卫星信号源在信道检测中的应用与方法

卫星信号源又称卫星信号发生器,在卫星通信领域被广泛使用.并在对卫星地面数据接收系统信道分系统进行检修维护方面发挥着重要作用.本文以FY-3A极轨气象卫星如何使用卫星信号源(以HMT-720M型信号源)为例,阐述了卫星信号源在信道分系统各环节测试维护中的应用方法.     

深圳市近年空气质量与气象条件的关系

利用近4年深圳市大气污染物的质量浓度资料和天气型统计,分析了大气污染物浓度变化与本地天气特征、气象要素的关系,总结造成深圳市空气质量夏优冬差的天气气侯原因,归纳出850hPa与地面天气型的不同组合对空气质量的影响,并由此给出各种影响的逐月分布;最后根据大气污染物浓度逐年的概率密度分布曲线和空间分布描述了近年深圳市空气质量的年际变化和空间分布特征。     

城市化对近地层风速概率分布及参数的影响

通过地面风速Weibull概率分布参数的阶段变化来描述城市化对地面风速的影响,并通过理论分析得出城市化进程导致其尺度参数c缩小,位置参数r增大的趋势效应的结论。将北京等8个城市1982—2005年地面天气资料定时数据按时间划分为前、后两个时段,分别拟合分布曲线的参数,对比前、后两个时段的拟合结果,验证了理论分析所得结论,即随城市的发展,各城市风参数c不同程度地缩小,r不同程度地增大,同时概率密度曲线的峰值均增大;不同城市的风速概率密度函数曲线变化特征有所不同,根据前、后时段概率密度曲线变化的特征,8个城市风速概率分布变化大致可分为A、B两种类型,两者的主要差异是A型变化特征为在曲线两端(大风和静风)的概率都减少,曲线分布更加集中;B型则是大风概率减少而静风的概率则增大,曲线向左移动;A型变化城市的r参数平均增大46.3%,明显大于B型城市的15.7%。初步资料分析还表明,风参数c和r变化幅度与城市化扩张速度有关。     

风云极轨卫星数据的第一“落脚地”——佳木斯气象卫星地面站采访侧记

正如果把气象卫星比作一支进入太空完成探测任务的风筝,那么控制风筝的线变成了卫星联系地面的无线电波,而手握这根线的,就是分布在世界各地的卫星地面站。佳木斯气象卫星地面站(以下简称佳木斯站)是我国本土的四个气象卫星地面站之一,其主要职责就是接收中国和世界上其他极轨气象卫星数据。佳木斯站与北京、广州、乌鲁木齐及瑞典基律纳站一起构成了风云气象卫星数据全球接收网,各站的地面数据接收覆盖如图1所示。     

极轨气象卫星数传链路雨衰影响

极轨气象卫星通信系统受自身特点的限制和环境影响,存在各种不可避免的干扰,其中,降雨衰减对卫星链路传输的影响尤为重要。在对我国极轨气象卫星数传链路预算原理充分分析的基础上,按照ITU-R建议,构建了相应的雨衰模型,通过对国内各个地面接收站降雨衰减情况的MATLAB仿真,逐一讨论了降雨强度、天线仰角、频率、极化倾角等影响降雨衰减特性的相关因素,得出了一些有益结论,为极轨气象卫星数传链路和地面接收系统的设计提供有益参考。     

极轨气象卫星天线塔楼防雷设计

目前极轨气象卫星地面接收系统尚无防雷规范,笔者根据防雷理论并参考新一代天气雷达站防雷设计规范等结合极轨气象卫星天线塔楼所处的空旷地理环境及同类型天线塔楼的防雷设计措采取直击雷防护和雷电感应防护系统相互独立的设计方法,设计出适合极轨气象卫星天线塔楼的综合防雷设计方案。     

基于FY 3D的MERSI全球晴空数据合成技术

FY-3D极轨气象卫星作为最新一代的极地轨道气象卫星,其图像数据包含了丰富的植被、河流、山区等地表信息,对陆地资源调查、地表类型变化监测等具有重要作用。但几乎每轨遥感图像大约有2/3区域都被云雾覆盖,无法直接获取云层下的地表信息用于产品应用。本文研究晴空数据合成技术,首次提出反射率最小合成法、植被指数最大合成法和西格玛合成法的3个标准联合运用的晴空合成技术,利用先进的多时次气象卫星遥感数据合成技术,自动生成FY-3D中分辨率光谱成像仪(MERSI-II)250m分辨率晴空遥感数据,较好地实现了云和云阴影的去除,生成的晴空效果良好,具备了后续应用的价值。     

塞北风雪八载 伴星展翅翱翔——记快速发展中的佳木斯气象卫星地面站

正2007年成立的佳木斯气象卫星地面站,是地处我国最东北端的气象卫星地面站,与已建成的北京、广州、乌鲁木齐等气象卫星地面站一起构成了我国气象卫星地面接收站网。佳木斯站目前主要承担我国风云系列气象卫星的在轨测试、极轨气象卫星数据接收和传输、静止气象卫星测距、空间天气环境监测及遥感数据应用等任务。自2008年5月成功接收到FY-3A星发射后首轨资料以来,佳木斯站业务发展迅速,由单一接收业务拓展到多系统并行业务。2010年11月完成FY-3B星7个探测     

基于气象卫星资料的天气雷达非降水回波消除方法

在分析天气雷达回波与卫星云图的基础上,利用"点对块"的匹配方式对雷达、卫星资料空间一致性进行处理,提出了基于气象卫星(Himawari-8)高时空分辨率资料的天气雷达非降水回波消除方法,并选取晴空非降水回波分布较广的华北、华中和长江中下游地区为研究范围,以地面气象观测的降水资料为标准,对降水和非降水条件下卫星资料红外亮温(TBB)特性值进行统计分析,得到TBB的概率分布,采用红外亮温阈值法进行天气雷达非降水回波的消除。选取2016年7月1—30日地面气象观测资料对该方法消除效果进行检验评估,该方法的正确识别率达88.5%。个例效果检验表明:该方法能够有效地识别消除大部分非降水回波,在基于现有天气雷达资料质量控制方法的基础上可进一步提高雷达数据质量;该方法对无云条件的非降水识别率较高,对降水回波误判率较低,但对有云条件下的非降水回波识别率较低。     

局地热力对流天气的卫星观测和分析

本文以地球静止气象卫星(GMS)云图资料为主,结合地面和高空探测资料分析了早晨云区中间的晴空区(或早晨云区边界)午后对流的发展;华南沿海大陆上的海风对流。描述了这两类对流活动的云图特征及其差异。文中在揭示对流发生、发展成因的基础上,给出了它们的概略图。对用GMS云图来监视和预报局地热力对流天气提出了一些看法。     

基于卫星和雷达资料的对流云团识别跟踪

强对流天气是福建汛期最主要的气象灾害之一,利用我国自主研制的风云系列气象卫星资料,结合天气雷达和自动站雨量资料,采用多阈值法、面积重叠法、统计法对福建省对流云团的识别、跟踪、未来3h短时降水预报等方法进行研究,在此基础上建立福建省对流云团卫星遥感监测预报业务软件系统。根据2015年5—9月福建省4次典型对流天气过程的业务试运行,结果表明该业务软件系统能准确识别跟踪对流云团的发生发展,对流云团移动过程的降水落区与地面气象观测的实际降水分布一致,对流云团最大降水量的预报准确率为61%,空报率为33%,漏报率为6%。研究成果对对流云团的监测和预报有较好的指导作用。     

CloudSat卫星及其在天气和云观测分析中的应用

介绍了2006年4月28日成功发射的第1颗以对云层特性进行全球主动遥感测量CloudSat卫星的观测仪器、工作参数、运行方式、数据产品及“A—Train”卫星群等基本概况。CloudSat卫星主要有效载荷是94GHz（3mm波）云雷达,它可以“切开”云层,获得许多有关云的最新气象数据,主要数据产品包括了云的宏观物理参量和微观物理参量。介绍了CloudSat卫星已获得的典型天气和云的初期观测结果：从首次观测的云三维图片,可以清楚地看到南极洲上空风暴云的垂直剖面结构特征;从首张获得降雪云的垂直剖面图像可以得到降雪云层的发展状态以及结构特点;使用CloudSat统计数据可分析全球水凝物的分布特征。将TRMM卫星上的测雨雷达与CloudSat卫星上的云雷达联合观测研究,可以获得从薄云到浓厚云及降水的精细垂直结构特征。通过下载的CloudSat观测资料,对我国典型台风和层状云系等两类不同天气条件下云的宏微观结构特征等进行了初步分析,可以看到台风眼区附近云系的垂直结构随台风发展不同阶段的演变;从层状云系的垂直剖面可以清楚地发现云层的内部分层结构及不同相态的垂直分布特征等。     

一次后向传播对流风暴特征及传播机制

利用常规观测资料、FY 4A气象卫星红外云图以及多普勒天气雷达资料，分析了2019年5月17日夜间发生在京津冀中部伴有强冰雹、短时强降水和短时大风的强对流天气过程。利用VDRAS资料与国家自动站资料进一步揭示对流风暴形成的环境条件以及后向传播的机制。结果表明：在有利于强对流发生发展的大尺度环流背景场下，京津冀中部的对流系统迅速发展。前期京津一带的强对流天气形成较强的东北风冷池出流，与渤海湾的东南气流交汇，在廊坊北京交界一带形成了向南移动的地面辐合线,并触发了对流。由于新生风暴单体与成熟风暴之间的正反馈作用，使得在廊坊北部形成东西向带状风暴系统，造成对流风暴不断向西传播。向西传播的风暴与西北东南向的平流共同作用，最终导致风暴运动方向为西南方向，成为典型的后向传播风暴。     

基于FY-2D的新疆强对流云的识别

利用2007-2013年新疆的十场强对流天气过程以及与之相应的FY-2D静止气象卫星数据,分析了强对流云红外一通道、红外二通道、水汽通道及通道差的光谱特征,提取强对流云团样本点,采用统计方法确定判识指标的阈值范围,构建多通道多阈值判识方法。利用三场天气过程的地面实测降水资料分别验证了单时次和整场天气过程强对流云判识的准确性,结果表明：单时次强对流云的识别区域与发生降雨台站一致的准确率为83%;在整个天气过程中,强对流频次分布与降水实况吻合度较高,说明随着对流云团的移动和发展,判识区域与地面降水区域保持一致,验证了判识方法有效,阈值选取合理,可以为监测暴雨天气系统的发生、发展提供支持。     

强对流天气综合监测业务系统建设

强对流天气监测是其预报的基础.国家气象中心强天气预报中心利用多源观测资料(常规和非常规资料)建设了强对流天气综合监测业务系统.强对流天气的监测对象包括积云、地面高温、雷暴、地闪、冰雹、龙卷、大风、雷暴大风、短时强降水、雷暴反射率因子、对流风暴(基于雷达资料)、深对流云及中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems,MCS,基于静止卫星红外1通道资料)等不同时段的分布.发展的监测技术主要包括自动站资料质量控制技术、强对流信息提取和统计技术、直角坐标交叉相关雷达回波追踪(Cartesian Tracking Radar Echoes by Correlation,CTREC)技术、雷暴识别追踪分析和临近预报(Thunderstorm Identification Tracking Analysis and Nowcasting,TITAN)技术、深对流云识别技术、中尺度对流系统识别和追踪技术,以及闪电密度监测技术等.强对流天气监测系统自动定时运行,其输出数据与MICAPS业务平台完全兼容.该监测系统在国家气象中心的强对流天气预报业务中发挥了重要作用.     

基于FY-4卫星资料分析暴雨云系特征

本文利用FY-4气象卫星单通道云图和多通道组合，以2019年7月28日四川省眉山市的一次暴雨过程为例，分析暴雨云系的演变和微观物理性质等特征，结果表明:此次暴雨过程中出现两次对流云团的合并，云团的合并造成了暴雨区域和强度增大，属于多个对流云团多次合并，暴雨云团中有强烈的大尺度垂直上升运动，整层大气水汽充足，为强降雨提供了较好的水汽输送和动力条件。多通道RGB合成图能以色彩的形式有针对性地突出对流系统、冷暖气团、云粒子相态等属性，造成此次暴雨过程的对流云团主要为伴随强烈上升气流的由冰粒子组成的高层积雨云。FY-4气象卫星在暴雨等强对流天气监测中有着重要的作用，补充了常规天气资料分析的不足，为短时天气预报提供一种思路。      

风云二号卫星地球观域修正算法

风云二号静止气象卫星在获取图像时, 必须使扫描辐射计的观域对准地球。卫星在轨道上受到各种摄动力的作用, 使轨道和姿态改变, 扫描辐射计的地球观域随之发生变化。卫星扫描辐射计对地球观域的偏差会影响图像定位的精度, 因此对准观域的工作是日常业务工作的一部分, 不仅在卫星定点之初启动观测时, 而且在业务运行的过程中, 都需要通过地面遥控指令进行修正。该文提出了一种风云二号静止气象卫星扫描辐射计地球观域修正量和调整方向的算法, 以替代人工目测卫星原始云图进行的卫星观域调整控制决策。这种算法的实施可以提高风云二号气象卫星云图获取作业的可靠性。     

夜间云观测辅助方法

在夜间灯光很弱或者没有灯光、星光、月光的情况下,云的目测是比较困难的。常规夜间观测云的方法是,根据视觉,结合星光疏密、空气清晰程度、云体的颜色、移动速度以及伴见的天气现象和实测云高,参照傍晚时云的状况来判别云状。为了能够在夜间快速准确地识别所在测站云状,以现代化探测设备为手段,对夜间云的观测方法进行了总结,介绍了用大气辐射、大气电场、气象卫星云图、多普勒天气雷达回波资料来辅助观云,可较好地弥补夜间目测云的不足。     

宁夏“5·16”强对流天气跟踪分析及预报模型建立

利用逐时自动站资料、WRF模式数值产品、卫星云图、雷达产品等资料对2009年5月16日宁夏冰雹、短时强风等强对流天气进行了跟踪预报分析。结果表明：利用水汽通量散度数值产品中大气低层水汽通量的辐合或辐散可作为对流活动产生的重要依据之一。而卫星云图中的强对流云团的识别和新一代天气雷达基本反射率强度、液态水含量、冰雹指数、中尺度气旋产品是短时冰雹天气及短时雷雨大风天气预报的有利工具。并对2004—2008年出现的冰雹天气进行统计分析,建立了宁夏冰雹天气预报预警模型。     

内蒙古电网气象预警服务系统简介

应用气象多普勒雷达、卫星云图等现代化观测手段和自动化程度很高的地面自动气象站资料以及MM5中尺度预报产品,结合有线网络传输和基于Intranet、Internet的多层分布式技术搭建内蒙古电网气象预警与电力线路安全运行服务系统,开展电网气象预警预测和气象预报服务。系统建立了实时的地面自动气象站资料数据库和中尺度预报产品数据库,实现了多种气象要素的实时监测和预报,为内蒙古电网的运行安全提供了科学依据。