图;另一种是上午9时拍摄的可见光云图。两种云图的分辨率都是2.5公里。做法分三步:(一)在相隔约12个小时拍摄的两张红外云图上划出降水云区的范围;(二)运用专门制作     

华北云特征参数与降水相关性的研究

利用河北省、河南省和山西省2013—2014年的每日10—15时逐时FY2E卫星反演得到的云结构特征参数和地面小时降水,统计分析了云顶高度、云顶温度、云光学厚度和云粒子有效半径等4类云结构特征参数与地面降水的关系。主要结论有:随着云光学厚度的增加,降水概率呈增加趋势。云光学厚度比其他云参数对降水更具有指示意义,当云光学厚度大于20时,降水概率显著增大。双参数、多参数组合下,对地面是否出现降水的判断和识别要优于单个云参数的判别结果。4类云参数中,云光学厚度与降水强度呈正相关关系,对降水强度的影响最为显著;云顶温度和云顶高度对降水强度的影响次之;云粒子有效半径与降水强度的关系不明显。地面降水时,当云光学厚度小于20或云光学厚度介于21—30、云顶温度大于-15℃时,出现小雨的概率最大;当云光学厚度介于21—30、云顶温度小于-15℃或云光学厚度大于30、云顶温度大于-30℃时,出现中雨的概率最大;当云光学厚度大于30、云顶温度小于-30℃时,出现大雨或暴雨的可能性最大。云光学厚度、云顶温度、云顶高度和云粒子有效半径等云结构特征参数组合使用,对判断降水概率和降水强度具有较好的指示作用。     

GMS-5四通道云图的自动分类及其在定量降水估算中的应用

根据日本地球静止气象卫星（ＧＭＳ－５）云图的新特点,运用动态分类方法对ＧＭＳ－５四通道卫星云图进行分类,得到各种云类及地表。并由分类结果,根据一维云模式得到的对流云对流核心云顶温度与降水之间的关系,对层云和对流云做定量降水估算。并用１９９５年８月３１日的云图资料进行对流云和层云的降水估计试验,将估算出的降水率和降水面积与地面１ｈ的观测降水资料进行比较,结果表明：假如设置４０％为降水的允许误差,那么     

利用卫星云图作安顺地区短期强降水预报

用１９９４年影响安顺地区的几次强降水天气过程，对照卫星云图进行了分析，总结出３种不同类型的云系特征，探讨了云顶温度与降水的关系，并举例说明了使用方法，对在实际业务工作中的判断云与降水的关系有一定的作用。     

利用卫星云图估算焦作市4-9月12h降水

利用2004-2006年FY-2C卫星云图资料,统计了云顶亮温与焦作市降水量的关系;并根据相邻两张云图中云顶低亮温中心移动的距离和时间,确定云的移速。在此基础上,建立了层状云和积状云降水估算方程。经对2005-2006年估算结果统计,层状云有无降水预报准确率为80%;对4次积状云降水的估算结果为1次漏报、1次降水量级误差较大、2次预报正确,准确率达50%。     

1998年6月8～9日香港特大暴雨中尺度对流系统分析

利用卫星和多普勒雷达的高时空分辨率观测资料,对1998年6月8～9日香港暴雨过程中的中尺度对流系统进行分析,表明:(1)此次暴雨是冷锋前暖区的对流性降水,期间有3次强降水过程,每次维持时间2～5小时,中尺度对流系统是造成强降水的主要系统.(2)雷达回波强度与卫星云图对比发现,强回波区全位于云顶温度≤-32℃的云团内,但具体分布有两种情况:一种强回波区位于通常所说的发展强盛的α中尺度云团的边缘TBB等值线密集区,一种如尺度较小的线状强回波则位于两个β中尺度云团(云顶温度≤-52℃)之间.这利用常规观测资料是无法识别的.(3)分析单多普勒雷达反演的水平风场发现:大尺度的环境风场中,存在β中尺度系统的独立流场;中尺度云团内部的流场辐合与强回波带相对应.     

利用卫星云图估算焦作市4-9月12h降水

利用2004-2006年FY-2C卫星云图资料,统计了云顶亮温与焦作市降水量的关系;并根据相邻两张云图中云顶低亮温中心移动的距离和时间,确定云的移速.在此基础上,建立了层状云和积状云降水估算方程.经对2005-2006年估算结果统计,层状云有无降水预报准确率为80%;对4次积状云降水的估算结果为1次漏报、1次降水量级误差较大、2次预报正确,准确率达50%.     

红外分层增强云图的温度标定及使用方法的探讨

增强卫星云图的问世,提供了卫星云图分析由定性向定量化发展的有用资料。本文讨论了GMS红外分层增强云图的增强方法、温度标定和使用方法,给出了这种云图的灰度级次与降水量的关系,以及根据这种云图推算云区面积、云顶温度梯度和定量估计降水量的方法     

用云团强中心附近最大亮温梯度区判别强降水

用1996～2001年5～7月GMS红外云图资料,分析了GMS红外云图云顶温度与对应的地面雨量站的1 h雨量的关系,结果表明云团降水最强的区域既不是出现在云顶温度最低的区域,也不是出现在云顶温度梯度最大的区域,而是出现在云团强中心附近的云顶最大温度梯度区移动方向大约4个像素的地方.同时采用回归分析方法统计了云团最强降水与最低云顶亮温和发展率等因子的关系,然后根据云团强中心附近的最大亮温梯度区的移动来估计云团未来1 h强降水可能的强度与落区.     

GMS-5四通道云图的自动分类及其在定量降水估算中的应用

根据日本地球静止气象卫星（GMS-5）云图的新特点,运用动态分类方法对GMS-5四通道卫星云图进行分类,得到各种云类及地表。并由分类结果,根据一维云模式得到的对流云对流核心云顶温度与降水之间的关系,对层云和对流云做定量降水估算。并用1995年8月31日的云图资料进行对流云和层云的降水估计试验,将估算出的降水率和降水面积与地面1 h的观测降水资料进行比较,结果表明：假如设置40%为降水的允许误差,那么降水估计的准确覆盖率将达到70%。能在业务应用中推广,并且该方法可以应用到即将发射的风云2号气象卫星资料处理