目前和将来用卫星资料作中尺度天气预报的难点及可能性

卫星资料与其它气象信息相结合的有效使用,对当前及未来的短时预报都是一个关键问题。这种与其它气象信息相结合的有效使用,可能涉及到把资料输入到中尺度数值模式或知识库,以及按时间的函数把卫星资料与其它气象资料相结合去解释它们的产品。利用日常可以得到的地球静止气象卫星资料,气象学家能够观察到中尺度机制所导致的中尺度天气的发展。从卫星资料得到的这些见解,正在帮助实现中尺度预报和短时预报。由于日常可以从一系列栩栩如生的卫星云图以及卫星探测资料中得到大量的信息,那么如何更好地从这些资料中提取有用的信息为中尺度预报所用,是气象学家们所面临的最大难点之一。     

高分辨率合成孔径雷达卫星反演风场资料在中国近海风能资源评估中的应用研究

由于海上测风非常昂贵,实地测风资料严重不足,而卫星反演海面风场资料可以有效地弥补这一缺陷,对近海风能资源评估具有至关重要的意义。近年来,欧洲太空局2002年3月发射的Envisat卫星搭载合成孔径雷达（SAR）图像产品在欧洲近海风能资源评估中得到了广泛应用。文中探讨了空间分辨率约1 km×1 km的SAR卫星反演海面风场资料应用于杭州湾近海风能资源评估的技术方法,通过杭州湾海域的实测风速与SAR卫星反演海面风速数据的对比分析发现：（1）14个实测站点中13个站的相对误差小于20%,其中7个站的相对误差小于10%,平均标准差为2.29 m/s;（2）以SAR卫星反演风速数据为基础计算的风能参数（形状参数和尺度参数）与实测数据计算结果的一致性较高;（3）将该数据同化进入WRF数值模式中,与控制试验相比,大部分检验站点的风速相关系数明显提高,标准差和相对误差也得到改善。SAR卫星反演风场资料可用于中国的近海风能资源评估。     

4～10月藏北地区地表植被参数的卫星遥感研究

利用MODIS可见光和近红外1~3波段的卫星资料推算得到“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原实验”(GAME/Tibet)实验区4~10月季风前后的地表植被参数的变化情况,并将其与NOAA-14 AVHRR卫星资料分析得到的实验区的植被参数进行了比较。同时分析了不同算法在青藏高原的适用性。     

风云卫星数据在中国农业监测中的应用进展

我国风云卫星数据很早就在农业遥感中得到了应用,第二代卫星发射之后的十年,随着卫星技术水平、卫星数据处理和分发能力的提升,风云卫星的农业遥感应用得到了快速的发展。目前我国学者利用风云卫星在作物长势监测、作物分类与面积统计和产量估算、农业气象灾害监测、草原生态监测以及数据精细化处理等方面开展了大量的研究工作,取得了一系列新的成果。未来还应充分发挥风云卫星数据的巨大的潜力,利用最新的云计算数据处理技术、基于互联网的信息服务技术,面向全球农业监测,及时、高效、准确地提供全球作物生产信息,以支撑国家的粮食安全战略和联合国的可持续发展目标。     

卫星遥感技术在林业中的应用

卫星遥感技术在林业中的应用赵杰明（陕西省农业遥感信息中心西安·７１００１５）卫星遥感在林业中得到了广泛应用。卫星遥感资料具有时间分辨率高（陆地资源卫星每１８天覆盖地球一遍，ＮＯＡＡ卫星每日过顶４次）、信息量大、价格低廉等特点，其应用大大减轻了林业上人...     

近十年使用卫星云图分析台风的评述

我国是从1970年开始在业务天气分析和预报工作中使用气象卫星云图资料的。当前,我们不仅能得到极轨气象卫星的高分辨多通道云图,也能实时得到短时间间隔的地球静止卫星云图,与早期ESSA卫星每天一次的电视云图相比,资料条件的改善是非常显著的。今天卫星云图已经成了中央和地方各级气象台在台风分析预报中必不可少的工具。卫星资料对于天气分析和预报是有价值的工具,在资料稀少的地区更是如此。下面从四个方面来评述卫星云图在台风研究和分析预报中所取得的主要成果。一、由卫星云图分析台风的发生发展 1.台风发生的前期扰动台风是由什么扰动发展起来的,这是台风研究和台风发生预报工作中的一个重要问题。过去,受     

利用静止卫星MTSAT反演大气气溶胶光学厚度

卫星遥感是获取气溶胶光学特性的重要手段,利用静止卫星可见光通道资料反演气溶胶光学厚度(AOD)的算法使用日本静止气象卫星MTSAT可见光通道资料反演了2008年5月中国地区陆地上的气溶胶光学厚度,将得到的结果分别与AERONET站点的地面观测值进行比较,得到了较好的线性相关关系,再将其与相应的MODIS气溶胶光学厚度产品进行比较,也得到了较为一致的分布,表明MTSAT反演的气溶胶光学厚度产品可以反映大气气溶胶光学厚度的日变化信息。最后对这种反演算法的误差来源进行了分析。     

贵州地区CMORPH卫星降水产品的误差订正

CMORPH卫星反演降水产品具有全天候、全球覆盖的特点,其时空分布相对均匀、独立,但是CMORPH本质上是通过间接手段反演得到,其降水精度无法与地面观测降水精度相比,并且存在一定的系统误差.结合地面自动站降水资料采用概率密度匹配法对贵州地区CMORPH卫星反演降水产品进行系统误差订正,该方法将每个格点的卫星降水累积概率...     

卫星臭氧资料的发展与应用

随着卫星探测技术的进步、天气学和气候学理论的不断完善,以及高性能计算机广泛应用,卫星臭氧资料的种类得到极大丰富并被应用到多个研究领域中,取得了一系列重要成果。文中介绍了主要星载臭氧探测仪的发展概况,回顾了卫星臭氧资料在气象领域的应用研究成果,主要包括卫星臭氧资料在气旋或低压过程中、全球或区域臭氧的气候分布及变化特征、高原臭氧分布及变化特点、数值应用等方面的应用研究,并展望了卫星臭氧资料研究的未来发展趋势。      

Charter机制在气象灾害监测中的应用

近年来在气象灾害和衍生灾害的业务监测中,高分辨率卫星遥感影像和雷达卫星数据的作用越来越重要。虽然中国的环境减灾卫星和资源卫星已在业务中得到应用,但是仍不能满足对高分辨率卫星影像和雷达卫星数据的需求。国际减灾宪章机制(Charter机制)是目前运行最成功的政府间减灾机制之一,通过授权用户向遭受灾害的地区无偿提供及时的卫星遥感数据,用于灾害的监测和评估。中国气象局作为中国的授权用户,已启动两次针对气象灾害的Charter机制,通过获取各类高分辨光学影像和雷达卫星影像分别对2010年8月7日甘肃舟曲泥石流灾害和2013年8月东北洪涝灾害的监测显示,国际减灾宪章提供的高分辨率卫星影像是对中国气象卫星及陆地观测卫星数据监测气象灾害和衍生灾害的有效补充,在业务应用中起到了重要的作用。     

FY-2B与NOAA卫星红外通道的相对定标

FY-2是自旋扫描静止气象卫星,其红外通道的在轨定标是将黑体从后光路插入目标光路中进行的,此种定标不是全光路定标,存在较大的误差。为了获得较好的红外通道在轨定标系数,用定标精度较高的NOAA(16,17)卫星通道4观测数据与FY-2B红外通道观测数据进行了相对定标试验。相对定标的工作主要是两种卫星观测仪器响应函数之间的光谱匹配和观测图像之间的几何匹配。拟合匹配后两种卫星的观测数据,利用NOAA卫星较高精度的定标系数可得到改进的FY-2B定标系数。FY-2B相对定标系数的精度比原定标系数有较大的提高。     

一种神经网络的云图短时预测方法

依据6hT213数值预报产品的资料,采用EOF展开和人工神经网络等方法,对卫星云图短时预报方法进行研究。首先对卫星云图灰度值样本序列进行EOF展开,将提取出来的时间系数作为建模的预报量,以数值预报产品的物理量场作为预报因子,建立人工神经网络预测模型。将预报得到的时间系数与空间特征向量进行时空反演,实现对未来6h云图的预测。预报方法的独立样本试验证明,预测结果与实际云图的主要特征基本吻合,尤其在预测云图的大体分布和发展趋势上得到了较好效果。     

气候预报的阴云正在消释

对于那些打算预报世界将如何对待温室气体这个刚出现的问题的科学家们来说,云是一个棘手的问号。没有人确切知道这些膨胀的冰体和水滴是怎样适应今天变化多端的气候的,更不用提下一世纪了。现在,一个首创卫星试验正开始驱散这团迷雾。在美国1月6日的《科学》中,一个研究小组报道了地球辐射预算试验(ERBE)中主要结果的第一部分。这项试验利用3个地球轨道卫星,直接得到进入大气和离开大气的辐射量。     

FY-2E卫星资料在基于LAPS的台风三维云分析中的应用

LAPS(Local Analysis and Prediction System)采用物理初值化与三维变分约束相结合的方法,通过融合多源观测资料,发挥各种资料的优势,分析得到较为客观的三维云场,并可改善数值模式初始场。将FY-2E卫星可见光反照率和红外亮温资料引入LAPS,针对2014年6月登陆我国的台风"海贝思",设计不同水平分辨率的同化试验,研究台风三维云结构和初始场的改善情况。结果表明:1)LAPS云分析中引入卫星可见光反照率资料之后,总云量有显著的调整,能够较清晰地分辨出台风眼区、云墙和螺旋云带,卫星红外亮温资料在云顶高度的调整中发挥了重要作用,而且高分辨率的云分析结果有助于更好地分析出台风结构和强对流区域。2)LAPS物理初值化技术将卫星资料中的云结构和微物理信息添加到初始场中,一定程度上调整了数值模式初始场中垂直速度、云水、云冰和水汽场等变量的分布,提高了模式初值质量,对模拟和预报台风系统将会产生一定的影响。     

FY-3A卫星近海面气象要素在冬季夜间海上能见度分析中的应用

对FY-3A气象卫星大气温度湿度廓线资料进行夜间大雾低能见度分布反演计算,并运用美国LAPS(Local Analysis and Prediction System)局地分析与预报系统,与FNL再分析资料多要素反演数据进行多源要素融合分析。FY-3A卫星反演得到的大雾低能见度分布,经与Micaps(Meteorological Information Comprehensive Analysis and Process System)系统地面天气图, FY-2E地球同步卫星红外云图,要素统计气象年鉴记录等对比检验,显示反演的低能见度区范围及强度合理。尤其是对海上缺乏常规观测资料网的海域,提供了夜间海上能见度分布信息。进一步地通过LAPS系统对比卫星资料、再分析资料、以及卫星与再分析资料融合的3种方案结果,显示将卫星监测资料与FNL再分析资料的融合效果,对单来源资料反演的大雾低能见度分布有较好的改善。融合后对卫星资料而言,卫星轨道盲区已经弥合,其次,获得了海上低能见度区分布的信息,对海上和沿海雾区能见度的强度得到合理改善。对于FNL再分析资料,原有的各项要素强梯度被合理平滑。低能见度范围也有调整改善。重要的是海上大雾低能见度区的分布,得到FY-3A卫星信息和数值模拟信息的互相验证与信息综合,可信度增强。     

GMS卫星多通道数字资料在雨区判识和雨量估算上的应用研究

卫星遥感多通道资料,在海洋、灾害监测、冰雪及农作物监测等领域得到了广泛应用。在天气预报方法,主要应用于卫星云图的形态分析。GMS的可见光、红外及水汽通道分别反映了大气不同的特征信息。为克服单一通道在雨区及量级预报中局限性,采用多通道合成分析方法,将1992－1997年影响我区的70个强降水云图与每小时－次的地面自己雨量进行统计,得到各通道探测值与降水概率与降水量的统计关系。并对不同天气背景下云图的卫星数字特征进行比较,采用多通道合成图像分析法,分离出强降水（强雨区）,采用通道交叉相关法,对未来降水区及降水概率作出移动跟踪预报。本技术方法采用VGA256直接编程,自动前后台处理,图像预报产品可随时显示并入网进行传输。     

高层卫星风的误差分析

在日本静止气象卫星(GMS)云风估算系统(CWES)业务中,每天00,12时(GMT)两次探测风,每次由3—4张相隔30分钟的红外(IR)或可见(VIS)卫星图象资料,采用人机交互方法(MM)或环形胶片方法(FL),由两张顺序帧图象跟踪云求得卫星风。MM法得到低度风,FL法得到高层风。     

长江流域旱涝的OLR特征

卫星观测的OLR(射出长波辐射)资料已在大气环流变化及气候异常的研究中得到广泛的应用。本文试图利用美国气候分析中心所提供的9年NOAA卫星所观测的OLR资料,对长江流域的夏季雨量的估算进行试验并对旱年、涝年的广大低纬地区的OLR特征进行诊断分析,为卫星资料应用于长江流域的旱涝分析预报作一初步探索。     

芬兰Iceye小卫星观测:将天气雷达网送入地球轨道

正芬兰几家企业合作启动并得到欧盟研发项目280万美元资助的Iceye小卫星项目,计划将雷达送入小卫星平台,从而能有效避免云层、坏天气和黑暗的干扰,实现全天候对天气系统的有效监测。研发企业用成熟的可移动技术,将雷达传感器压缩到可载入小卫星平台,同时采用小型化和工业制造方式批量生产适合的雷达图像仪,最终装载到数十颗重量仅是目前地球观测卫星1/20的小     

国外部分卫星产品质量评价和质量控制方法

卫星遥感信息产品是由星载遥感仪器观测的数据经科学方法处理得到的,由于观测数据受地球大气和地表、太阳位置以及星上仪器工作状态、定标和定位精度等多种因素的影响,卫星遥感信息产品必须经过质量控制、误差分析之后才可以使用.因此,开展卫星产品质量控制和质量评价研究对于卫星反演产品的应用和在国民经济中发挥作用是非常必要的.该文调研了国外部分卫星产品(主要针对MODIS反演产品)的质量评价和质量控制的技术以及组织管理方法.