南极春季臭氧的TOVS反演及其与BREWER观测的比较

通过改进臭氧的统计反演算法，从NOAA卫星的TOVS资料中提取了1993年南极臭氧洞期间中山站上空大气臭氧含量的资料。本文的结果与NOAA的TOVS臭氧产品以及中山站的Brewer观测进行了比较。尽管3种资料对在臭氧洞期间臭氧含量的显著减少这一特征上相当一致，但此项结果相对于Brewer观测，其均方根误差29 DU，优于NOAA的业务反演产品。此外，还初步讨论了这两种反演的误差特征。     

晴空时大气红外遥感及其反演问题研究 II. 反演试验研究

前文给出了卫星红外观测资料的反演处理方法，并对方法作了理论上的分析，在本文中，我们将此方法应用到TOVS、GOES-8实际资料及AIRS模拟观测资料处理中并重点对TOVS资料进行试验。在反演中，我们将大气温度廓线和水汽混合比（lnq）廓线用各自的经验正交函数（EOF）表示以提高反演的稳定性并缩短计算时间，同时采用一种过滤操作以加速迭代的收敛速度。除了用本文提出的方法对TOVS资料进行处理外，还用国际TOVS处理软件包（ITPP-4.0）对同样的资料进行反演。试验表明，本文方法的反演结果优于ITPP的结果。AIRS模拟反演结果表明，高分辨率红外垂直探测器的遥感精度能够达到温度1 K、水汽10%。     

应用TOVS资料变分分析技术增加青藏高原地区摸式初始场信息

首次在测站稀少的高原地区引入经变分技术处理的 TOVS卫星资料 ,通过动力诊断探讨了解决高原地区测站少、数值预报模式初始场信息误差大的技术关键问题 ,提出了采用TOVS反演资料在高原地区增加模式初始场信息的构思 ,并应用变分法处理 TOVS反演资料 ,显著地提高了高原初始场信息的可靠性 ;并从动力诊断分析角度 ,进一步证实了 TOVS反演资料的应用有利于提高高原动力系统特征的描述能力 ,并显著改善水汽输送通道分布及其层结稳定度等有关初始场信息的客观性     

TOVS资料的变分处理方法在青藏高原地区的数值试验

首次在测站稀少的高原地区引入经变分技术处理的TOVS资料,使用MM5数值模式对高原地区降水数值预报难点进行了研究。探讨了解决高原地区测站少、数值预报模式初始场信息误差大的技术关键问题,提出了采用TOVS资料在高原地区增加初始场信息的构思。数值试验结果表明,应用变分法处理后的TOVS资料,可显著地提高高原初始场信息的可靠性。考虑夏季高原地区是对流多发区特点,本文采用非静力MM5模式,并在模式初始场中增加了TOVS资料,弥补了测站稀少的高原地区使用非静力模式的不足之处。研究结果表明,本文采用的TOVS资料技术方案可能是高原区域数值模式降水预报的有效途径,并为开拓卫星资料的应用领域提供了技术思路与理论分析依据。     

TOVS卫星反演资料变分分析的试验研究与应用

为弥补海洋、高原等地带常规资料的不足,分析使用非常规卫星资料得到越来越多的重视,其中TOVS资料的精度及与常规资料的误差减少的研究尤为重要。本文采用变分分析技术对TOVS卫星反演资料进行同化分析研究,结果表明,变分结果分析场能充分体现常规与非常规资料的优势,使得天气系统能得到更精确的表示。     

云参数对RTTOV5模式模拟误差的影响分析

该文根据1998年8月的业务TOVS反演的温度、水汽垂直廓线资料以及其它资料, 利用RTTOV5模式模拟NOAA14极轨气象卫星上相应红外探测 (HIRS) 通道的辐射亮温值, 将模拟值对比实测TOVS探测资料, 结果表明, 晴空模式模拟亮温与实测值的误差小于部分有云时的误差, 模拟误差受云的影响呈反相变化, 对水汽敏感的中低层探测通道在晴空时的误差小于部分有云情况; 通过对比白天和夜间短波窗区探测通道模拟误差, 分析了其受地面反射太阳光辐射的影响的大小及其原因所在; 并利用RTTOV5的伴随模式和Jacobine模式分析了模式模拟误差对初始场云参数的敏感性。该研究为TOVS/ATOVS探测资料在3DR或4DR变分同化中的直接应用奠定了基础。     

综合的遥感反演算法的数值试验

使用改进的初值化反演方法(Improved Initialization Inversion Method 简称3I)的 TIGR(TOVS Imitial Guess Retrieval)数据库资料作为同步物理反演方法(Simultaneous Physical Re-trieval Method 简称 SPRM)的验前初估值,构建了一个新的综合的同步物理反演算法(TIGR/SPRM Algorithm 简称 TSPRA),并对其算法的可行性和实现过程作了分析。在试验中使用NOAA 卫星 TOVS 资料,对3I、SPRM、TSPRA 以及业务的统计回归反演方法(Statistical Re-gression Retrieval Method 简称 SRRM)作了比较试验研究。     

TOVS资料的图形输出及误差分析

对离散的TOVS资料的位势高度和温度进行客观分析并将其图形输出，与相应时次、相应格点上的常规探测资料的客观分析场相比较，计算其平均误差，并对产生误差的原因作了一些分析。     

大气廓线统计反演方法的改进

目前,在由TOVS资料反演大气温度和水汽廓线的业务处理中,使用统计方法。本文探讨了改进现行统计反演方法的途径,并通过数值模拟试验证明,改进的方法与现业务方法相比,反演精度可以有相当犬的改进。     

利用NOAA-9卫星垂直探测资料反演大气湿度廓线的试验

本文介绍了利用NOAA系列卫星垂直探测器(TOVS)资料反演水汽廓线的方法,并给出了利用特征向量回归法由NOAA-9 TOVS资料反演水汽廊线的结果及其与常规探测资料的比较分析。比较结果表明,卫星反演水汽廓线与常规探测水汽廓线基本吻合。     

利用TOVS资料计算我国东南地区的太阳直接辐射和散射辐射

根据多次散射理论--离散纵标法，将极轨卫星产品资料（TOVS资料）作为初始资料，利用中分辨率大气传输模式MODTRAN3分别计算出晴空和有云情况下5个层次的观测波段的太阳直接辐射和散射辐射，与国家一级探空探测的大气温、湿廓线计算出的辐射值进行比较。发现晴空状况下基本一致，有云时存在一定误差，表明由卫星的TOVS资料估算我国东部地区的晴空辐射资料，可以弥补我国辐射资料的不足。     

华北强天气的水汽图象特征研究

利用1991～1993年共37个时次的NOAA TOVS反演的红外水汽亮度温度图、卫星云图及常规气象资料，分析华北地区夏季强天气过程，归纳出降水和强对流天气的水汽图象4种基本类型，为分析和预报此类天气提供了新的依据。     

处理卫星垂直探测资料(TOVS)的微机软件包

经中国科学院大气物理研究所和美国威斯康星大学气象卫星合作研究所的共同努力,在IBM PC/AT微机上实现的TOVS资料处理和显示系统已经完成。TOVS图象和图形产品曾在若干次国际会议上演示。该项成果已在国内有关研究所、大专院校及气象业务部门应用。本文描述了该系统的硬件及软件结构,给出处理流程框图及两张TOVS产品图的实例。     

泰罗斯-N气象卫星的产品

泰罗斯-N气象卫星上主要探测仪器——改进的甚高分辨率辐射仪(AVHRR)和泰罗斯业务垂直探测器(TOVS)的资料,经美国国家海洋大气局(NOAA)中央计算机(IBM 360/195)系统处理后,输出的业务产品分为三类: 一、定量产品:(1)大气垂直探测资料;(2)洋面温度;(3)热量收支资料. 二、判读产品:(1)冰分布情况分析;(2)融雪和融冰;(3)近海水面温度. 三、图象产品:(1)极地立体地图投影镶拼图;(2)麦卡托地图投影镶拼图;(3)逐条轨道网格云     

广东阳江沿海地区海陆风观测结果及其特征分析

利用TOVS资料分析了2000年几个热带气旋的结构，发现与经典概念模型所描述的结构有一定的差异，主要表现在：（1）在水平结构上，非对称结构呈多样性，高度场的低层低值中心（或高层高值中心）与温度场的高值中心并不一定重合；（2）在垂直结构上，高度场的低层低值距平与高层高值距平的配置也呈多样性，特别是存在了、下层距平中心倾斜，或高层只是处于高压区的边缘，不存在明显的高值距平中心与热带气旋相对应。还参照TOVS中的热带气旋结构，进行了修订热带旋数值预报模式系统中人造台风模型（台风BOGUS）结构的研究，发现修订后的台风BOGUS能够更好地与环境场协调，并且能对热带气旋的路径预报取得较好的效果。这一方面说明了台风BOGUS的结构对其路径预报有较大的影响，另一方面也说明利用TOVS资料中的热带气旋结构能改善热带气旋路径预报。这也为台风BOGUS的修订和发挥提供了依据。     

利用NOAA-9垂直探测资料反演地面气温的初步试验

本文主要介绍利用多重线性回归技术,由垂直探测资料(TOVS)反演地面气温的方法,给出了利用1986年8月22—24日的NOAA—9 TOVS资料的试验结果,并与常规观测的百叶箱温度进行比较,结果表明:对60—20°N、75—150°E范围,总平均绝对偏差为2.8℃。     

气象卫星资料在天气预报分析业务中的应用

对TOVS和云导风非常规反演资料进行了质量控制，并将控制后的反演场与常规观测资料以及T106分析场资料进行变分同化，得到合成分析场。结果表明：在合理的目标函数设计的基础上，合成分析场与仅用常规探空资料相比更接近于实况，弥补了实况资料的不足。运用MICAPS中特有的网格点绘图功能实现了机器自动绘制历史天气图工作。经检验误差较小，线条平滑。该方法为在实时天气图和历史图分析中使用非常规资料提供了一条新的途径，具有一定的实用价值。     

人工神经网络西太平洋副热带高压预报业务系统

本文应用常规500hpa资料,结合具有较稠密、高分辨的“TOVS”资料（卫星信息资料）,分析、归纳了西太平洋副热带高压大幅度北移、南蓝（120°E脊线）的经验规则,在此基础上选择了具有最优下降因子的BP算法。在人工神经网络的结构方面设计了神经网络的前处理功能,将众多的单因子经基于专家系统的前处理模块,归纳的规则,作为网络的输入端,经网络学习、训练、迭代获得了较快的收敛速度和较高的历史拟合率,建立了“人工神经网络西太平洋副热带高压预报业务系统”     

一种新的TOVS大气湿度反演方法及试验

利用国家气象中心的数值天气预报（NWP）6 h预报场。作为同步物理反演模式初估场，由气象卫星垂直探测（TOVS）资料推导出大气湿度，并给出了试验结果。结果表明，TOVS湿度反演的相对误差（RMS）约为20%。其中，夏季反演结果略优于冬季，而且低层（1000 hPa）和高层（500 hPa以上）与初估场相比有较大的改进，中层（850，700 hPa）二者大致相当。与统计回归反演结果相比其精度约提高10%。该研究为在我国建立“卫星反演/数据同化/数值预报”相互影响的循环系统奠定了基础     

由卫星资料估算晴空大气太阳直接辐射和散射辐射

根据光的多次散射理论 ,对水汽、气溶胶、臭氧、混合气体等实行辐射参数化处理 ;利用中国探空站资料和诺阿 ( NOAA)气象卫星垂直业务探测器 ( TOVS)资料反演的探空资料 ,由离散纵标法计算了大气各高度上的太阳直接辐射和散射辐射 ,并与此同时的和同站点位置的卫星可见光、红外测值进行统计回归拟合 ,建立卫星测值与大气中太阳直接辐射和散射辐射的计算模式 ,据此可以利用卫星资料估算太阳直接辐射和太阳散射辐射 ,这对于大气环境光学特性和大气环流、气候变化的研究有重要意义。