世界气象网站园地(十一)

一ＤＥＰＡＴＭＥＮＴＯＦＡＴＭＯＳＲＨＥＲＩＣＳＣＩＥＮＣＥＳＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＷＡＳＨＩＮＧＴＯＮ华盛顿大学大气科学系。这是华盛顿州立大学大气科学系的网站。网站分学术问题、天气气候信息以及大气科学系简介三个栏目。其中在天气气候信息栏目中包括了天气观测气候资料和预报、西北环境预报和观测以及太平洋西北区域ＭＭ５模式预报等三个栏目。该网站提供了大量的各类多普勒雷达观测产品、各类卫星探测产品、ＭＭ５模式的降水、温度、风场的预报图以及气候资料信息等。其资料的丰富以及共享程度，都应当引起我们…     

WINDOWS环境下卫星云图显示

通过讨论了ＷＩＮＤＯＷＳ环境下图形显示与ＤＯＳ环境下的区别，阐述了在ＷＩＤＯＷＳ环境下图形输出的一般处理方法，并针对中国气象局卫星气象中心开发的ＧＭＳ微机处理系统中的卫星云图图象数据格式，详细地质了如何在ＷＩＮＤＯＷＳ环境下显示卫星云图。     

WSR-88D多普勒天气雷达的运行设计和使用情况分析

介绍了上海市气象局ＷＳＲ－８８Ｄ型多普勒天气雷达的架设,通信传输,系统数据流,产品的获取方式,雷达可调参数设置等运行设计,并例举了１９９８年的三个应用实例,表明ＷＳＲ－８８Ｄ对强风暴具有很强的探测能力,通过对风暴的结构和多普勒风场连续演变的分析,在强风暴的短时预报中发挥了明显的作用。     

WSR—88D算法和产品改进的用户反馈信息

ＷＳＲ－８８Ｄ（ＷｅａｔｈｅｒＳｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅＲａｄａｒ１９９８，Ｄｏｐｐｌｅｒ），即美国１９８８年定型生产的下一代天气雷达，是目前美国全国天气雷达网的布点雷达。该雷达是全相干体制的多普勒天气雷达，它不但具有常规天气雷达扭具备的可以观测降水回波强度分布的特点，而且还能获得云体内部风场分 结构信息，是研究强对汉等中小尺度天气系统的有力工具。１９９８年上海市气象局从美国引进了一部ＷＳＲ－８８Ｄ     

WSR-88D常规产品集(RPS)的设置

ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达拥有７０余种产品（包括基本产品和导出产品）,大大提高了对天气现象的探测和预报能力。由于通讯、资料处理与存储等限制,在主用户处理单元（ＰＵＰ）上只能同时获取部分产品。对于不同的天气类型、现象及其不同的落区,各种产品组合的选定显得十分重要。常规产品集（ＲＰＳ）在ＷＳＲ－８８Ｄ的产品生成与分发中起了重要作用,本文对ＲＰＳ的设置作了分析和研究,提出针对不同情况的设置原理方案,并结合上海地区特点给出了实例     

短期数值预报产品统计释用系统

短期数值预报产品计释用系统是在吸收了各地ＭＯＳ预报应用研究和使用数值预报产品的经验的基础上，开展的以ＥＣＭＷＦ产品为基础的释用研究而建立起来的一套从资料处理、预报模型研制到日常业务运行的全自动化数值预报产品解释应用系统，该系统能够很好地应用于目前的Ｔ６３产品的释用。     

CISK、蒸发-风反馈机制和热带大气30-60天振荡

建立一个包含ＣＩＳＫ机制和蒸发－风反馈机制（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ－ＷｉｎｄＦｅｅｄｂａｃｋＭｅｃｈａｎｉｓｍ，简写为：ＥＷＦＭ）的热带大气运动的无耗散、线性斜压半地转模式，引入反映ＣＩＳＫ的无量纲凝结潜热参数η和反映ＥＷＦＭ的无量纲参数α，并求得模式系统的解析解。动力学分析和模式大气的计算结果进一步说明了ＣＩＳＫ和ＥＷＦＭ的共同作用是激发和驱动热带大气低频振荡的重要物理过程。     

WSR-88D常规产品集(RPS)的设置

ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达拥有７０余种产品,大大提高对天气现象的探测和预报能力。由于通讯,资料处理与存储等限制,在主用户处理单元上只能同时获取部分产品,对于不同的天气类型,现象及其不同的落区,各种产品组合的选定显得十分重要。常规产品集在ＷＳＲ－８８Ｄ的产品生成与分发中起了重要作用,本文对ＲＰＳ的设置作了分析和研究,提出针对不同情况的设置原理方案,并结合上海地区特点给出了实例。     

WSR-88D多普勒天气雷达冰雹探测算法及评价

详细介绍了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达冰雹探测算法的设计,使用,并进一步分析该算法存在的优点和不中,最后,指出业务运行中改进的使用步骤和方法,有效地提高了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达探测,预报冰雹的能力。     

短期数值预报产品统计释用系统

短期数值预报产品统计释用系统是在吸收了各地ＭＯＳ预报应用研究和使用数值预报产品的经验的基础上，开展的以ＥＣＭＷＦ产品为基础的释用研究而建立起来的一套从资料处理、预报模型研制到日常业务运行的全自动化数值预报产品解释应用系统，该系统能够很好地应用于目前的Ｔ（６３）产品的释用。     

中小尺度强对流天气的雷达回波图像生成方法

为生成复杂环境下的优质雷达回波图像，减少目标信息缺失现象与相对成像误差，提出基于中小尺度强对流天气的雷达回波图像生成方法。采用可最大限度保留雷达回波特性的傅里叶插值法，形成空间分辨率均匀的雷达回波三维规则网格数据；基于改进变分贝叶斯理论，实现中小尺度对流天气雷达回波图像超分辨重现，生成雷达回波图像。试验结果表明，该方法处理后的中小尺度强对流天气雷达回波范围与原图相似度高，可最大程度留存雷达回波信息，该方法能够生成清晰的雷达回波图像，且不存在目标信息缺失现象，相对成像误差极小。     

基于图像处理技术自动判别雷达异常产品

对雷达产品的实时监控是中国气象局气象探测中心运行监控实时业务工作的重要内容之一,因此实现自动化识别雷达异常产品具有重要的现实意义和研究价值。论述基于图像处理技术实现自动识别雷达异常产品,详细介绍系统实现模型及雷达数据异常自动识别算法,其中主要阐述了特征提取、迭代学习器等相关内容。通过对检测出的雷达产品异常产品分析表明,基于图像处理技术的雷达产品异常自动识别系统可以高效的、实时的检测出异常雷达产品,便于技术人员快速发现雷达异常并及时修复,也可作为雷达维修或雷达升级改造的依据,提高雷达的使用效率。     

RADARSAT数字图像积雪覆盖下地物解译方法

采用加拿大RADARSAT雷达数字图像,以新疆阿勒泰地区阿勒泰市、布尔津、吉木乃、哈巴河、福海5个县(市)为典型试验区,研究了积雪覆盖下雷达遥感图像地物解译的基本原理和几何纠正方法,比较分析了标准模式的地理参考高分辨率合成孔径雷达图像与经过亮度增强、边缘增强、图像增强、斑点压缩和纹理分析处理的图像上地物目视解译的特点,建立了积雪覆盖下雷达图像上耕地、水系、交通道路、居民地等与抗灾救灾密切相关的地物的解译标志。结果表明,可弥补可见光及近红外遥感积雪监测的缺陷,为雪灾发生区的救援决策提供科学依据。     

宁夏“5·16”强对流天气跟踪分析及预报模型建立

利用逐时自动站资料、WRF模式数值产品、卫星云图、雷达产品等资料对2009年5月16日宁夏冰雹、短时强风等强对流天气进行了跟踪预报分析。结果表明：利用水汽通量散度数值产品中大气低层水汽通量的辐合或辐散可作为对流活动产生的重要依据之一。而卫星云图中的强对流云团的识别和新一代天气雷达基本反射率强度、液态水含量、冰雹指数、中尺度气旋产品是短时冰雹天气及短时雷雨大风天气预报的有利工具。并对2004—2008年出现的冰雹天气进行统计分析,建立了宁夏冰雹天气预报预警模型。     

新一代天气雷达产品故障识别及监测预警系统设计实现

新一代天气雷达故障直接影响数据质量,异常产品的产生对短时临近预报预警带来了重大的影响,实现雷达异常产品实时监测具有一定现实意义。本系统采用WinForm 3层架构+ORM模型架构,通过统计纹理分析、灰度图像特征值分析等图像处理技术实现自动识别雷达异常产品。新一代天气雷达产品故障监测预警系统可以实时、高效、准确检测出异常雷达产品,满足强对流天气预警监测、天气雷达故障预警服务预判、天气雷达产品可用性服务等功能要求,从单部雷达产品数据中识别出异常回波,避免进一步影响多雷达组网拼图,对天气雷达组网产品的质量控制具有重要的意义。     

数字化天气雷达联网拼图与卫星云图综合实时处理系统

在ＭＹＴＲＯＮＳ系统的综合处理环节中，设计和研制成功具有双重功能的ＭＹＷＭＳ系统。它不仅系统ＦＲＯＮＴＩＥＲＳ工作站一样，能综合处理雷达网和卫星图象，作出云雨场的分析和外推预报，而且还具有长江中游雷达网自动拼图的中央处理功能。     

Radar imaging of the ocean surface

Radar sensors are being used to provide two-dimensional imagery of the ocean surface. The radar image has a brightness variation which is proportional to the local backscatter cross-section of the surface at the wavelength of observation. The backscatter cross-section is, in turn, a function of the local surface topography and, in the case of a coherent radar system, of the surface dynamics. The synthetic-aperture radar imaging technique produces very high resolution images essentially independent of the distance to the surface being imaged. This technique is discussed in some detail. The emphasis is on recent observations of a large variety of ocean surface patterns. Deep ocean waves have been observed under a variety of weather conditions, including hurricanes. Breaking waves are observed because of the increase in roughness and the presence of foam. Discrete wave-like patterns, which resemble internal wave trains, have been observed in numerous locations; and eddy-shaped, linear, curvilinear and periodic slicks have also been seen. The different models for wave image formations are briefly reviewed. Specifically, the roughness modulation, tilt modulation, and orbital velocity models are discussed. Finally, it is shown that surface randomness does not destroy the coherence of the signal needed to generate the synthetic-aperture image because of the short-term coherence of the small Bragg waves.This paper presents the result of one phase of research carried out at the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, under contract NAS7-100, sponsored by the National Aeronautics and Space Administration.     

利用MATLAB实现CINRAD/CC雷达回波三维显示

基于MATLAB对CINRAD/CC雷达基数据文件进行读取和解析,并利用Matlab的图像处理技术对雷达产品进行三维图形的建模和着色,将不同仰角、不同类别的雷达产品形成以三维坐标表示的图像像素集合,实现了CINRAD/CC多普勒天气雷达反射率因子、径向速度、谱宽等产品的三维显示。三维显示的雷达回波产品可通过旋转控制任意改变视角,可以方便、直观地充分观察各仰角层次、各方位角度雷达回波的细节和空间分布情况,便于快捷、直观地了解回波的三维结构特征。     

On the use of marine radar imagery for estimation of properties of the directional spectrum of the sea surface

Abstract

The “sea clutter” observable on a standard marine navigation radar has long been recognized as a potential source of information about sea state. In the last decade a number of researchers have published “directional wave spectra” calculated from marine radar images. Our group has continued this line of research using a unique radar system that digitizes and stores radar images eight bits deep directly related to the strength of the radar backscatter.

Our system was deployed on the CSS Hudson during the Grand Banks ERS‐1 SAR Wave Spectrum Validation Experiment cruise in November 1991. We collected in excess of 3000 sea surface backscatter images. From this dataset we have produced a number of directional spectra in an effort to understand the performance of the sensor and to compare it with other wave determining instruments and models.

Analysis has shown a strong azimuthal asymmetry both in the strength of the backscattered signal and in the relative strength of spectral peaks. This asymmetry is similar inform to that observed in scatterometer data. Unbiased estimation of the “true” image spectrum requires removal of these asymmetries. This estimation has been accomplished through calculation and removal of a non‐linear multi‐parameter least‐squares model of the backscatter from each image, and averaging of spectra from many look directions. The resulting spectra compare favourably with those calculated from directional wave buoy data, satellite and aircraft SARs and other directional wave measurements and models.     

一种改进的循环神经网络雷达图像外推算法

临近强降水预报目的是预测未来两小时内局地降水强度的分布,准确的外推雷达图像可以为临近强降水预报提供准确的时空参考数据。近两年循环神经网络模型应用于天气雷达回波图象外推得到了较好的结果。本文基于分析现有ConvLSTM和TrajGRU模型的基础上,从输入雷达数据层数和修改模型损失函数两个方面对循环神经网络外推模型进行改进,并对业务上的雷达图象序列和竞赛雷达图象序列进行试验。试验结果表明,改进的外推模型能更好地捕捉时空相关性,具有更精确的外推效果。