FY-2和GMS-5红外通道遥感图像质量的功率谱分析

根据遥感图像功率谱的性质,对比分析了FY-2和GMS-5扫描辐射计红外通道的图像质量。计算结果表明,FY-2红外通道遥感图像功率谱各分量之和不高于GMS-5红外A通道遥感图像的功率谱各分量之和。数值模拟试验的结果表明,FY-2红外通道的图像质量大体上与GMS-5红外A通道的图像质量相当。     

基于FY-2C红外资料进行夜间云检测的方法研究

应用2007年4月30日20时至5月1日03时的FY-2C红外亮温资料、地面云观测资料以及地理海拔高度资料,详细分析了无云条件下红外亮温与地理海拔高度之间的关系特征。通过建立夜间无云条件下红外亮温与地理海拔高度之间对应关系的标准数据库,以此为判据实现了有云区和无云区的分离,云检测个例结果表明正确率可达88%;将无云区误判为有云区的百分比为4%,同时将有云区误判为晴空区的百分比是8%。在云区的云检测正确率为82%;在无云区的云检测正确率达到92%。在业务化应用和适用性分析中,以5月1日00时资料建立的判据,分别对5月2日至5日00时整个区域进行云检测试验,分析结果表明其总体准确率与5月1日00时的基本接近但稍高,达到92%。在云区的判识正确率提高到93%,从而导致总体准确率稍微提高;而在无云区的判识效果与5月1日00时的一致为92%。     

FY-2A与GMS-5红外通道遥感数据的辐射定标

该文通过辐射传输模拟计算和匹配数据统计分析实现了FY-2A和GMS-5红外通道间的辐射定标.以辐射定标为基础将FY-2A红外通道和GMS-5红外A通道的遥感资料融合应用, 可以得到时间分辨率更高、空间视野更为广阔的静止卫星遥感资料.     

高速公路夜间大雾图像特征及其识别

基于高速公路夜间交通监控图像,选择其附近能见度自动监测数据作为图像是否有大雾的标准,分析有雾或无雾环境对光源及其成像的影响,提取相应的特征值,利用支持向量机的方法建立了大雾识别模型。结果表明:大雾存在时空气消光系数增大,LED电子显示屏、车灯等光源在图像上呈现出亮度减弱而梯度小,散射较明显的特点;纹理特征表明有雾时图片纹理简单、纹理较浅分布均匀,像素之间相关性大,无雾时则反之;模型评估得出临界成功指数为0.74,虚警率为0.18,有较好的识别效果。     

A New Algorithm for Sea Fog／Stratus Detection Using GMS-5 IR Data

A new algorithm for the detection of fog/stratus over the ocean from the GMS-5 infrared (IR) channel data is presented. The new algorithm uses a clear-sky radiance composite map (CSCM) to compare the hourly observations of the IR radiance. The feasibility of the simple comparison is justified by the theoretical simulations of the fog effect on the measured radiance using a radiative transfer model. The simulation results show that the presence of fog can be detected provided the visibility is worse than 1 km and the background clear-sky radiances are accurate enough with known uncertainties. For the current study, an accurate CSCM is constructed using a modified spatial and temporal coherence method, which takes advantage of the high temporal resolution of the GMS-5 observations. The new algorithm is applied for the period of 10-12 May 1999, when heavy sea fog formed near the southwest coast of the Korean Peninsula. Comparisons of the fog/stratus index, defined as the difference between the measured and clear-sky brightness temperature, from the new algorithm to the results from other methods, such as the dual channel difference of NOAA/AVHRR and the earth albedo method, show a good agreement. The fog/stratus index also compares favorably with the ground observations of visibility and relative humidity. The general characteristics of the fog/stratus index and visibility are relatively well matched, although the relationship among the absolute values, the fog/stratus index, visibility, and relative humidity, varies with time. This variation is thought to be due to the variation of the atmospheric conditions and the characteristics of fog/stratus, which affect the derived fog/stratus index.     

基于晴空阈值法的全天空红外图像云量计算

为提高新疆戈壁地区云的自动化观测水平,基于全天空红外成像仪(WSIRCMS)获取的红外辐射图像,利用辐射传输模式SBDART分析了仪器测量波段对有云无云状况的敏感性并构建了拟合方程,同时利用典型季节的晴空辐射样本拟合了晴空曲线并统计形成了晴空阈值,最后利用统计晴空阈值对全天空红外辐射图像进行云像素识别和总云量计算。将不同季节总云量计算结果同人工观测结果对比验证表明：观测时段算法计算总云量和人工观测总云量差值在±2成以下的概率均在80%以上,说明该方法具有较高的准确度和较强的实用性,在观测业务中具有较好的应用前景。     

GMS-5水汽图像所揭示的青藏高原地区对流层上部水汽分布特征

该文利用1995年6月中旬至7月初GMS-5水汽图像,对青藏高原地区对流层上部水汽分布进行了初步分析。发现高原地区对流层上部水汽的汇集主要通过以下4种方式进行：①水汽从高原东南方的雅鲁藏布江河谷等地进入高原,是主要路径;②从西南方越过喜马拉雅山进入高原;③从帕米尔及其以北地区漂过塔里木盆地后进入高原;④对流活动可以引起水汽在高原上空积聚。从多时相平均水汽图像上反映出高原上西北干、东南湿的水汽分布特征,并初步讨论了水汽图像所揭示的在高原生成的系统对我国东部天气的影响。     

GMS-1红外云图上温度的确定

在红外云图上,图片上的灰度用来表示物体的辐射温度。分析人员是通过灰度的识别来确定温度的,并进而推算云顶的高度。因此,了解图片上灰度与温度的对应关系是十分重要的。 GMS-1气象卫星所播发的红外云图有两种:一是高分辨率图,一是低分辨率图。两种图片上都有灰     

上海城市雾理化特性的研究

通过3年冬季雾的理化特性观测和分析，首次探讨上海城市雾的物理特性、微结构、酸度和化学成分等，从而了解上海雾的生成、发展、消散原因及理化结构。为提高雾的预报准确率和人工局部消雾提供物理背景。     

贵州山区地形雾5a气象要素特征分析

该文选取2008—2012年贵州省地面气象要素观测资料,主要针对贵州省内3个较容易出现地形雾的站点进行分析,探究地形雾产生时气温、风速、风向、前6 h降水和气温露点差的特征,发现3个典型站温度为2~6℃和8~14℃这两个区间内较利于冷空气引起地形雾,不同站点不同季节略有不同。大方为偏西南风,开阳和万山为东北风;开阳风速小于2 m/S,大方和万山风速为2~3 m/s之间利于冷空气引起地形雾。大方和万山站点前6 h降水大于0 mm利于冷空气引起地形雾,开阳站点则是前6 h降水为0或小于1 mm时利于冷空气引起地形雾。     

用GMS—5气象卫星资料遥感监测白天雾的研究

用日本GMS－5静止气象卫星的可见光通道和长波红外通道的资料，采用多通道合成和图像增强技术生成云雾彩色图像，分析了云雾的纹理特征、运动规律和消散规律，探讨了白天雾和低层云的遥感监测和识别方法，对沪宁高速公路沿线大雾进行了实时监测。     

GMS-5反演湿度场的一维变分质量控制试验

应用一维变分方法对GMS5资料反演的相对湿度场进行了变分同化质量控制试验。首先具体分析了1998年6月12～29日的MM5模式12h预报湿度场、卫星反演湿度场和同化分析湿度场的误差统计量(误差平均值、误差自协方差矩阵、均方根误差等)。在此基础上,又应用一维变分方法对1998年7月20～30日的资料进行了同化试验,并以1998年7月21日00时(世界时)的结果为例,详细分析比较了3种湿度场。分析结果表明:MM5模式背景湿度场总体上低层偏湿,中上层偏干,各层面上的干湿区域区分明显;但往往湿区过湿,干区又偏干,均方根误差(RMSE)相对较大,各层面多在10以上,最高达到15.6。GMS5卫星反演湿度场总体与探空实测结果更接近,但整体平均看,各个层面基本上略偏湿,特别在中低层,RMSE为6.3～8.9。经过一维变分质量控制的湿度场基本接近卫星反演湿度场,但同化后的湿度场的RMSE在中低层要比卫星反演场的要小,RMSE下降了0.4～0.7,下降比率达到6%～9%;高层与卫星反演结果基本接近。对模式向前12h预报场而言,同化了卫星反演湿度场后,均方根误差值下降了1.4～9.0,下降比率达到17%～59%,同化后的湿度场与实际大气大大接近。     

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。     

西双版纳地区冬季辐射雾的卫星观测研究

根据近两年美国NOAA气象卫星遥感资料，分析研究了西双版纳地区冬季辐射雾的宏观分布特征。结果表明，利用NOAA卫星早晨1、2、34通道遥感资料进行彩色合成，可以清晰观测到冬季辐射雾的分布状态．而根据辐射雾长期分布规律合理开发该地区工在业生产，将会对发展经济和保护生态环境具有双重意义。     

福建“98.6”中尺度强降水红外云图特征量统计分析

对福建省“98.6”中尺度强降水红外云图特征量进行统计分析。结果表明，福建省6月份中尺度对流云团出现强降水（某站小时雨量≥8mm)机率达到70%，云顶温度TBB平均值为-58℃，冷层（TBB≤-44℃）云温面积占有率TBZ为42%。可以利用冷层云温面积占有率绝对增量△TBZ及云温档次号TBBi作为影响因子估测地面降水。     

用GRAPES模式输出变量因子作广东沿海海雾预报

通过分析5年(2004—2008年)NCEP的1°×1°再分析气象资料,结合2004—2008年的台站观测资料和2006—2008年海雾野外试验的观测资料建立预报变量因子,利用GRAPES模式得到并输出变量因子。结合NCEP资料分析海雾出现的各种判据和条件,选取湛江、珠海、汕头3站为代表,建立了广东沿海自西向东各地区的海雾MOS判别预报方法,实现了24h的海雾判别预报。对2008年3月湛江和汕头、4月珠海的预报检验表明,该海雾MOS判别预报方法对广东沿海海雾具有一定的预报能力,预报准确率为84%～90%,Ts评分为0.40～0.53,Hss评分为0.52～0.56。     

南岭山地浓雾的宏微观物理特征综合分析

通过对南岭山地进行的雾野外观测资料以及数值试验的综合分析,得到了南岭山地浓雾和能见度的季节分布特征、雾滴谱微观特征与浓雾形成的物理概念图像。在秋末和冬春季节,南岭山地恶劣能见度出现的频率很高,能见度≤200 m浓雾过程的出现频率平均为24.7%,最高可达41.8%;冬春季节南岭山地出现的雾是复杂的微物理过程、局地地形、水汽输送与影响天气系统等宏微观相互作用的结果,属于平流雾、爬坡雾类型,与辐射雾明显不同,局地山地抬升冷却凝结对雾的形成起重要的作用,迎风坡对雾的形成有利,在海拔较低的迎风坡也可能出现浓雾,从而导致低能见度;南岭山地的雾以小滴谱为主,数密度比城市雾小,小粒子段谱型基本呈下降趋势;在多个微观变量中,含水量与能见度的反相关性最好;雾含水量等微结构特征量的起伏变化,与雾体本身的微物理过程有关外,雾体随环境风的平移过程中,不规则的爬坡、翻越山坡的运动是造成雾体微结构不均匀、振荡起伏变化的重要原因。     

COMPREHENSIVE ANALYSIS OF THE MACRO- AND MICRO-PHYSICAL CHARACTERISTICS OF DENSE FOG IN THE AREA SOUTH OF THE NANLING MOUNTAINS

Using the composite field observational data collected in the area south of the Nanling Mts. and numerical modeling, the seasonal features of dense fog and visibility, fog drop spectrum and physical concept of fog forming have been analyzed. The occurring frequency of low visibility（≤200 m） is very high with a mean of 24.7%, a maximum of 41.8% from the end of autumn to winter and next spring. The fog processes that occur in the area south of the Nanling Mts. in spring and winter result from the interactions of complicated micro-physical processes, the local terrain, water vapor transportation and the influencing weather system. The fog processes are arisen from advection or windward slope, which is much different from the radiation fog. Cooling condensation due to the air lifted by the local mountain plays an important role in fog formation. Windward slope of the mountain is favorable to the fog formation. Dense fog can occur at lower altitudes in the windward slope of mountain, resulting in the lower visibility. The fog is mainly of small-drop spectrum with smaller number-density than that of urban fog, and its drop spectrum has descending trend in the section of smaller diameter. The inverse relationship between fog water content and visibility is the best among several relationships of micro-variables. In addition to micro-physical processes of fog body itself, the motion of irregular climbing and crossing over hillside while the fog body is being transported by the wind are also important reasons for the fluctuation of micro-physical parameters such as fog water content.