地物微波反射率特性的研究

本工作对于地物微波反射率特性进行了原理和实验的研究。为此研制了微波反射率仪,讨论了近场反射过程中的微波辐射传输,对于X波段的地物微波反射率特性进行了测量,包括水、砂土、水面油污等,测量结果和理论预期是符合的。本文讨论了反射率特性及其在微波遥感中的应用。     

反演寿县TMI微波频率的地表比辐射率

利用一个微波辐射传输模式，晴天下的大气探测廓线，地面的部分观测资料以及卫星观测的亮温，计算了淮河流域能量和水循环实验(HUBEx)中，寿县地区的热带降雨观测卫星微波成像仪(TRMM／TMI)微波频率的地表比辐射率。通过比较所计算的微波地表比辐射率随地表状况的改变，发现地表微波比辐射率随地表状况的变化存在敏感性，并且其变化是合理的。本中，地表肤温设定等于地表空气温度，并且仅计算了寿县的地表比辐射率，在HUBEx区域上的地表比辐射率的计算需要更多的观测资料。     

反演寿县TMI微波频率的地表比辐射率(英)

利用一个微波辐射传输模式,晴天下的大气探测廓线,地面的部分观测资料以及卫星观测的亮温,计算了淮河流域能量和水循环实验(HUBEX)中,寿县地区的热带降雨观测卫星微波成像仪(TRMM/TMI)微波频率的地表比辐射率。通过比较所计算的微波地表比辐射率随地表状况的改变,发现地表微波比辐射率随地表状况的变化存在敏感性,并且其变化是合理的。本文中,地表肤温设定等于地表空气温度,并且仅计算了寿县的地表比辐射率,在HUBEX区域上的地表比辐射率的计算需要更多的观测资料。     

近场反射过程中的微波辐射传输特性

地物微波反射率是卫星气象和雷达气象的重要信息,需要进行实验室内模拟自然的实验研究。只有解决近场反射过程中的微波传输问题,才能研究有据,测量准确。本文研究了近场反射过程中微波传输的特性和近场测量转换至远场情况的订正方法,在实验室内测量了标准反射面的反射特性,用实验证明了本文提出的订正方法的有效性。本文得到了理论与实验一致的结果。因此,这种近场订正的方法是实用的。     

风云三号卫星微波辐射率资料的质量控制

利用双权重算法对观测增量（卫星观测亮度温度与用辐射传输模式模拟的背景场亮度温度之差）进行质量控制,模式背景场采用的是NCEP再分析资料,观测算子使用的是RTTOV（9．3v）（thefast radiative transfer for （A）TOVS model）。质量控制分两步进行：粗检验和离群值检验,目的是剔除受地表发射率或云影响的离群资料。结果表明：质量控制后观测增量标准差显著减小,偏差接近无偏正态分布,FY-3卫星微波温度探测器辐射率数据的质量得到很大的改善,为FY-3微波温度计观测亮温资料在数值预报资料同化系统中的应用奠定基础。     

自然表面的比辐射率与表面温度

为正确估计表面温度,本文提出了一个用Eppley大气辐射表在现场测定比辐射率的一个简单方法。辐射表的指示温度必须对实际大空热辐射与表面比辐射率做校正。根据1985年12月—1986年1月在西藏那曲所做观测的比较,发现辐射温度与水银温度表的温度之间差值大部分在2—4℃以内。     

水汽,二氧化碳和臭氧的通量辐射率

本文利用COWTRAN—5计算了H_2O、CO_2和O_3的通量辐射率,计算结果与Staley和Jurica(以下简称SJ)辐射率表不同,特别在窗区有较大差异。 在H_2O转动带,在-70℃下当光学路程u>0.02gm·cm~(-2)(20°下u>0.8gm·cm~(-2))时SJ表中辐射率均偏小。在H_2O6.3μm振转带,S.J表与我们的结果相差不大。在窗区,我们计算结果表明小光程下辐射率随温度升高而减小,大光程下辐射率随温度升高而增大,而SJ表中辐射率始终随温度升高而增大,且当logu>0.3对其辐射率比我们的计算值大得多。 Sj表中CO_2辐射率偏小而O_3辐射率偏大。     

不同侧边界条件下水平有限降水云的微波辐射模式研究

从空间微波遥感降水定量分布的目标出发，本文研究在非对称侧边界条件下水平有限降水云的微波辐射率的计算公式。由普适性三维辐射传输方程出发，推导出非对称横向边界条件下的微波辐射率解析表达式。用热带降水云典型参数所作初步数值试验表明，相对于对称侧边界条件非对称侧边界条件对于上行（卫星所测）辐射率具有不可忽略的作用，且这种作用对于不同的微波频率具有不同的强度，甚至有符号的差别。云的不均匀尺度越小，这种作用越强。由于热带降水大多具有高度非均匀对流云带状或云团结构，本文所发展的模式将对微波遥感这类降雨定量分布发挥重要作     

用TRMM/TMI估算HUBEX试验区的云中液态水

文中应用热带降雨测量卫星微波成像仪的微波遥感资料反演云中液态水。由于微波成像仪85.5 GHz通道对云中液态水非常敏感,通过离散纵坐标矢量辐射传输模式,运用迭代的方法可以有效地反演出陆地上空非降水云中的液态水路径。在淮河流域能量与水分循环试验中,分别运用微波成像仪85.5 GHz垂直极化单通道和微波成像仪85.5 GHz极化亮温差两种方法来估算陆地上空的云中液态水路径,反演结果与地基微波辐射计的测量结果是较为一致的。当地表比辐射率或地表温度误差较大时,用极化亮温差法估算云中液态水路径相对较好,尤其是对于低云,因为该方法对地表温度不敏感。     

自然表面比辐射率测定方法的理论分析和实验

本文对野外现场测定自然表面比辐射率的方法进行了理论分析和观测实验.结果表明文献[1]的测量方法在估计比辐射率时偏高而使表面温度估计偏低,对原方法改进后可得到很好的改善;实验结果与理论计算值有很好的一致性,以部分计算值代替实测值,可减少实测项目,使观测方案进一步简化且仍保持良好的精度.应用改进后的方法,我们在“黑河试验”现场测定了几种不同下垫面的比辐射率.     

SENSITIVITY OF SEA SURFACE TEMPERATURE RETRIEVAL TO SEA SURFACE EMISSIVITY

To estimate sea surface temperature(SST)with high accuracy from radiometrie measure-ments,it is no longer acceptable to assume that sea surface emissivity is unity or any other con-stant.This note presents an investigation of the desirable emissivity accuracy in relation to re-trieval.It was found that 1% error in surface emissivity can cause up to 0.7 K error in the re-trieved SST,although this sensitivity is often reduced to about 0.5 K on average because of thedownward atmospheric radiation at surface partially compensates for the emissivity error.Since thedownward atmospheric radiation ratio is controlled to a large extent by the integrated water vaporin the atmosphere and,secondarily,by view angle,the sensitivity of SST retrieval to surface emis-sivity has been computed as a function of these two parameters.     

地面热红外发射率的天顶角变化效应

文中着重研究了自然地表面的红外辐射的方向特征 ,实地测量了发射率随观测天顶角的变化 ,分别对卫星资料反演地面温度和地面辐射测量作出红外发射率的观测天顶角修正 ,两者比较的结果表明 ,发射观测天顶角修正在精确地面温度的反演计算中不可忽视 ,尤其在大角度观测情况下 ,对某些地物发射率方向特征的修正比发射率本身的修正更重要。     

REMOTE SENSING OF AIR TEMPERATURE PROFILE AND SURFACE EMISSIVITY FROM HIRS2 DATA

A physical method,based on the simplification of surface radiation terms in remote sensing equations, has been suggested to retrieve the surface temperature,vertical temperature profile and surface emissivity from the first eight channel observations of TIROS-N/HIRS2.Analyses of several examples indicate that this method can obtain much more accurate temperatures in the lower atmosphere than a statistical technique, and that the surface temperature and emissivity retrieved are also reasonable.     

SATELLITE MICROWAVE REMOTE SENSING OF FLOODING

The ability of the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) Microwave Imager (TMI) for flooding and soil wetness detection has been demonstrated in this study.On the basis of TMI measurements,four methods,the classification method,the soil wetness index (SWI) method. the polarization difference index (PDI) method,and the polarization ratio index (PRI) method, were brought out to monitor flooding and study soil wetness in the Changjiang and Huaihe River Basins during the summer 1998.Compared with the images provided by L-band Synthetic Aperture Radar (L-SAR) and Radar Satellite (Radarsat) and the figures derived from daily rainfall data based on the Z-index method,the detection of flooding and soil wetness by TMI was proved to be feasible.     

地基微波辐射计的雨天探测

该文讨论了地基微波辐射计在雨天探测遇到的问题及可能的解决途径.介绍了对天线着水层做的仪器订正,给出了用一维雨天大气辐射传输模式模拟得到的反演水汽总量Q和云液水总量L的方法,并给出雨天观测资料的统计分析实例.结果表明,在雨强小于20mm/h范围内，都有可能由地基辐射计测值定量得到Q和L雨天探测遇到的技术问题正在逐步解决；目前我们已能在统计意义上测量天气过程的降水效率等参量。     

光谱比辐射率对卫星遥感地表温度影响的研究

应用分裂窗方法反演地表温度的结果表明，地表温度不仅线性地依赖于ＡＶＨＲＲ的４，５通道的亮度温度，而且还线性地依赖于与光谱比辐射有关的项，即（１－ε４）／ε４及（ε４－ε５）／ε４。分析指出：（１）若△ε（ε４－ε５）＝０，当ε４从０．９４～１．００时，地表温度的变化达３．０℃，（２）当△ε≠０时，△ε对反演地表温度比ε４所造成的影响更敏感，更显著：若△ε〉０，△ε对ε４所造成的影响有减弱作用，若△     

雨滴微波辐射特征量之间关系的探讨

通过对一次特定降水过程雨滴谱资料的分析，建立了Z－M、M－I和k-M的统计模式。在与理论模式和国内外有关资料的对比中，得到了一些有意义的结果。这些结果，无论对进一步的理论探讨或气象台站的实际工作，都具有一定的参考价值。     

台风"杜鹃"的AMSU卫星微波探测资料分析

由于微波具有穿透云的能力,AMSU卫星探测资料得到了越来越广泛的应用。利用AMSU多个通道的资料,对2003年台风“杜鹃”过程进行了分析。通过比较AMSU-B（89GHz和150GHz）与GOES-9的台风结构图像可以发现微波具有较强的垂直探测能力;在AMSU-B的5个通道中,通道2（Ch2）亮温值的大小能够最好地反映热带气旋螺旋雨带冰晶层的深厚程度,从而判定螺旋雨带的强度;Ch2的亮温分布与雷达的强降水回波有较好的对应关系;利用AMSU-A温度反演资料能够清晰地揭示热带气旋的暖心结构、地面风速和中心气压与250hPa温度距平的关系,以及强降水的落区等。结果表明：AMSU资料作为一种新的卫星微波探测资料,在热带气旋的结构、螺旋雨带的强度及其降水强度的分析预报中具有一定的应用价值。     

A STUDY OF MICROWAVE RADIATION TRANSFER CHARACTERISTICS IN STRATIFIED PRECIPITATION CLOUDS BY COMBINING STRATIFIED CLOUD MODEL WITH MICROWAVE RADIATION TRANSFER MODEL

In this paper,the effect of precipitation particles on microwave radiation transfer characteristics in stratified clouds over the ocean is studied by combining stratified cloud model with microwave radiation transfer model.By comparing the calculated results with the true data,it is found that precipitation particle distribution and water shell around ice phase particle strongly affect the upwelling radiation.Therefore,the precipitation particle distribution and water shellaround ice phase particle must be considered when a calculating scheme is designed for retrieving precipitation in stratified clouds by the use of microwave radiation transfer model.