浅谈利用卫星云图资料估计降水的方法

本文介绍了卫星云图估计降水的几种方法,并通过对卫星云图数据的处理得到实时亮温场,建立亮温场与降水量之间的相关方程,进行降水估算。     

淮河流域致洪暴雨预警系统

介绍淮河流域暴雨预警系统和所采用的处理方法。该系统利用合肥CIN—RAD雷达体扫资料，配合地面雨量观测资料，采用最优判别系教法建立了适合淮河流域的孔关系，用以估算每6分钟的降水量。此外系统还在区分GMS-5卫星云图上不同种类云系的基础上，配合地面观测，采用数理统计方法建立了淮河流域GMS-5卫星估算降水多通道经验公式。在CINRAD雷达和GMS-5卫星的雨量估算结果的基础上，通过与站点观测雨量的对比分析，利用数理统计方法对这两类估算雨量资料进行了集成。集成估算得到的雨量值较单独用CINRAD雷达或GMS5卫星进行雨量估算的结果在精度上有所改进，能更精确地对淮河流域雨量进行估算，进而结合HLAFS数值预报产品进行致洪暴雨的预警。该系统在2003年汛期成功地对淮河流域出现的几次暴雨过程进行了预警，汛期服务效果显著。     

用可见光与红外云图资料综合作降雨量估算的试验

利用红外和可见光云图亮温资料估算单站降水量级,结果发现红外和可见光云图结合估算降水量效果比单用红外云图效果要好,大雨的空报率明显降低。     

用可见光与红外云图资料综合作降雨量估算的试验

利用红外和可见光云图亮温资料估算单站降水量级,结果发现红外和可见光云图结合估算降水量效果比单用红外云图效果要好,大雨的空报率明显降低。     

利用卫星云图估算黄河中游地区平均面雨量

介绍了利用卫星云图资料估算黄河中游面雨量的基本方法：将GMS卫星1h间隔的可风和红外云图作为判别的两个特性进行分类，确定红外光线资料的所有最小值点作为对流核；多参照Negri-Adler的方法，应用斜率参数消除卷云；应用－维云模式确定红外线图上对流核的降水率，层状云降水通过一个温度阈值给出。另外，通过2001年7月26日至28日黄河流域出现的一次较强降雨过程进行应用分析，得出结论－－利用卫星云图估算黄河中游地区平均雨量的方法具有很好的实用价值。     

利用卫星云图对层状云进行降水估算指导增雨决策

本利用Micaps系统提供的FY-2及GEOS-9两种卫星云图资料，通过降水与云图多通道纹理的统计方法建立相关方程，进行降水的估算试验。试验结果表明，可以对增雨作业的决策起到一定指导作用。     

利用卫星云图估算焦作市4-9月12h降水

利用2004-2006年FY-2C卫星云图资料,统计了云顶亮温与焦作市降水量的关系;并根据相邻两张云图中云顶低亮温中心移动的距离和时间,确定云的移速。在此基础上,建立了层状云和积状云降水估算方程。经对2005-2006年估算结果统计,层状云有无降水预报准确率为80%;对4次积状云降水的估算结果为1次漏报、1次降水量级误差较大、2次预报正确,准确率达50%。     

综合应用探空、雷达回波、卫星云图资料估算短时降水量的一种方法

本文提出了一种用常规探空资料、雷达高扫回波资料,推算卫星云图上降水云区对应云顶温度范围的方法,并对[1]中用数字化卫星云图资料估算0—6小时降水量的方法作了改进。实际应用证明,改进后的预报方法大大降低了短时大到暴雨预报的空报率,具有较好的实用价值。     

利用卫星云图对中苏边境日降水量的估算

引言本文介绍运用卫星云图资料对中国和苏联上空秋末到初春的降水量的估算方法,所用的资料是诺阿-4号卫星的两种云图。一种是在上午9时左右(当地时间—下同)和下午8时左右分别拍摄的红外云图;另一种是上午9时拍摄的可见光云图。两种云图的分辨率都是2.5公里。做法分三步:(一)在相隔约12个小时拍摄的两张红外云图上划出降水云区的范围;(二)运用专门制作     

利用卫星云图估算焦作市4-9月12h降水

利用2004-2006年FY-2C卫星云图资料,统计了云顶亮温与焦作市降水量的关系;并根据相邻两张云图中云顶低亮温中心移动的距离和时间,确定云的移速.在此基础上,建立了层状云和积状云降水估算方程.经对2005-2006年估算结果统计,层状云有无降水预报准确率为80%;对4次积状云降水的估算结果为1次漏报、1次降水量级误差较大、2次预报正确,准确率达50%.     

Shapley-模糊神经网络方法在华南台风卫星云图的长时效滚动预测中的应用

为了更好地利用大量的卫星云图观测资料来提高台风暴雨的预报能力,解决并提高对台风强降水云系变化的预报精度,延长对未来云系变化的预报时效,构建基于合作对策Shapley-模糊神经网络的华南区域台风卫星云图非线性智能计算滚动集合预测模型,对增强卫星云图资料在台风暴雨天气预报中的实用性和及时性具有重要意义。依据2013—2016年华南区域台风影响过程的卫星云图,采用类似于数值预报模式的集合预报方法,通过对间隔6 h的卫星云图云顶亮温样本序列做经验正交函数分解,将提取出的时间系数作为云图预报建模的预报分量。考虑台风云系的发展变化主要受云团环境物理量场的影响,利用数值预报模式的物理量预报产品作为各预报分量的预报因子,并采用k-近邻互信息估计的分步式变量选择算法,通过两步过程实现相关变量的选择与弱相关变量的剔除,分别建立相应时间系数的Shapley-模糊神经网络集合预报模型,进一步将预报得到的各时间系数与空间向量合成,重构得到未来时刻的卫星云图预报图,实现了云图6—72 h的长时效客观滚动预测。试验结果表明,新方案所预测的云图与实况云图相关较高,重构云图的基本轮廓、纹理特征分布、清晰度以及云系强弱方面都比较接近原始云图。另外,研究进一步基于相同的云图预报因子,针对同样的建模和预报样本采用多元线性回归方案进行和新方案一致的云图预测。对比结果表明,这种非线性预报模型比线性方案能更好地预报未来较长时效台风云团的发展、移动的主要特征和变化趋势,其预测的云图与实际云图的主要特征更相似。云图预报时效达到了72 h,具有业务实用价值。      

利用TRMM卫星资料对人工增雨云系模式云微观场预报能力的检验

文中利用TRMM卫星测雨雷达探测反演的云水、雨水、云冰和降冰4种云参数产品及实况降水资料,对比检验该人工增雨云系业务模式对云微观场和地面降水场的预报能力.结果表明,人工增雨云系模式系统对降水的预报能力要略优于现行业务运行的GRAPES模式;人工增雨云系模式系统能较好地预报云系系统云物理微观量的垂直结构特征,模式预报的微观场与卫星监测吻合较好;在播撒窗区的水平分布上,模式预报的各水凝物分布形势和强中心位置与卫星监测一致,其大小也接近监测值;人工增雨云系模式能较好地预报云的微观场和天气形势场,可作为云系人工增雨条件决策的重要参考依据.     

河南短时暴雨落区预报系统

“河南短时暴雨落区预报系统”是利用雷达和卫星云图资料建立的短时暴雨落区预报系统。系统建立在雷达资料定量测量降水估测区域降水量和利用云图资料估测暴雨落区的基础上，并使用现有的地面资料，制作1h和3h短时暴雨落区预报。     

利用卫星云图作广西强降水短时预报

构造天气学意义明确的卫星云图状态函数模型，在对云层进行分类的基础上，定量提取卫星云图参数，通过与云图模板的相似运算寻找短时预报指标。试报结果表明，这种方法对提高强降雨落区的短时预报准确率是可行的。     

ESTIMATION OF OBSERVATION IMPACT WITH AN ENSEMBLE SENSITIVITY METHOD

The ensemble based forecast sensitivity to observation method by Liu and Kalnay is applied to the SPEEDY-LETKF system to estimate the observation impact of three types of simulated observations. The estimation results show that all types of observations have positive impact on short-range forecast. The largest impact in Northern Hemisphere is produced by rawinsondes, followed by satellite retrieved profiles and cloud drift wind data, which in Southern Hemisphere is produced by satellite retrieved profiles, rawinsondes and cloud drift wind data. Satellite retrieved profiles influence more on the Southern Hemisphere than on the Northern Hemisphere due to few observations from rawinsondes in the Southern Hemisphere. At the level of 200 to 300 hPa, the largest impact is attributed to wind observations from rawinsondes and cloud drift wind.     

利用卫星云图作广西强降水短时预报

构造天气学意义明确的卫星云图状态函数模型,在对云层进行分类的基础上,定量提取卫星云图参数,通过与云图模板的相似运算寻找短时预报指标。试报结果表明,这种方法对提高强降雨落区的短时预报准确率是可行的。     

卫星云图反演资料质量控制方案在暴雨模拟中的对比研究

本文以2003年7月9～10日发生在江淮流域的暴雨过程为例，应用FY-2B卫星红外云图灰度资料，利用统计回归的反演方法求出高分辨率的温度和湿度的反演场用于改进预报的初始场。设计和对比了几种质量控制方案，再将控制后的反演场与常规资料进行同化，最后用MM5模式进行了模拟对比试验。结果表明：在模式的初始场中引入卫星云图反演场能反映出更为细致的中尺度结构，有效地增强了对降水有重要影响的高湿区；锋生函数质量控制方案改善模式的初始场，从而改善了MM5模式降水预报的落区和强度，提高了降水预报准确性及Ts评分。     

HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(II)暴雨和云的模拟

在HLAFS业务数值预报模式的动力框架下,利用文章(I)所述的显式云降水方案,对一次暴雨过程和伴随着的云物蓝砸淮伪?雨过程和伴随着的云物泪果表明,显式方案对降水落区和强降水中心位置的预报较原HLAFS的大尺度饱和凝结方案有明显改进.模式能合理地揭示出暴雨发生、发展过程中的云系演变规律和云物理过程.冰相过程对降水、中尺度热力和动力场有明显影响,特别是冰相过程有利于降水的早期的形成速率.与卫星TBB资料的对比分析表明,引进显式方案后,模式能较合理地模拟出云系的轮廓、位置、范围、强度、生消和移向,模式模拟出的云顶温度与卫星测量出的云顶温度较为一致.     

1991 年6月江淮持续暴雨的云系特征分析

通过对GMS静止卫星的红外数据处理，获得了1991年夏季江淮梅雨期暴雨大范围的平均云分布。对1991年6月6次江淮暴雨过程逐时和3小时的GMS红外云图动画和照片的分析，得到了该地区梅雨期暴雨的三种中低纬云系相互作用的云型演变模型图，并利用由卫星气象中心处理的NOAA卫星的TOVS水汽反演资料，结合低层的θse和急流分析，给出了1991年6月江淮暴雨的水汽输送的一些特征。