卫星水汽图的干区轴线在台风路径预报中的应用

通过对卫星云图的水汽图或红外云图的分析,发现水汽图干区或红外云图上的无云区(晴空带)对台风的移动方向有制约作用,经过研究和实践,找到了应用水汽图干区轴线或红外云图上的无云区(晴空带)的中直线来预报台风移动路径的方法。     

卫星水汽图的干区轴线在台风路径预报中的应用

通过对卫星云图的水汽图或红外云图的分析，发现水汽图干区或红外云图上的无云区（晴空带）对台风的移动方向有制约作用，经过研究和实践，找到了应用水汽图干区轴线或红外云图上的无云区（晴空带）的中直线来预报台风移动路径的方法。     

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。     

8209、8211号台风云区的对比分析

8209、8211号台风是1982年7月底和8月中旬直接影响我国东南沿海的两个台风。8209号台风稳定西北上,在福建莆田附近登陆;8211号台风近海北上进入黄海,转向朝鲜。现用日本播发的卫星云图分析传真图(简称ANAS图),对这两个台风的云区作对比分析。 一、台风云区及邻接云区 我们称台风本身所在的云区为台风云区,而台风周围的云区为邻接云区。由分析看出: (一) 台风云区范围不同。     

《同心双眼台风眼区演变的云图分析》附图

图1 1983年8月i3日12 Z红外云图8305台风云系图3 1983年8月14日13 Z红外云图8305台风云系图4 1983~9月24日A N红外云图8310台风 图6 1983~9月25日12 Z红外云图8310台风云系云系《同心双眼台风眼区演变的云图分析》附图     

云图分析

图a和图b是1975年6月25日0731时〈北京时〉诺阿-4卫星的甚高分辨率可见光和红外云图。图中带状稠密云区与从我国长江流域伸向日本的梅雨锋对应。稠密云带中间向北凸起的部分对应了锋面低压中心。在可见光云图a中,锋面云带呈现多皱纹的云表面,有许多灰暗色的纹线(云隙间的晴空区的暗影),这表明梅雨锋是高度不同的多层云系。如图中G处的暗线为中高云之间的云隙,图中箭头所示处为高云在下层云表面投下的暗影。在红外云图中,整个云带明暗不一,很容易辨认出梅雨锋上的中、高、低各种云系。如图中E处的积状云,呈灰白到白的颜色,能分     

联合静止气象卫星成像仪和高光谱红外大气探测仪观测的三维水平风场反演

风云四号A星(FY-4A)上搭载的干涉式红外探测仪(GIIRS)是首个地球静止轨道上的红外高光谱大气探测仪,它可以提供连续的三维大气温度和水汽的观测,通过追踪水汽的移动可以反演得到不同高度的大气水平风场。本研究利用台风玛丽亚(2018年)期间FY-4A加密观测(15分钟间隔)的GIIRS数据开展晴空和部分云区的三维水平风场算法研究,重点研究如何联合同一卫星平台的多光谱成像仪(AGRI)改进GIIRS部分云视场区的三维风场反演结果。利用ERA5独立测试集、CRA40再分析和空投探空数据开展对晴空和云区的三维风场反演结果的检验,基于该个例的反演结果表明：(1)基于GIIRS亮温信息反演得到对流层水平风场,在晴空区均方根误差小于1.5 m s^-1,方向绝对差基本在15°左右,在部分云视场区,均方根误差为1.5～1.7 m s^-1,方向绝对差基本在20°左右。与光流法相比,基于GIIRS亮温的直接反演表现出更好的优势,其均方根误差和方向绝对差明显小于光流法的结果。(2)按云量和云顶高度分类后,表现出云量越多、云顶高度越高则RMSE(Root Mean...     

用云图特征作台风的路径预报

通过普查1973—1979年卫星云图资料发现,台风移向和台风与副热带高压晴空区位置的配置关系密切。这主要体现在台风靠近副高晴空区时,副高南侧偏东气流对台风的操纵力增加,使台风移向的偏西分量增加;台风远离副高晴空区,偏东气流影响减弱,台风移向偏北分量增加。另一方面,台风本身云系结构,对台风短期移动方向也有指示作用。如台风西南方卷入的低云角度和范围很少变化,则台风移向稳定,     

面向“红外云图晴空区导风”的FY-2E红外通道亮温度敏感性分析

利用MODTRAN辐射传输模式,结合FY-2E星载辐射计红外分裂窗通道的光谱响应特征,计算了中纬度的夏、冬季晴空大气情况下,卫星观测亮温度对大气水汽及气溶胶的敏感性。在模拟条件下,计算星载辐射计红外通道温度灵敏度(0.2 K)对应的大气水汽及气溶胶含量变化的临界值分别为0.42 g/cm2和0.25。以此为参照值,利用FY-2E晴空大气可降水量产品及MODIS大气气溶胶产品实际数据,分析了在导风模块常用尺度(80 km×80 km)内大气水汽、气溶胶含量的变化引起FY-2E星载辐射计红外分裂窗通道观测亮温度差异超过星载辐射计红外通道的温度灵敏度的可能性,结果表明实际大气存在满足上述临界值条件的情况。研究结果为把晴空大气水汽、气溶胶作为卫星红外云图上的晴空区导风示踪物,提供了理论和实际依据。      

0812空心台风鹦鹉(NURI)特征分析

利用常规天气图、卫星云图、各种物理量场资料对0812号台风鹦鹉(NURI)空心台风结构以及云区不对称结构等一些特征进行分析,结果表明:中低纬度系统相互作用、台风南北两侧存在巨大差异的水汽输送以及冷空气干舌的卷入对台风形成上述独特的结构起到关键的作用。台风本身的非对称和空心结构的形成对降水落区的预报上造成了一定的困难。     

GMS卫星云图的框式分类——微机自动分类

本文采用红外、可见光云图结合使用,在众多的云图资料中总结出用红外、可见光计数值描述中纬度瞬时雨区的方法,确定出降水云、非降水云、晴空区的红外、可见光阈值,并结合给出制定程序。     

0509号台风"麦莎"暴雨过程分析

从移动路径、环流形势、物理量场、卫星云图等方面就0509台风“麦莎”登陆后对山东的影响进行分析,结果表明:0509台风登陆后在西太平洋副热带高压东南气流的引导下,沿120°E线向北偏西方向移动;暴雨主要产生在高能(湿)舌附近及高能轴线左侧和台风移向的右前方;水汽通量和水汽通量散度大值区和梯度最大的区域重叠处与强降水落区对应较好;强降水云系位于台风中心的右前方。     

台风活动与陕西极端暴雨的相关特征分析

利用1970～2003年35年间出现在陕西的极端暴雨与近海台风活动的资料,对其进行时空分布统计分析和天气学、动力学诊断以及卫星云图等综合分析,结果表明:两者的相关率接近87%;7、8两个月台风影响最为显著。与华北、东北地区比较,陕西的极端暴雨以远距离影响的台风活动为主。影响台风有两类,一类是台风在台湾岛附近登陆或以北海域活动的,其水汽、能量主要以850hPa层输送尤为明显,这类台风云系与暴雨区之间的晴空区明显。另一类是台风在海南、广东或广西一带登陆或移动,该类水汽、能量主要以700hPa层输送最为显著。当台风在125°E以西,且在13～33°N的范围内活动时,该类台风活动对陕西的强降水作用明显,是造成陕西极端暴雨的一个重要的因素。300hPa高空急流的先兆性对陕西极端暴雨具有一定的预报意义。影响台风的位置与影响云系对极端暴雨落区预报有帮助。     

阿克苏地区一次强对流天气卫星云图及雷达特征分析

利用常规气象资料、FY-2F/G云图和CINRAD/CC雷达等资料对2016年7月8日阿克苏地区强对流天气的卫星云图及雷达特征进行了分析。结果表明:(1)锋区短波配合中层湿冷、低层干暖的大气层结,加之中低层较大的垂直风切变及地面中尺度触发(辐合线、干线)机制,有利于对流系统的生成、发展及维持;(2)探空物理量表现出一定的短时大风、冰雹等对流天气潜势;(3)V型云、楔形云、弧状云线、下风方向卷云羽及上冲云顶、褶皱及暗影表明对流云垂直发展高,垂直风切变大、上升气流强;(4)水汽云图上,头边界西南侧有晴空大气湍流发生,对流云沿干湿空气边界不断发展合并,最强天气出现TBB亮温梯度大值区;(5)影响温宿县、柯坪县产生大风的系统分别为脉冲风暴和阵风锋;(6)雷达图上表现出了三体散射、弱回波区、强回波偏移、径向速度辐合等特征。     

卫星云图分析

图为1975年19号西太平洋强台风11月22日07时的可见光云图照片。19号台风11月16日于西太平洋形成后向西北前进,在20日02时达到最大强度,最大风力为80米/秒,中心气压880毫巴,是西太平洋历史上最强的几个台风之一。之后台风开始减弱,22日07时(此图拍摄时)台风中心位置在20.4°N,135.1°E,最大风力为60米/秒,中心气压为920毫巴。从甚高分辨率云图上可以清楚地看到:19号台风具有较大的圆形眼区,眼区内有低云存在,眼区存在低云的事实过去已为观测所证实。由暗影及云的亮度可以判断眼壁区的云墙垂直高度很高。台风的螺旋云带结构很清楚、对称。靠近台风涡旋区的中心,云带几乎以同心圆旋入中心,这是台风进入     

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。     

卫星水汽图像和位势涡度场在一次变性台风暴雨过程中的解译应用

利用FY-2E卫星水汽图像、常规气象观测资料和ERA-Interim再分析资料,将高层动力场和水汽图像结合,对山东半岛一次台风和冷空气相关的大暴雨过程进行了解译分析。结果表明:台风北上过程中,槽后冷空气入侵台风环流,涡旋云系与斜压叶状云相结合,低层出现锋生。在卫星水汽图像上,台风的非对称结构表现为涡旋北侧加强的湿上升运动和南侧入侵的干闯入,具有高位涡特征的水汽暗区是活跃的动力干带。高空急流带位于短波槽前叶状云向极一侧边界附近的湿上升区一侧,急流的增强与水汽图像上明暗边界的锐化有关,暴雨区位于动力干带前方的湿上升区和高空急流入口区的右侧。强降水发生时,动力干带引起的高层位涡扰动造成正涡度柱的强烈下伸,与台风主体环流的正涡度柱在暴雨区上空形成相互贯通的涡旋系统。位涡异常区前侧的上升运动与台风环流本身的上升运动叠加,有利于加强对流层暖湿气流的抬升。卫星水汽图像体现了高层天气尺度动力强迫的特征,指示重要动力过程的发展。将卫星水汽图像和高层位涡场结合进行解译,有助于从水汽图像上判别高空动力特征的演变,为台风暴雨监测提供参考信息。     

基于AHI观测的全天气条件海表温度反演

基于搭载在日本新一代静止气象卫星Himawari-8上的先进葵花成像仪(Advanced Himawari Imager,AHI)观测资料,研究了高时空分辨率的、全天气条件的海表温度(Sea Surface Temperature,SST)反演算法。本算法包括两步:第一步,根据云检测算法划分晴空和云区,然后利用非线性SST(NLSST)方程由红外亮温估计晴空SST;第二步,在有云区,先由前5 d同一时刻的晴空SST进行初步补缺,然后再利用Barnes插值完善云区SST估计和进行异常点平滑。最终得到时间分辨率为10 min、空间分辨率为0.05°的全天气条件海温分布。利用移动浮标的观测SST验证,晴空区SST估计的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和平均误差(Mean Error,ME)分别为0.857 K和0.017 K。全天气条件SST估计的RMSE和ME分别为0.872 K和-0.005 K。     

秋季台风“彩虹”引发的清远暴雨过程分析

为研究1522号台风"彩虹"影响过程中清远地区的暴雨产生机制,利用高空常规气象资料、FY2E红外云图、区域加密自动气象站等资料,应用天气动力学诊断分析方法,对台风"彩虹"的移动路径、环流形势、物理量场和卫星云图特征进行分析。结果表明:该次暴雨过程,副高和低空急流的作用十分显著。低空急流生成于热带气旋右侧,不断将低层高能暖湿空气向暴雨区输送,是暴雨区低空不稳定层结的建立者和维持者,再加上多支低层气流辐合,为暴雨的产生提供了充足的水汽条件和不稳定条件。另外,台风牵引西南季风北上,螺旋云系源源不断北上影响同一区域是暴雨产生的重要原因。     

两次西行热带气旋影响云南降水对比分析

利用常规观测资料、中国气象局上海台风研究所(CMA-STI)热带气旋最佳路径数据和FY-2C卫星云图观测资料,以0608台风派比安和0809强热带风暴北冕两个西行热带气旋影响云南降水为例,通过其路径、降水量、移动速度、环境场和物理量场的对比分析,结果表明:两次台风源地、移动路径及登陆地点、影响时段、最大降水落区相同,但影响时间长度、影响范围和造成的灾害程度后者强于前者;西南季风与热带辐合带(ITCZ)较活跃,副热带高压西伸增强,并有低空急流、辐合区配合台风低压环流共同作用是热带气旋导致云南强降水的重要天气背景;云图中尺度分析发现,多种系统的共同作用,导致台风环流持久不消,进而易激发多个α-中尺度对流系统(MαCS)和β-中尺度对流系统(MβCS)云团生成并持久维持,是台风低压强降水发生的直接原因;物理量场的诊断分析表明,活跃的季风系统,使孟加拉湾和南海构成强大的水汽通道,伴随低空急流的建立和增强,致使大量不稳定能量和水汽向云南输送,在云南形成条件性对称不稳定(CSI)和深厚斜压性的正反馈机制,是导致云南强降水的重要物理机制。