基于MODIS遥感资料监测南海白天雾

根据现有雾遥感监测理论,采用多通道阈值判识法,基于MODIS资料进行南海白天雾监测。该方法利用MODIS的1、2、18、20、31通道数据,分离云、雾、海表的相关信息。满足RB1<20%、RB2<20%、RB1>RB2的象元判识为海表;满足RB1>55%、RB2>55%、TB31<273 K的象元判识为中高云;海雾和低云的分离指标IFC>20的象元判识为海雾。利用2011年1—4月广东沿海海雾实地观测结果对该方法进行验证,在13个样本数据中,有9个样本的卫星监测结果与地面观测结果一致,有3个样本地面观测有雾但卫星监测为低云,1个样本地面观测有雾但卫星监测为晴空洋面。主要是因为MODIS资料本身对云雾不具备穿透性,算法设计时只能假设单一视场中只有一层云雾,对于无云覆盖的雾区较易识别,但对于被云覆盖的雾区则只能将其判识为云区,但总体来说,该监测模型是有效的、可行的。      

台湾海峡海水透明度遥感监测及时空变化分析

台湾海峡水文气象环境条件及水体光学特性较复杂。本文基于海洋水体固有光学特性和MODIS卫星数据建立了台湾海峡海水透明度的遥感反演模型,利用2005—2012年福建省近岸海域同步获取的海水透明度实测数据对模型的反演精度进行验证,并根据多年遥感反演结果初步分析了台湾海峡海水透明度的分布特点和变化规律。结果表明:台湾海峡遥感反演的海水透明度与实测的海水透明度具有较好的一致性,两者相关系数为0.849,平均相对误差为26.0%,平均均方根误差为0.332m,在中高透明度海区反演误差更低,因此利用建立的遥感反演模型对台湾海峡海水透明度进行卫星遥感监测是可行的。从多年平均的遥感监测结果来看,台湾海峡一般沿岸浅海的海水透明度较低,外海的海水透明度较高;海峡南部的海水透明度明显高于北部,澎湖列岛东南海域海水透明度常年较大;春季和夏季台湾海峡透明度高的海域面积明显比秋季和冬季大,海峡东南部的海水高透明度区春夏季比秋冬季更向北伸展。     

台湾海峡西岸海雾研究现状与未来发展方向

台湾海峡是一个海雾多发的交通要道,海雾灾害往往会导致人员和财产损失。对当前有关的海雾研究现状进行总结,以海峡西岸为代表,比较台湾海峡海雾和其他海域的大雾研究进展状况,主要包括海雾发生时的天气气候学特征、监测手段、微物理特征研究和海雾数值预报研究等。结果表明,台湾海峡西岸在天气气候学方面已经取得了一定的成果;监测手段随着科学技术的发展,也不断的完善,但在如何对卫星遥感监测结果进行反演方面还需进一步研究;海雾的微物理特征研究有助于海雾模式的改进和卫星遥感海雾反演技术的提高,但台湾海峡西岸尚未开始研究,是下一步的研究重点;台湾海峡海雾数值模拟工作较少,伴随观测技术的不断进步、动力统计方法的不断完善,可通过数值预报产品与传统的天气学方法相结合,提高台湾海峡海雾预报水平。     

基于FY3\VIRR数据的积雪遥感监测方法研究 -以阿勒泰地区为例

以FY-3可见光与红外辐射计（VIRR）为主要数据,利用FY3\VIRR 1、6、10通道数据,以指数法和光谱阈值相结合的多光谱积雪监测算法对2013年阿勒泰地区卫星数据进行积雪监测处理。处理结果与MODIS积雪监测业务产品对比分析得出：利用FY3\VIRR可以实现对研究区的积雪遥感监测,监测结果与现有MODIS积雪监测业务产品较一致,具有可比性。     

基于MODIS数据的台湾海峡SST区域遥感监测模型研究

采用SeaDAS模型开展基于MODIS数据的台湾海峡海洋表面温度SST遥感监测时,发现SeaDAS模型在台湾海峡中部SST的监测精度能够满足要求,但在台湾海峡近岸SST的监测误差明显偏大。为此根据2003—2006年台湾海峡近岸观测站点和台湾海峡中部浮标的实测SST数据,采用线性多通道算法建立台湾海峡SST区域遥感监测统计模型,并选择2007年30个SST数据样本对区域统计模型的监测效果进行验证分析。结果表明：在台湾海峡海域采用SeaDAS模型监测SST绝对误差的平均值是1.2 ℃,标准差是0.69 ℃,而采用区域统计模型监测SST绝对误差的平均值下降到0.89 ℃,标准差下降到0.52 ℃,区域统计模型优于SeaDAS模型。     

基于FY3\VIRR数据的积雪遥感监测分析

以FY-3可见光与红外辐射计(VIRR)为主要数据,利用FY3\VIRR 1、6、10通道数据,以指数法和光谱阈值相结合的多光谱积雪监测算法对2013年阿勒泰地区卫星数据进行积雪监测处理。处理结果与MODIS积雪监测业务产品对比分析得出:利用FY3\VIRR可以实现对研究区的积雪遥感监测,监测结果与现有MODIS积雪监测业务产品较一致,具有可比性。     

新疆两次暴雪过程云系的MODIS三光谱特征分析

针对暴雪云团卫星遥感监测的迫切性与特殊性,利用EOS/MODIS卫星具有较大范围、较高时空分辨率、多通道的遥感探测优势,选取新疆哈密2005年11月18-20日和库车2006年11月22-24日两次暴雪过程,通过研究,得到了MODIS各通道的积雪、晴空、薄卷云等光谱特征,采用可见光、近红外通道剔除与主体云系无关的信息,...     

基于MODIS资料的西藏遥感积雪监测业务化方法

雪灾是西藏地区藏北一线、南部边缘地区对牧业生产影响最严重的灾害之一,利用卫星遥感资料开展积雪监测,提供监测信息产品具有重要的现实意义.利用拉萨接收站接收的中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感资料对西藏高原积雪的监测方法进行了探讨,找出适合该地区的积雪判别模式,建立MODIS资料为基础的积雪监测系统.基于MODIS数据计算得出的归一化差分积雪指数(NDSI)和归一化植被指数(NDVI)与1、2、4、6通道等相结合,建立积雪监测模型是可行的;得出的积雪判识方法对于西藏地区有较高的适用性,如结合地表土地利用类型数据将有林区和非森林区分开计算,能较好地消除藏东南地区因地势复杂、森林茂密对NDSI的影响.     

“桑美”台风云相态的MODIS资料分析

利用卫星遥感资料对"桑美"台风进行分析,MODIS的多通道资料在确定台风中心、分析云的相态及区分高低云等方面提供了重要的监测信息。探索了臭氧与台风云顶温度的关系,得出以下结论:利用MODIS通道31的光谱特性可以判定台风的中心,利用BTD8.5-11和BTD11-12检测的云相态结果合理,通过散点图能够找出高云和低云的大致区域,并利用通道35和通道27得到验证;臭氧与台风云顶温度具有较好的相关性,臭氧通道的信息对于区分云的结构及性质具有指示意义。     

利用静止气象卫星资料遥感监测植被、积雪和土壤墒情的研究

借鉴极轨气象卫星遥感监测植被雪被和土壤墒情的研究成果，通过静止气象卫星探测通道特性分析和各通道探测值与地面植被生物量、雪被和土壤墒情状况的相关分析，找到了可以较好反映地面植被、雪被和土壤墒情状况的监测指标。实地考察验证以及与极轨气象卫星遥感监测结果的对比分析表明，静止气象卫星资料可以用于遥感监测植被、雪被和土壤墒情的宏观状况。     

DETECTION OF DAYTIME FOG IN SOUTH CHINA SEA USING MODIS DATA

Based on a current fog detection theory, a multiband threshold method for MODIS data was put forward to detect daytime fog in the South China Sea. It used Bands 1, 2, 18, 20 and 31 of MODIS data to separate fog from the cloud and the sea surface. The digital detection indexes were as follows. If RB1<20%, RB2<20% and RB1>RB2, the pixel was identified to be the sea surface. If RB1>55%, RB2>55% and TB31<273 K, the pixel was identified to be a middle- and high-level cloud. If IFC>20, the pixel was classified to be sea fog. The method was verified with sea fog data observed from the coastal region of Guangdong during January-April 2011. Out of the 13 samples of satellite detection, nine were consistent with the surface observations, three were identified to be low-level the cloud according to the satellite detection but fog according to the surface observations, and only one sample was identified to be the ocean surface by the satellite detection but fog by the surface observations. Because the MODIS data cannot penetrate the cloud or fog, the model was designed for a single field of view which had only one layer of cloud or fog. It can accurately distinguish fog which is not covered by the cloud, but it identifies fog as cloud if the former is covered by a cloud. Generally speaking, the model is effective and feasible.     

丹东附近海域海雾产生的条件及天气学预报方法

使用常规气象观测资料和NOAA-17,EOS/ODIS卫星遥感影像资料,应用个例分析与合成分析相结合的方法,分析了2001～2005年37个海雾个例,揭示了丹东附近海域海雾的变化规律和海雾形成期间的大气、海洋背景条件,研制出了天气学预报方法并对其预报能力进行了检验。     

华南海雾研究进展

从海雾的气候特征、生消机制、微物理化学特征、遥感监测和模式预报等方面,回顾近年来开展的华南地区海雾研究。结果表明：华南海雾研究已经取得了许多重要的研究成果,但对于华南海雾的年际、年代际特征,华南不同地区的海雾微物理化学特征以及海面海雾与陆面海雾观测对比研究还不够,遥感监测及模式预报方面还有一定欠缺。为了对华南海雾有更加深入的认识,这些方面的研究需要进一步加强。     

基于多灰度共生矩阵特征值的黄渤海白天海雾识别算法

本文基于多灰度共生矩阵特征值,即相关性、对比度、同质性和能量,进行联合海雾遥感判识,提出一种高准确率黄渤海白天海雾识别算法。采用第二代静止气象卫星FY-4A可见光、近红外和红外数据,将该算法应用于黄渤海区域白天海雾判识,并利用2019—2020年沿黄渤海气象站点能见度实测数据及CALIPSO卫星数据产品对本算法识别结果进行精度验证。结果表明：海雾识别平均检测率(POD)为92%,误报率(FAR)为27%,临近成功指数(CSI)为69%,可以实现对海雾的动态监测,为海上交通等领域提供较好的数据支持。     

Springtime cloud properties in the Taiwan Strait: synoptic controls and local processes

This paper examines the springtime cloud properties in the Taiwan Strait (TS), with emphases on their dependence on synoptic controls and local processes, using a suite of in situ and remote sensing observations. Cloud properties in the TS are inferred from a combination of MODIS and in situ observations and further classified into two synoptic conditions: continental cold air surge and frontal system. The study reveals a predominance of synoptic-scale controls in regulating the cloud properties in the TS. The sensitivity of clouds to the local thermodynamic mechanisms as well as the underlying surface conditions is fundamentally dependent on synoptic-scale flow patterns. The springtime clouds over the TS are commonly a mixture of stratocumulus and alto clouds. More precisely, there is a preponderance of stratocumulus over the strait. A preferential occupancy of stratiform alto clouds is recognized during cold air surge, whereas vertical development of cloud layers (mostly the stratocumulus) is commonly observed with frontal passage. The most distinct difference between the local clouds formation associated with the two synoptic conditions is the suppression of very low cloud and fog along with cold air surge. Stratus clouds and fog are present within the northward prefrontal airflow from warmer to colder water sites, along with an increase in stability relating to lower altitudes of boundary layer clouds. Although the rainfall occurrences are about the same for both synoptic conditions, the frontal rain amounts are larger on average.     

MODIS遥感数据格式及使用方法综合分析

针对当前MODIS遥感资料推广应用中数据产品使用者和开发者在实际工作中经常遇到数据格式和计算方法方面的问题,分析了MODIS遥感资料的数据格式,以及如何使用定标后的1B数据计算地球视场的光谱反射率和辐射率进而生成各种气象和环境监测应用产品,并给出了一个数据处理应用实例.     

MODIS遥感数据格式及使用方法综合分析

针对当前MODIS遥感资料推广应用中数据产品使用者和开发者在实际工作中经常遇到数据格式和计算方法方面的问题,分析了MODIS遥感资料的数据格式,以及如何使用定标后的1B数据计算地球视场的光谱反射率和辐射率进而生成各种气象和环境监测应用产品,并给出了一个数据处理应用实例。     

基于CALIPSO卫星资料的京津冀地区MODIS卷云云顶高度订正

卷云在大气辐射中扮演着重要角色,对天气系统和气候变化产生重要影响。相比传统地基观测手段,卫星遥感更容易探测到高层卷云的信息,本文利用CALIOP主动遥感仪器可获取较为准确的薄卷云特性的特点,针对MODIS被动遥感探测器反演的薄卷云云顶高度的偏差开展订正研究。研究选取2013～2017年京津冀地区MODIS云产品,结合CALIPSO卫星的卷云云顶高度数据,基于交叉验证的方法得到线性拟合方案,对MODIS卷云云顶高度进行订正。订正后的MODIS与CALIPSO卷云云顶高度差值的分布区间由?3～2 km变为?2.0～2.5 km,峰值由?0.8 km左右变为0.2 km左右。订正效果随云顶高度和云光学厚度的不同有所变化,其中较低层卷云和光学薄卷云的订正效果更明显。