TOVS资料实时显示系统的业务化

通过对TOVS资料的初步分析、图形输出及误差分析等研究工作，最终目的是将TOVS资料应用于天气预报业务，本文介绍业务化的TOVS资料实时显示系统。     

晴空时大气红外遥感及其反演问题研究 II. 反演试验研究

前文给出了卫星红外观测资料的反演处理方法，并对方法作了理论上的分析，在本文中，我们将此方法应用到TOVS、GOES-8实际资料及AIRS模拟观测资料处理中并重点对TOVS资料进行试验。在反演中，我们将大气温度廓线和水汽混合比（lnq）廓线用各自的经验正交函数（EOF）表示以提高反演的稳定性并缩短计算时间，同时采用一种过滤操作以加速迭代的收敛速度。除了用本文提出的方法对TOVS资料进行处理外，还用国际TOVS处理软件包（ITPP-4.0）对同样的资料进行反演。试验表明，本文方法的反演结果优于ITPP的结果。AIRS模拟反演结果表明，高分辨率红外垂直探测器的遥感精度能够达到温度1 K、水汽10%。     

应用TOVS资料变分分析技术增加青藏高原地区摸式初始场信息

首次在测站稀少的高原地区引入经变分技术处理的 TOVS卫星资料 ,通过动力诊断探讨了解决高原地区测站少、数值预报模式初始场信息误差大的技术关键问题 ,提出了采用TOVS反演资料在高原地区增加模式初始场信息的构思 ,并应用变分法处理 TOVS反演资料 ,显著地提高了高原初始场信息的可靠性 ;并从动力诊断分析角度 ,进一步证实了 TOVS反演资料的应用有利于提高高原动力系统特征的描述能力 ,并显著改善水汽输送通道分布及其层结稳定度等有关初始场信息的客观性     

TOVS资料的变分处理方法在青藏高原地区的数值试验

首次在测站稀少的高原地区引入经变分技术处理的TOVS资料,使用MM5数值模式对高原地区降水数值预报难点进行了研究。探讨了解决高原地区测站少、数值预报模式初始场信息误差大的技术关键问题,提出了采用TOVS资料在高原地区增加初始场信息的构思。数值试验结果表明,应用变分法处理后的TOVS资料,可显著地提高高原初始场信息的可靠性。考虑夏季高原地区是对流多发区特点,本文采用非静力MM5模式,并在模式初始场中增加了TOVS资料,弥补了测站稀少的高原地区使用非静力模式的不足之处。研究结果表明,本文采用的TOVS资料技术方案可能是高原区域数值模式降水预报的有效途径,并为开拓卫星资料的应用领域提供了技术思路与理论分析依据。     

第五次国际TOVS研讨会概况

第五次国际TOVS研讨会(ITSC-V)于1989年7月24～28日在法国的图卢兹召开,70名代表出席了会议.国际TOVS(ITOVS)工作组作为国际辐射委员会(IRC)的一个小组负责召集TOVS用户比较温度和湿度反演方法及其结果,讨论近来的进展,协调未来的活动,以及向WMO提出建议.这里报道的是这次会议的概况,其中包括会议日程、结论及建议等.     

TOVS卫星反演资料变分分析的试验研究与应用

为弥补海洋、高原等地带常规资料的不足,分析使用非常规卫星资料得到越来越多的重视,其中TOVS资料的精度及与常规资料的误差减少的研究尤为重要。本文采用变分分析技术对TOVS卫星反演资料进行同化分析研究,结果表明,变分结果分析场能充分体现常规与非常规资料的优势,使得天气系统能得到更精确的表示。     

南极春季臭氧的TOVS反演及其与BREWER观测的比较

通过改进臭氧的统计反演算法，从NOAA卫星的TOVS资料中提取了1993年南极臭氧洞期间中山站上空大气臭氧含量的资料。本文的结果与NOAA的TOVS臭氧产品以及中山站的Brewer观测进行了比较。尽管3种资料对在臭氧洞期间臭氧含量的显著减少这一特征上相当一致，但此项结果相对于Brewer观测，其均方根误差29 DU，优于NOAA的业务反演产品。此外，还初步讨论了这两种反演的误差特征。     

泰罗斯-N气象卫星的产品

泰罗斯-N气象卫星上主要探测仪器——改进的甚高分辨率辐射仪(AVHRR)和泰罗斯业务垂直探测器(TOVS)的资料,经美国国家海洋大气局(NOAA)中央计算机(IBM 360/195)系统处理后,输出的业务产品分为三类: 一、定量产品:(1)大气垂直探测资料;(2)洋面温度;(3)热量收支资料. 二、判读产品:(1)冰分布情况分析;(2)融雪和融冰;(3)近海水面温度. 三、图象产品:(1)极地立体地图投影镶拼图;(2)麦卡托地图投影镶拼图;(3)逐条轨道网格云     

参加第16次国际TOVS工作组研讨会（ITSC16）总结

2008年5月7～15日,国家卫星气象中心研究所马刚和陆其峰参加了在巴西AngradosReis举行的第16次国际TOVS工作组研讨会（ITSC16）。从北京出发,经法兰克福、圣保罗两次转机后抵达里约热内卢,又经180km公路行程,抵达ITSC16会议地点AngradosReis。     

卫星遥感资料的定量批处理

气象卫星是众多遥感卫星中的一种,其实际应用范围远远不仅在气象方面。特别是我国的“风云一号”和美国TIROS—N/NOAA系列等极轨气象卫星,因其覆盖周期短,星上传感器可以接收多波段(如表1)图像,还设有TOVS垂直探测器,成为目前适合动态和实时监测的主要遥感卫星。1991年初,我所自国家卫星气象中心引进一套极轨气象卫星资料处理系统,可以接收、处理FY—1和NOAA卫星资料。该系统包括资料入口、预处理、资料处理、产品输出、存档、系统管理等一系列完整的功能。特别是丰富的定量处理结合真彩色图像处理,在地表特征的判识和监测方面发挥了重要作用。由于极轨气象卫星覆盖频次高,扫描范围广(横向扫描范围约为2800km,地面站     

利用TOVS资料计算我国东南地区的太阳直接辐射和散射辐射

根据多次散射理论--离散纵标法，将极轨卫星产品资料（TOVS资料）作为初始资料，利用中分辨率大气传输模式MODTRAN3分别计算出晴空和有云情况下5个层次的观测波段的太阳直接辐射和散射辐射，与国家一级探空探测的大气温、湿廓线计算出的辐射值进行比较。发现晴空状况下基本一致，有云时存在一定误差，表明由卫星的TOVS资料估算我国东部地区的晴空辐射资料，可以弥补我国辐射资料的不足。     

大气廓线统计反演方法的改进

目前,在由TOVS资料反演大气温度和水汽廓线的业务处理中,使用统计方法。本文探讨了改进现行统计反演方法的途径,并通过数值模拟试验证明,改进的方法与现业务方法相比,反演精度可以有相当犬的改进。     

TOVS资料在降水分析预报中的应用

利用两年多的夏季TOVS部分反演产品分析了黑龙江省降水，认为它反映小范围阵性降水的能力比较强，而对区域性强降水的反映能力弱一些，并初步探讨了出现实种情况的成因。     

南极中山站天气气候和环境概述

1中山气象站 南极中山气象站建于1989年,海拔高度14．9m,是我国在南极开展气象考察的重要站点之一,目前已初具规模,地面观测系统、发报和通讯系统基本实现了遥测和自动化,每天通过澳大利亚戴维斯站将气象资料传人世界天气监视网。气象站利用气象资料无线短波接收系统,接收南极地区的天气图、气象报以及站区附近地区冰情图、NOAA卫星的AVHRR与TOVS数字及图像资料,为站区天气预报和海冰冰情分析提供现场图像和资料服务。     

人工神经网络西太平洋副热带高压预报业务系统

本文应用常规500hpa资料,结合具有较稠密、高分辨的“TOVS”资料（卫星信息资料）,分析、归纳了西太平洋副热带高压大幅度北移、南蓝（120°E脊线）的经验规则,在此基础上选择了具有最优下降因子的BP算法。在人工神经网络的结构方面设计了神经网络的前处理功能,将众多的单因子经基于专家系统的前处理模块,归纳的规则,作为网络的输入端,经网络学习、训练、迭代获得了较快的收敛速度和较高的历史拟合率,建立了“人工神经网络西太平洋副热带高压预报业务系统”     

利用NOAA-9卫星垂直探测资料反演大气湿度廓线的试验

本文介绍了利用NOAA系列卫星垂直探测器(TOVS)资料反演水汽廓线的方法,并给出了利用特征向量回归法由NOAA-9 TOVS资料反演水汽廊线的结果及其与常规探测资料的比较分析。比较结果表明,卫星反演水汽廓线与常规探测水汽廓线基本吻合。     

应用Bayes算法估计核函数误差对大气温度廓线反演的影响

核函数的误差(简称KFE)是引起反演方程数值解不稳定的根本原因之一,也是物理反演法用于TOVS资料业务处理的基本障碍。本文基于Bayes算法和考虑KFE的适当统计假定,导出了估计KFE效应的方法。使用NOAA-7气象卫星测值,依据NFSDIS透过率资料算出的核函数,以及两年二月气候资料计算的协方差矩阵等数据,按此方法估计了KFE效应对温度廓线反演精度的影响,并对KFE引起反演解中的系统偏差和随机误差分量也作了定量计算,揭示出了系统偏差在非适定问题解中的主导作用。     

变分分析技术的一次成功应用：TOVS资料的订正及效果分析

变分分折技术是近年来发展起来的最新四维同化技术,实验表明,这种方法为同化处理大量时空分布不规则、性质和精度不相同的观测资料提供了一个概念简单、内部协调的方法,本文正是在这方面作了一次大胆尝试,用变分分析方法对存在明显误差的TOVS资料进行订正,取得了满意的结果。     

层次分解并行计算法在TOVS资料中尺度分析中的应用

应用层次分解法在IBM4381-P03型双CPU计算机上，对NOAA-11极轨气象卫星的垂直探测器（TOVS）反演产品中的15个标准气压层上的高度及温、湿度资料进行并行的中尺度客观分析计算。其结果表明:并行计算比串行计算节省作业的执行时间（Execute Time）45%—62%，节省作业的CPU时间（Central Process Unit）约40%，其加速比为3.28。     

云参数对RTTOV5模式模拟误差的影响分析

该文根据1998年8月的业务TOVS反演的温度、水汽垂直廓线资料以及其它资料, 利用RTTOV5模式模拟NOAA14极轨气象卫星上相应红外探测 (HIRS) 通道的辐射亮温值, 将模拟值对比实测TOVS探测资料, 结果表明, 晴空模式模拟亮温与实测值的误差小于部分有云时的误差, 模拟误差受云的影响呈反相变化, 对水汽敏感的中低层探测通道在晴空时的误差小于部分有云情况; 通过对比白天和夜间短波窗区探测通道模拟误差, 分析了其受地面反射太阳光辐射的影响的大小及其原因所在; 并利用RTTOV5的伴随模式和Jacobine模式分析了模式模拟误差对初始场云参数的敏感性。该研究为TOVS/ATOVS探测资料在3DR或4DR变分同化中的直接应用奠定了基础。