由GMS资料估算我国东部地区夏季地表净辐射

利用1994年6月、7月上海和北京地区08—17时地面观测资料及同期GMS卫星红外、可见光数字云图资料，用统计的方法讨论了地表净辐射与卫星测值之间的关系，建立了用卫星资料计算08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射的估算模式，并分别以1994年7月1日14时的云图和济南地区为例作了检验。结果表明用卫星数字云图资料估算地面08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射是可行的。     

卫星信号源在信道检测中的应用与方法

卫星信号源又称卫星信号发生器,在卫星通信领域被广泛使用.并在对卫星地面数据接收系统信道分系统进行检修维护方面发挥着重要作用.本文以FY-3A极轨气象卫星如何使用卫星信号源(以HMT-720M型信号源)为例,阐述了卫星信号源在信道分系统各环节测试维护中的应用方法.     

北京1980—1983年夏季云和降水的分析研究

根据北京地区1980—1983年夏季的5cm雷达回波和地面降水资料,作者研究了北京地区云和降水的特征.结果表明:具有不同结构特征和降雨过程的对流型、积层混合型(简称混合型)和层状型三种类型云体,产生了相应时空特征的地面降水过程.文章给出了它们的统计结果.     

太阳紫外光谱及NO2光解系数的观测

本文讨论了利用自动太阳光谱仪测量地面的紫外辐射光谱,并进一步计算了NO_2的光分解系数.光谱测量范围为310—375nm.测量结果表明,在北京地区秋季NO_2的光解系数变化在(1—4)×10~(-3)S~(-1),有明显的日变化.     

气象卫星综合应用业务系统

前言“气象卫星综合应用业务系统”即9210工程是国家85重点建设项目之一，总投资4．23亿元预计1998年底建成。系统由卫星通信子系统和计算机处理子系统两部分组成。9210工程卫星通信子统采用美国休斯网络公司的甚小口径天线地球站（VSTA—VerySmallApertureTerminal）卫星通信网络设备，由卫星话音网和卫星数据网组成。卫星话音网即电话地球站（TES—TelephongEarthStation）系统，以话音传输为主兼传数据。卫星数据网采用个人地球站（PES—PersonalEarthStation）系统，由卫星广域网、中速广播网、高速传输网三个子网组成。卫星通…     

青藏高原地区地-气系统的辐射平衡特征

本文利用1982年8月—1983年7月青藏高原热源野外考察期间的Nimbus7卫星观测资料,分析了高原及其邻近地区行星反照率、大气顶的射出长波辐射和地-气系统辐射平衡的区域分布及季节变化特征以及它们对天气气候的影响。同时配合同期的地面辐射观测资料,讨论了卫星资料与地面实测资料间的相互关系,为探索卫星资料的应用等作了尝试。     

近60年北京地区沙尘天气变化及路径分析

利用1951-2010年地面气象月报资料,根据北京发生沙尘天气情况下周围观测站发生沙尘天气的概率空间分布推断影响北京地区沙尘天气移动路径的方法,得到影响北京地区沙尘天气的主要通道是张掖—民勤—鄂托克前旗—大同—北京和锡林浩特盟二连浩特市—浑善达克沙地西部—张北—北京这两条路径之间。该区域内的巴丹吉林沙漠、乌兰布和沙漠、毛乌素沙地和浑善达克沙漠是影响北京地区沙尘天气的主要沙源地。     

辽宁省9210工程总体结构

9210工程即气象卫星综合应用业务系统是“八五”期间立项的国家大中型项目。该系统采用卫星通信、计算机网络、分布式数据库、程控交换机等先进技术,卫星通信和地面通信相结合,以卫星通信为主．把遍布全国的地市以上的气象台站的计算机网络连成一个大型的网络互连系统。卫星网络系统见图1。     

MODIS卫星遥感北京地区气溶胶光学厚度及与地面光度计遥感的对比

介绍MODIS卫星遥感气溶胶的方法,利用北京大学地面多波段太阳光度计的观测进行了对比,二者的相关性比较好.给出了描述北京地区气溶胶光学厚度分布的几幅图片.卫星遥感对于更好地研究空气污染提供了一种新手段,卫星遥感的气溶胶光学厚度弥补了地面观测空间覆盖不足的缺陷.卫星遥感的气溶胶资料不仅对全球和区域气候研究而且对城市污染分析提供了丰富的资料.     

14时地面温度对4月份冰雹天气的影响

运用气象统计学和天气学的原理和方法,分析黔东南州地面气象观测站1960—2004-04冰雹资料和1971—2004-04逐日14时地面0 cm温度资料,结果表明:14时地面0 cm温度梯度变化超过其临界值(0.64℃/10Km)与冰雹灾害天气的发生有直接的关系,其相关概率为100%。     

Study on Microwave Remote Sensing of Atmosphere, Cloud and Rain

In this paper, recent research of microwave remote sensing of atmosphere, cloud and rain in China is presented. It includes the following aspects:(1) Progress in the development of multifrequency radiometer and its characteristics and parameters;(2) Application of microwave remote sensing in prediction of atmospheric boundary layer. The atmospheric temperature profiles are derived with 5 mm (54.5 GHz) radiometer angle-scanning observations. Due to the fact that microwave radiometer could monitor the atmospheric temperature profile continuously and make the initialization of numerical model any time, it is helpful for improving the accuracy in prediction of the evolution of atmospheric boundary layer;(3) Theory and application of microwave radiometers in monitoring atmospheric temperature, humidity and water content in cloud. The field experiment of International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) at Shionomisaki and Amami Oshima of Japan for studies of cloud and weather has been described;(4) Satellite remote sensing of atmosphere and cloud. The TIROS-N TOVS satellite data are used to obtain at-mospheric temperature profile. The results are compared with those of radiosonde, with rms deviation smaller than that of the current operational TOVS processing;(5) Microwave remote sensing and communication. The atmospheric attenuations are derived with microwave remote sensing methods such as solar radiation method etc., in order to obtain the local value instantaneously. The characteristics of Beijing’s rainfall have been analysed and the probability of microwave attenuation of rain is predicted;(6) For improvement of the accuracy of rainfall measurement, a radiometer-radar system (λ= 3.2 cm) has been developed. The variation of rainfull distribution and area-rainfall may be obtained by its measurements, which may be helpful for hydrological prediction.The prospect of microwave remote sensing in meteorology is also discussed.     

近40年我国暴雨的年代际变化特征

概要回顾和总结了中国暴雨的卫星光谱遥感、被动微波遥感及主动微波探测的国内研究成果,并对卫星主被动仪器遥感研究中国暴雨的趋势进行展望。在卫星光谱遥感研究暴雨方面,学者们充分利用了红外通道亮温,监测暴雨云团发展变化,并结合再分析资料、雨量计观测结果、天气模式等,进行了很多具有应用价值的研究。在被动微波研究暴雨方面,主要将被动微波亮温结合变分同化系统,开展改善天气模式预报能力的研究,而很少利用被动微波多通道亮温来反演暴雨云参数。在卫星测雨雷达探测研究暴雨云结构方面,主要开展了暴雨降水结构的个例分析研究、暴雨强度及频次时空分布的统计分析研究。卫星多仪器与地基多仪器、模式资料、地面站和探空站等数据的综合应用,在未来暴雨监测及暴雨机理研究等方面将发挥重要作用;卫星多仪器遥感信号结合辐射传输模式和高分辨率云模式,可望未来获得暴雨云团内的大气动力学参数、大气热力学参数和云参数。

     

测量云液水柱含量的一个设想

云液态水柱含量是一个重要的气象学和云雾物理参数.对于云液水柱含量测量已发展了多种技术,但由于云在时空上变化很大,目前地基、飞机以及卫星测量的全部资料,都不能满足数值天气预报、人工增雨及气候变化研究等方面的工作需要.作者提出一种测云水的新方法,即从卫星-地面的微波衰减来确定云水(斜)柱量,并研究了此方法中的测量通道选择及测量方式问题,进行了初步的误差分析研究.结果表明,此方法在现有技术条件下可行,云水的测量精度不难达到20%～30%的水平.与卫星被动微波遥感结合起来,可获得精度更高的云水全球分布资料.     

95GHz云雷达对一次冷锋云系结构的观测分析

利用安徽寿县W-Band云雷达(95GHz,波长3.16mm)、地面微波辐射计、探空和地面观测等资料,对2008年11月5-7日一次冷锋云系的云结构进行了分析。结果表明,云雷达的多普勒速度可以初步确定粒子相态和大小以及是否存在雪晶或雨滴;在0℃层附近有回波暗带产生,这主要是由于波长为3mm的雷达对雪晶的衰减较强以及粒子的非Rayleigh散射引起的;云雷达观测可以清楚地识别混合云中的融化层。冷锋云系发展、演变过程及结构非常不均匀:锋面前部,在5～7km之间有一水凝物含量大值区,不断有长大的冰雪晶下落,使云底逐渐下伸,触地后产生间歇性阵性降水;降水过后,5km左右有一相对干层,上部为高层云,下部为散乱的多层云结构;冷锋临近,云层冷区没有水凝物含量大值区,回波强度较弱,暖区2km以下是干冷的东北气流,限制了雨滴通过暖雨过程增长,导致锋面降水强度较小,持续时间短。锋面后部4～7km高度,由于冰雪晶沉降,相对湿度较小,云层分裂成两层云;冷锋过后,出现了较强的降水,这主要是由暖雨过程产生的。     

Estimation of Indian summer monsoon rainfall using Kalpana-1 VHRR data and its validation using rain gauge and GPCP data

In the present study, an attempt has been made to estimate and validate the daily and monthly rainfall during the Indian summer monsoon seasons of 2008 and 2009 using INSAT (Indian National Satellite System) Multispectral Rainfall Algorithm (IMSRA) technique utilizing Kalpana-1 very high resolution radiometer (VHRR) measurements. In contrary to infrared (IR), microwave (MW) rain rates are based on measurements that sense precipitation in clouds and do not rely merely on cloud top temperature. Geostationary satellites provide broad coverage and frequent refresh measurements but microwave measurements are accurate but sparse. IMSRA technique is the combination of the infrared and microwave measurements which make use of the best features of both IR- and MW-based rainfall estimates. The development of this algorithm included two major steps: (a) classification of rain-bearing clouds using proper cloud classification scheme utilizing Kalpana-1 IR and water vapor (WV) brightness temperatures (Tb) and (b) collocation of Kalpana-1 IR brightness temperature with Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)-Precipitation Radar (PR) surface rain rate and establishment of a regression relation between them. In this paper, the capability of IMSRA as an operational algorithm has been tested for the two monsoon seasons 2008 and 2009. For this, IMSRA has been used to estimate daily and monthly rainfall and has been intercompared on daily and monthly scales with TRMM Multisatellite Precipitation Analysis (TMPA)-3B42 V6 product and Global Precipitation Climatology Project (GPCP) rain product during these two monsoon years. The daily and monthly IMSRA rainfall has also been validated against ground-based observations from Automatic Weather Station (AWS) Rain Gauge and Buoy data. The algorithm proved to be in good correlation with AWS data over land up to 0.70 for daily rain estimates except orographic regions like North-East and South-West India and 0.72 for monthly rain estimates. The validation with Buoys gives the reasonable correlation of 0.49 for daily rain estimates and 0.66 for monthly rain estimates over Tropical Indian Ocean.     

微波成像仪通道对降水云参数响应的数值模拟研究

由于降水云类型和结构等的差异,将导致微波信号出现不同的响应,因此基于星载微波仪器观测结果对降水云参数进行反演仍是目前国际上的难题之一。为了解层云和对流云等两类降水云的TMI微波信号特点,本文以相应的结构模型为基础,利用微波辐射传输模式MWRT分别模拟了不同下垫面和降水云参数条件下的TMI各通道微波亮温,并分析了各种组合通道信号,包括反映发射信息的极化差D(洋面)及反映散射信息的高频极化校正亮温PCT85(洋面)和高低频率垂直极化差VFD(陆面)的变化情况,以此从理论上探讨可能的降水反演方法。研究结果表明:在洋面,D和PCT85均随降水率的升高而减小,其中D_(10)和PCT85都能很好地反映降水率的变化,但分别受地表状况和云体性质(冻结层高度和霰粒大小)的影响较大;D_(19)和D_(37)虽然对下垫面状况和冻结层高度都不甚敏感,但随降水率的增加,存在极化丧失现象,因此不适合反演降水。在陆面,较高频取85 GHz的VFD与降水率有很好的对应关系,随降水率的增长而增大,其中VFD37-85受地表状况影响最小,但受云体性质影响较大;37 GHz对液态水变化敏感,其发射效应易混淆散射信号,故较高频取37 GHz的VFD10-37和VFD19-37不适合研究降水与微波信号之间的关系;层云与对流云存在有无霰粒的差异,会对微波散射性质造成影响,导致PCT85和VED对层云降水率的响应要高于对流云。     

星载双频风场雷达热带气旋降雨区测风模拟

基于大气辐射传输理论分别建立Ku波段和C波段的降雨模型,模拟热带气旋降雨区洋面的雷达回波并反演了洋面10 m风场,用于研究降雨对测风的影响以及风云三号双频风场雷达 (WFR) 的测风能力。分析表明:回波的衰减或增强取决于降雨衰减项和后向散射项的相对大小;热带气旋的降雨使反演风速偏小,风向精度降低,Ku波段相对于C波段更易受影响,在高风速 (超过30 m·s-1) 条件下,可达5~20 m·s-1的负风速偏差。反演结果表明:双频反演的新方法能够结合Ku波段与C波段的优势,双频最大似然估计 (MLE) 方法在分辨率上优于C波段单频反演,相对Ku单频反演能降低降雨对测风的衰减作用,结合双频MLE方法和C波段单频反演优势的分区反演方法可以显著减小降雨偏差,提高风速反演精度,在有风云三号湿度计同步观测的条件下,是提高热带气旋降雨区测风精度的有效手段。     

中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析

针对2002年6月23—27日发生于江淮地区的一次中尺度强暴雨过程，利用FY-1D，EOS和NOAA卫星的可见光、红外、微波通道遥感观测、反演资料，从相态、光学厚度、垂直结构等各方面分析云特征，并将分析结果与同时段地面雨量观测进行对比分析，发现云光学厚度大且云顶粒子为大粒子、冰相态是此次降雨过程中云团的主要云特征，地面雨量的大小与云光学厚度密切相关，两者间基本呈正相关关系；稳定少变的大光学厚度云或云光学厚度显著增大均可带来强的地面降水。微波资料可以很好地体现降雨云团的垂直结构。分析结果显示，卫星遥感对揭示中尺度强暴雨云团的云特征，具有很好的指示作用。     

微波链路测量降水研究综述

利用微波链路测量降水是降水测量的最新技术,具有作用于近地面大气、时空分辨率高等优势。文章总结了微波链路测量降水方法的发展现状和技术难点,结合微波通信的实际应用,分析了频段的选择依据、雨衰减量的精确测量和正演模型的精确建模需要考虑的因素,指出降水起始时间的准确识别和区域化反演算法是解决该方法实用化问题的关键技术,为利用微波链路测量降水的进一步研究提供了借鉴。     

初始云滴浓度（CCN）对对流性降水作用的数值试验

本文利用一个二维滞弹性非静力平衡云模式[1],选择三个典型个例,就初始云滴浓度（CCN）对对流性暖雨和冷雨过程的效应进行了数值试验。模拟结果表明：初始CCN对对流性降水影响较大。对暖雨过程而言,随着初始CCN的增大,地面累积降水量减弱;对冷雨过程而言,增大初始CCN,可削弱对流强度,减少地面累积降雹量,延缓液态水到达地面的时间,但最终增强了地面累积液态降水量。并且分析了初始CCN导致暖雨和冷雨过程这种差别的原因。