AMSU资料监测新疆雪盖范围的初步应用

分析了沙漠、森林、草原、平原、高原地区以及水体、积雪等主要地表特征在NOAA-16 AMSU(Advanced Microwave Sounding Unit)对地观测最为敏感的23．8、31．4和89．0GHz通道中的光谱特性,提出了利用这3个通道监测中国新疆地区雪盖范围的方法,并得到了2001年10月到2002年3月新疆地区的旬雪盖图。AMSU监测结果与地面观测记录“点对点”的对比验证结果表明：绝大多数时间段的判识准确率在70％以上,雪盖率的变化趋势与地面观测结果也基本一致,从而确认了监测方法的可靠性及AMSU资料用于积雪监测的能力。另外,简单分析了影响AMSU监测精度的因素,并指出了需要解决的几点问题。     

利用SSM/I数据判识我国及周边地区雪盖

积雪参数是气候学和水文学研究中所需的重要物理量, 确保积雪参数测定的准确性与及时性对于气候学研究、水文应用以及防灾减灾都非常重要。利用微波数据可获取有云存在时的积雪覆盖图, 遥感雪深和雪水当量信息。采用微波数据判识雪盖并得到积雪状态 (干、湿) 信息, 不仅可以弥补利用光学遥感数据判识雪盖的不足之处, 而且也是利用微波数据反演雪深和雪水当量参数必需的先期工作。该文介绍利用SSM/I的多频双极化微波数据开展我国及周边地区积雪判识方法研究的结果。分析国外全球判识方法的雪盖判识结果指出, 国外算法易在青藏高原等地区将冻土误判为积雪, 造成雪盖面积的偏高估计。研究给出了在我国及周边地区 (17°~57°N, 65°~145°E) 利用SSM/I数据判识积雪的改进方法, 在完成积雪判识的同时还给出了雪深和积雪状态的定性信息, 与已有全球雪盖判识方法相比有较大改进, 大大减小了青藏高原等地区冻土对积雪判识的影响。     

用星载先进微波探测器（AMSU）资料开展区域地表洪涝分类监测

以微波辐射传输模式为基础，正演模拟分析星载先进微波探测器（AMSU）窗区通道微波亮温对地表洪涝信息的敏感性，结果表明中心频点分别为31.4、50.3和89.0 GHz的AMSU窗区通道2、3和15的微波亮温对地表洪涝特征敏感；以正演模拟计算结果为基础，选择对地表洪涝特征敏感的AMSU窗区通道为因子，组合形成AMSU洪涝指数AFI(AMSU Flooding Index)，进行地表洪涝区分类研究；地表洪涝分类结果与经机-地校验过的机载合成孔径雷达L-SAR资料分析结果进行对比分析，分类正确率可达73%。短时监测试验结果表明，应用美国第5代极轨业务环境卫星上装载的先进微波探测器（AMSU）微波资料可以在准全天候条件下，实现区域地表洪涝区分类实时监测，有效弥补红外和可见波段洪涝遥感探测技术在云天条件下无法实施的缺陷。     

应用先进微波探测器AMSU资料遥感反演春季陆地表层湿度

利用先进微波探测器(AMSU)正演快速微波辐射传输模型,完成了AMSU 窗区通道亮温与地表温湿特征的相关性分析,根据模拟计算结果改进了现有业务上反演地表微波辐射率的统计分析方法,得到适用于我国非冻土积雪覆盖地区地表微波辐射率反演的指数分析模型;进一步通过地表微波辐射传输模型迭代反演得到土壤体积含水量信息.2001年相互匹配的AMSU资料和地面农业气象观测站地表相对湿度观测结果的对比分析表明二者间具有一定的相关性.利用2002年3月和2003年3月的AMSU资料,反演了我国陆地区域地表湿度;连续两年春季地表湿度反演结果的对比分析表明,与2002年春季相比,2003年我国北方沙尘暴发生源区地表湿度反演值普遍偏高,潮湿的下垫面特征与沙尘暴发生频次的减少之间有一定的对应关系.试验结果表明,利用AMSU遥感资料可以获取大范围陆地表层湿度信息,进行区域尺度陆地表层湿度特征的动态分析,为我国沙尘暴监测分析提供陆地表层湿度基础信息.     

遥感-测站相结合的动态雪深反演方法初探

该文结合2000年专用传感器微波成像仪(SSM/I)的亮温数据和我国观测站雪深资料,提出了一种遥感-测站相结合的动态雪深反演方法,试图用统计关系的时空动态化方案克服理论上亮温与不同类型积雪之间物理关系的复杂性,从而提高测站稀疏区和雪盖边缘区的雪深反演精度。其最大特点在于反演系数并不固定,而随时间和空间变化,较好地改善了单一系数反演方法中积雪物理性质的区域性差异和时间(季节)性差异带来的反演误差。初步分析表明:这种遥感-测站相结合的反演方法所得的积雪空间分布连续性好,在雪盖边缘区和站点稀疏区也能得到较合理的雪深数据;与静态遥感反演法和可见光雪盖面积相比,这种方法克服了它们在华北和华中低估雪盖面积的缺点,积雪面积分布更接近真实场,对西部积雪分布的反演也有一定改善。     

基于AVHRR资料的内蒙古积雪监测业务系统

基于NOAA—AVHRR/3数据,通过分析NOAA/AVHRR资料中云和雪的光谱特征,在已有的研究成果基础上做了大量的试验分析,建立了内蒙古地区日、旬积雪自动监测算法程序和流程。积雪监测算法以概率结合阈值法为基础,采用FORTRAN77语言编写了相应软件程序,以及特殊情况下的手动监测算法程序和流程,实现对内蒙古地区冬季雪盖的日、旬定期和定时监测。该系统对于监测内蒙古地区的雪盖有较好的效果。     

新疆雪盖特征分析

研究和论述了新疆雪盖的若干特征，在利用NOAA／AVHRR监测了1990年9月至2000年6月新疆积雪的基础上，绘制了新疆13个地州（区）的10年旬平均积雪盖度变化曲线，并就各地的雪盖特征、雪盖增长和衰减模型进行了讨论，建立了北疆6个地州（区）雪盖的气温、降水复合模型。     

冬季亚欧大陆雪盖与湖南汛期降水

雪盖是长期天气预报的重要因子。早在上世纪80年代,印度学者利用喜马拉雅山冬春积雪来做夏季印度雨量的预报。雪盖对长期天气过程的影响长期以来没有取得进展的基本困难是缺乏大范围的连续观测资料。从1966年10月开始美国海洋大气局(NOAA)的国家环境卫星局(NESS)首先编制了每周的北半球冰雪覆盖图。此后,人们可以获得大陆的雪盖面积。70年代以来,Hahn和Shukla(1976)、陈烈庭、李麦村、赵溱(1984)、符淙斌、王绍武、叶笃正等曾从事实分析探讨了北半球不同部分的积雪与气候变     

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。     

1988～1998年北半球积雪时空变化特征分析

利用NOAA提供的北半球近10年(1988～1998)逐周雪盖观测资料，通过引入年或季节累积雪盖周数作为对雪量累积情况的定量衡量，对北半球雪盖变化时空特征进行了分析。结果表明:近10年来，北半球积雪年际变化的关键区位于青藏高原、蒙古高原、欧洲阿尔卑斯山脉及北美中西部，其中青藏高原是北半球积雪异常变化最强烈的区域。青藏高原和欧亚大陆其他地区积雪变化的关联表现为两种不同的时空变化型，第一种型表现为青藏高原地区和其他地区(如欧洲、俄罗斯远东地区)积雪的同位相趋势性增多；第二种型表现为青藏高原地区和中亚地区积雪变化同位相，而和蒙古高原－我国东北地区积雪变化反位相的年际振荡。     

Intercomparison of the performance of MM5/WRF with and without satellite data assimilation in short-range forecast applications over the Indian region

The present study is conducted to verify the short-range forecasts from mesoscale model version5 (MM5)/weather research and forecasting (WRF) model over the Indian region and to examine the impact of assimilation of quick scatterometer (QSCAT) near surface winds, spectral sensor microwave imager (SSM/I) wind speed and total precipitable water (TPW) on the forecasts by these models using their three-dimensional variational (3D-Var) data assimilation scheme for a 1-month period during July 2006. The control (without satellite data assimilation) as well as 3D-Var sensitivity experiments (with assimilating satellite data) using MM5/WRF were made for 48 h starting daily at 0000 UTC July 2006. The control run is analyzed for the intercomparison of MM5/WRF short-range forecasts and is also used as a baseline for assessing the MM5/WRF 3D-Var satellite data sensitivity experiments. As compared to the observation, the MM5 (WRF) control simulations strengthened (weakened) the cross equatorial flow over southern Arabian sea near peninsular India. The forecasts from MM5 and WRF showed a warm and moist bias at lower and upper levels with a cold bias at the middle level, which shows that the convective schemes of these models may be too active during the simulation. The forecast errors in predicted wind, temperature and humidity at different levels are lesser in WRF as compared to MM5, except the temperature prediction at lower level. The rainfall pattern and prediction skill from day 1 and day 2 forecasts by WRF is superior to MM5. The spatial distribution of forecast impact for wind, temperature, and humidity from 1-month assimilation experiments during July 2006 demonstrated that on average, for 24 and 48-h forecasts, the satellite data improved the MM5/WRF initial condition, so that model errors in predicted meteorological fields got reduced. Among the experiments, MM5/WRF wind speed prediction is most benefited from QSCAT surface wind and SSM/I TPW assimilation while temperature and humidity prediction is mostly improved due to latter. The largest improvement in MM5/WRF rainfall prediction is due to the assimilation of SSM/I TPW. The assimilation of SSM/I wind speed alone in MM5/WRF degraded the humidity and rainfall prediction. In summary the assimilation of satellite data showed similar impact on MM5/WRF prediction; largest improvement due to SSM/I TPW and degradation due to SSM/I wind speed.     

利用MODIS产品分析东北地区积雪覆盖状况及冬季气候特征

利用Terra卫星MODIS产品提取了东北地区2000-2005年积雪覆盖率信息,给出了近5a积雪覆盖率的时空变化和可信度信息,可以作为流域融雪径流预报模型的输入参数使用,也可以作为区域性积雪对气候反馈的研究依据.依照积雪覆盖的时间序列图及分布图分析了各年份冬季冷空气强度及变化和次年春季融雪状况.     

陆面过程模式中积雪过程的参数化及初步试验

为了用气候模式研究冰雪圈变化的气候效应，我们在已经发展的土壤－植被－大气模式基础上，考虑积雪改变表水文和反照率的参数化，建立了包含雪盖问题的陆面过程模式。利用中国西北黑河地区的ＨＥＩＦＥ实测气象和辐射资料，检验了模式对大气降雨和降雪的响应，结果表明，该模式描写的各种物理过程合理，一些可观测要素（如地面温度和地表净辐射通量）的演变特征与实况相当一致。     

1961-2014年青藏高原积雪时空特征及其影响因子

利用青藏高原(下称高原)1961-2014年地面110个气象站积雪深度、积雪日数、气温和降水逐日资料,系统地分析了高原积雪深度和积雪日数时空特征,并进一步探究了高原积雪深度和积雪日数与气候因子和地理因子之间的关系。研究发现:1961-2014年高原年平均积雪深度和积雪日数分别为0.26 cm和23.78 d,空间和季节尺度上分布不均匀,且积雪深度和积雪日数大值并不完全重合;在整体变化趋势上,积雪深度和积雪日数均呈缓慢下降趋势,分别为-0.0080±0.0086 cm·(10a)^-1(p=0.36)和-0.64±0.47 d·(10a)^-1(p=0.17),但在数理统计上不显著,且各站点差异性大;积雪深度和积雪日数在春季、冬季和年表现为“减-增-减”的年代际变化特征,而在秋季为“增-减”的变化特征;气温与积雪深度和积雪日数均有较好的相关性,冬季的降水与积雪深度和积雪日数高度相关;积雪深度和积雪日数随海拔呈增加趋势,积雪日数与纬度也高度相关,但积雪深度与纬度的相关性不明显。     

MSU/AMSU微波亮温用于海洋高空大气温度气候变化研究的适用性探讨

利用美国大气海洋局卫星应用和研究实验室 (The Center for Satellite Applications and Research,STAR) 提供的MSU/AMSU卫星微波亮温资料V3.0版本,结合三套再分析资料数据集,通过对海洋上空不同高度、不同区域及不同季节的适用性分析,来探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域高空大气的温度变化特征,并通过合成分析揭示亮温资料与海洋的响应关系,从而探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域上的适用性和科学性。结果表明:（1）MSU/AMSU亮温资料在30 °E~70 °W,15 °S~15 °N范围的热带海洋区域适用性较好;（2）热带海洋区域对流层上层和中层大气均呈增温趋势,变化速率分别为0.045 K/(10 a) 和0.107 K/(10 a),增温突变现象出现在1980年代末—1990年代初,平流层低层大气呈降温趋势,变化速率为-0.345 K/(10 a),降温突变现象出现在1990年代中期;（3）在热带海洋区域,高空大气温度的变化趋势具有较强的区域性特征,相对于中东太平洋而言,印度洋-西太平洋区域的增、降温趋势变化更显著。对流层的增温幅度随高度的升高而有所降低。平流层低层的降温趋势在季节内变化不大,而对流层则是秋、冬季的增温趋势要明显大于春、夏季,冬季的增温尤为明显;（4）MSU/AMSU亮温资料对热带海洋温度异常有很好的响应关系,能在弥补海洋区域观测资料稀缺的情况下,对海洋区域起着较好的监测作用。      

Identification of ice properties in the Sea of Okhotsk using scattering index maps

Considered are simplified model concepts allowing the use of the AMSU microwave radiometer measurement data and the maps of scattering index (SI) compiled by them for estimating the variability of the thickness of thin and young ice as well as for obtaining principally new satellite information about the areas of the possible hummocking of ice cover. Demonstrated is the essential influence of deep cyclones on the ice thickness reduction due to the ice thawing from below in the areas where waves are driven under the ice from the warmer, not frozen part of the water area. Carried out is a comparative analysis of sea ice properties identified from SI maps and the traditional maps of ice condition analysis. Noted is a possibility of the useful application of all-weather SI maps for monitoring sea ice properties in the areas of their rapid variability formed during the periods of a deep cyclone passage.     

Retrievals of rain-rate over oceans from ssm/ i data using som model

1.IntroductionOverthepasttwentyyears,anumberoftheoreticalandexperimentalworkhasbeencarriedoutontheretrievalsofrain--ratefromthespace--bornemicrowaveradiometers.Inrecentyears,manyalgorithmshavebeendevelopedtoretrieverain--ratefromtheSSM/Idata(Barrettetal.,1994;Ebertetal.,1996;Ferraroetal.,1995andsoon).However,becauseofthecomplicatednonlinearrelationshipbetweenbrightnesstemperatures(BTs)andrain--ratewhichiscausedbyvariousphysicalprocesses,theretrievalresultsbystatisticallychasedalgorithmsare…