甘肃河东地区基于Himawari-8卫星多通道数据的降水反演

应用Himawari-8卫星多通道数据和甘肃河东地区三次区域性降水天气观测数据,利用支持向量机(SVM)、云顶亮温变温和降水二次曲线拟合方法进行降水反演及对比分析.结果 表明:(1)SVM反演降水能力随降水量级增大逐渐降低,反演结果整体偏小,尤其对20mm· h-1以上降水反演结果明显偏小;(2)云顶亮温变温分布随小时...     

基于Himawari-8气象卫星的东亚夏季冰云云顶特征分布

利用Advanced Himawari Imager(AHI)/Himawari-8(HW8)云产品分析2017 年夏季东亚地区不同下垫面条件对冰云云顶特征的影响,针对不同下垫面条件选择了9 个研究区域.结果表明,冰云最常出现在青藏高原和南亚季风区.冰云的发生频率存在南北递减的趋势,并在日本附近有高值中心.冰云云顶的垂...     

基于Himawari-8卫星AOD产品的河南省能见度反演研究

利用2018年12月-2019年2月Himawari-8卫星气溶胶光学厚度数据产品与河南省119个国家地面观测站能见度观测资料,建立线性混合效应模型,并基于卫星观测AOD数据反演了河南省地面能见度.结果表明:Himawari-8卫星的AOD产品与Aqua的AOD产品一致性较好.线性混合效应模型反演的地面能见度与台站观测...     

基于卫星云参数的短时降水动态估测方法

利用实时FY-2静止气象卫星红外云图和区域中尺度地面自动监测网加密降水资料,通过对云图进行参数化处理,采用动态相关方法分析长波红外分裂窗双谱组合、长波红外水汽双谱组合、亮温面积等各类卫星云参数与不同级别降水强度的关系,寻找当时与降水强度的最佳相关云参数化因子建立短时降水动态估测模型,并利用实时最新降水估测模型对未来3 ...     

基于Himawari-8卫星的自适应阈值火点判识算法适用性分析

为对比分析Himawari-8(葵花8号)静止气象卫星在不同地区反演火点效果,选取2017—2019年山东区域火点统计资料和卫星多通道监测数据,分析自适应阈值判识算法在山东的火点识别效果,针对算法中背景亮温（T3.9bg）,背景窗亮温差（ΔT3.9_11bg）,以及背景系数n1和n2进行林、草下垫面参数敏感性试验,并通过选取阈值干预算法检验了识别效果。结果表明,自适应阈值算法可多时次连续观测山东区域的火情监测信息,火点数具有明显季节变化特征,遥感识别准确率达71.5%;不同下垫面类型在四个参数试验中识别准确率变化趋势近似一致,但对阈值变化较为敏感;阈值干预算法对林地和草地的火点识别准确率样本均值为72.7%和81.6%,比原始算法分别提升了5.8%和3.8%;阈值干预识别算法能有效过滤误判像元,但两种算法均有漏判区域,根据本地化的下垫面属性优化阈值设定能够有效提升火点识别准确性。     

基于支持向量机和FY静止卫星云参数的降水预测技术

将支持向量机分类方法应用于降水与非降水的分类预测.选用FY静止卫星反演的云光学厚度、云顶温度、云顶高度、云有效粒子半径作为特征分量,以Micaps 1 h雨量资料作为是否降水的类别标签,建立预测降水与非降水的分类模型,针对安徽地区2008年5-11月资料进行分析.结果显示,降水类的预测准确率在40%～60%,非降水类的...     

Himawari-8气溶胶光学厚度产品的验证分析

Himawari-8是由日本气象局发射的新一代静止气象卫星,其搭载的传感器AHI(Advanced Himawari Imager)可实现10 min/次的高时间分辨率对地观测。本文将2015年9月至2017年12月Himawari-8卫星Level-2气溶胶光学厚度(AOD)产品与AERONET(AErosol RObotic NETwork)70个站点的地基观测数据进行对比验证分析,结果表明Himawari-8卫星反演的气溶胶光学厚度产品的精度存在很大的空间上的差异性,其中有48个站点Himawari-8 AOD与AERONET AOD之间存在较好的相关性(R>0.5),有22个站点Himawari-8卫星反演气溶胶光学厚度产品存在明显的低估现象。在American_Samoa、Bandung、Birdsville、Bukit_Kototabang、Canberra、Fowlers_Gap、Jabiru以及QOMS_CAS等站点出现地基观测值很小而卫星反演的气溶胶光学厚度较大的情况。对绝对误差(Himawari-8 AOD与AERONET AOD的差)进行分析发现Himawari-8 AOD存在低估现象时绝对误差与AERONET AOD之间存在较好的相关性;在地基观测值很小而Himawari-8卫星反演AOD较大的地区绝对误差与Himawari-8 AOD之间存在较好的线性关系,这为Himawari-8 AOD反演算法的改进与完善提供了有用的研究发现。     

基于Aqua/CERES数据的辽宁省云宏微观特征及其与降水的相关性研究

利用2014—2015年的云和地球辐射能量系统CERES Aqua Edition 4A SSF的云产品以及地面小时降水数据,对辽宁地区(38.5°N—43.5°N、118.5°E—126°E)云宏微观特征参量的时空分布进行分析,并研究各参数与降水的相关性,建立基于云光学厚度(COD)与云水路径(CWP)的降水云识别指...     

FY2C/D卫星反演云特性参数与地面雨滴谱降水观测初步分析

针对2008年4月11-12日一次北方层状云降水过程,将FY2C/D静止卫星反演的云参数和地面同时段的雨滴谱仪的观测资料进行联合分析,发现反演得到的一些特征云参数对地面降水有一定的指示意义:一般降水发生前,云系发展,云顶抬升,云顶温度和云黑体亮温都降低,云光学厚度增大,云参数先于地面降水变化,两者大概相差2小时。其中,云光学厚度与地面降水量和降水粒子数关系密切,其相关性比云顶高度、云顶温度和云黑体亮温的相关性都好;一般地面降水强,光学厚度一定大,若云层光学厚度较小,即便云顶发展得很高,地面几乎无降水或降水较小,但云光学厚度大时,地面降水强度并不一定都大,可能降水粒子数浓度大,地面多降毛毛雨。     

热带测雨卫星综合探测结果之\"云娜\"台风降水云与非降水云特征

为了解降水云与非降水云相应的微波信号、云水、雨水及潜热特征,文中利用热带测雨卫星搭载的测雨雷达、微波成像仪及红外辐射计探测的匹配融合结果,就2004年8月\"云娜\"台风进行了个例分析研究.结果表明\"云娜\"台风过程中深厚降水云占79%,中云和低云降水仅分别占10.6%和10.4%;非降水低云所占比例最大(45.5%),高云其次(34.1%).降水云中大粒子居多,非降水云粒子有效半径分布宽.深厚降水云中冰、水含量成正比;中等厚度降水云中的冰含量相对稳定,但液态水含量变化大;深厚和中等厚度非降水云中的冰、水含量皆成反比.对降水率、气柱潜热、气柱云水和云冰沿台风径向分布的分析结果发现,台风生成前的低压中心附近降水率和气柱总潜热比随后时次均大,表明降水释放潜热对\"云娜\"台风的形成起到了非常重要的作用;在台风形成后,降水率和气柱总潜热自台风云墙向外减小;随着台风的成熟,降水率和气柱总潜热沿台风径向分布趋于稳定.潜热廓线分析表明,深厚降水云潜热释放在对流层中上部(3 km以上),最大潜热高度约4.5 km.对降水云和非降水云的冰、水含量平均垂直廓线分析表明,深厚和中等厚度的降水云中水粒子含量具有相似的平均廓线,最大值(约0.03 g/m3)位于4-5 km高度,降水低云中的水粒子含量最大值(约0.07 g/m3)位于4 km高度;对于非降水云,3种不同高度的潜热廓线、水和冰粒子含量廓线相似,反映了TRMM反演算法对这些参数的反演仍存在缺陷.     

北京香山

应用葵花8号卫星资料,结合NCEP FNL再分析、GNSS遥感水汽、风廓线雷达、全国智能网格实况融合分析资料,对2017年7月14日和2018年8月7日沈阳两次暴雨过程（分别简称过程Ⅰ和过程Ⅱ）中对流云特征进行了比较分析,重点探讨了对流云的触发维持机制与影响降水特征差异的因素。结果表明：（1）两次过程分别为局地突发暴雨和区域性极端暴雨,沈阳市区暴雨均由两个对流云团引发,对流云团合并使得降水持续。过程Ⅱ云团合并发生在其移动方向的后侧,具有后向传播特征,合并云团沿其长轴方向移动影响沈阳市,使降水时间延长。（2）在降水前至降水初期,过程Ⅰ对流云顶和水汽层顶快速上升且云顶迅速超过水汽层顶,而过程Ⅱ亮温下降缓慢。短时强降水发生前红外和水汽亮温同步快速降至-60℃,可作为提前预判对流云团产生短时强降水的参考指标。10 min雨量大于10 mm的对流云云顶集中分布在红外亮温低于-55℃、亮温差为-5~0℃的范围。（3）两次过程中,沈阳市分别位于东北冷涡后部和副热带高压北缘。过程Ⅰ,探空曲线呈“X”型,CAPE高达2 584 J·kg^-1,造成对流云深厚,云底以下干层导致雨滴蒸发,使降水强度减弱,该过程高强度降水仅发生在对流云团合并加强阶段。过程Ⅱ,云底到地面湿层明显,保证了雨滴降至地面,产生相同量级降水的云团的TBB比过程Ⅰ高。（4）强降水发生前,地面风场存在明显辐合,当大气可降水量2 h内跃增8 mm时,站点出现强降水;局地水汽跃增可能是低空西南气流偏南分量增大或偏北冷空气侵入到暖湿空气中所致。

     

基于葵花8号卫星资料的沈阳两次暴雨过程中对流云特征对比分析

应用葵花8号卫星资料,结合NCEP FNL再分析、GNSS遥感水汽、风廓线雷达、全国智能网格实况融合分析资料,对2017年7月14日和2018年8月7日沈阳两次暴雨过程(分别简称过程Ⅰ和过程Ⅱ)中对流云特征进行了比较分析,重点探讨了对流云的触发维持机制与影响降水特征差异的因素。结果表明:(1)两次过程分别为局地突发暴雨和区域性极端暴雨,沈阳市区暴雨均由两个对流云团引发,对流云团合并使得降水持续。过程Ⅱ云团合并发生在其移动方向的后侧,具有后向传播特征,合并云团沿其长轴方向移动影响沈阳市,使降水时间延长。(2)在降水前至降水初期,过程Ⅰ对流云顶和水汽层顶快速上升且云顶迅速超过水汽层顶,而过程Ⅱ亮温下降缓慢。短时强降水发生前红外和水汽亮温同步快速降至-60℃,可作为提前预判对流云团产生短时强降水的参考指标。10 min雨量大于10 mm的对流云云顶集中分布在红外亮温低于-55℃、亮温差为-5~0℃的范围。(3)两次过程中,沈阳市分别位于东北冷涡后部和副热带高压北缘。过程Ⅰ,探空曲线呈“X”型,CAPE高达2584 J·kg^-1,造成对流云深厚,云底以下干层导致雨滴蒸发,使降水强度减弱,该过程高强度降水仅发生在对流云团合并加强阶段。过程Ⅱ,云底到地面湿层明显,保证了雨滴降至地面,产生相同量级降水的云团的TBB比过程Ⅰ高。(4)强降水发生前,地面风场存在明显辐合,当大气可降水量2 h内跃增8 mm时,站点出现强降水;局地水汽跃增可能是低空西南气流偏南分量增大或偏北冷空气侵入到暖湿空气中所致。     

层状云降水微物理过程的雨滴分档数值模拟#

通过建立层状云雨滴的分档模式,对中国北方常见的三类典型层状云降水形成的微物理过程以及冰粒子在降水形成中的作用进行了数值模拟。结果表明,对于由冰粒子驱动的降水过程,由于高空冰粒子的增长降落表现出一种准周期变化过程,导致与之相关的云水含量,雨水含量也出现准周期性的演变,这种演变在雨滴分档模式中能够较好地反映到降水过程中。     

都江堰短时强降水时空分布统计分析

根据气象观测站逐5 min雨量资料的统计结果,分析了四川都江堰地区短时强降水的时空分布变化特征,结果表明：①都江堰各年1 h雨量极值均出现在较高海拔的地区,且1 h雨量极值在当次降水过程总雨量中所占的比重很高,说明都江堰短时强降水的强度非常集中;②受地形与夜间云顶辐射冷却作用,都江堰短时强降水的夜雨特征突出,且后半夜比前半夜多;③都江堰地区夏季的对流过程一般是沿西北山脉迎风坡生成与发展的,随后对流系统发展到东南平原地区;④都江堰短时强降水主要集中在60～130 min,最长可持续210 min。     

西藏地区气象自动站夏季逐时降水资料特征分析

本文选用2008、2009年西藏地区具有代表性的5个自动站夏季逐时降水资料分析了两年间逐小时降水出现的频数和降水比率。结果表明:(1)各站的夏季逐时降水频率特征不尽相同但也有规律可循,既处在河谷地区的站点多夜雨,在相对平缓地区的站点逐时降水频率较为分散;(2)各站的夏季逐时降水比率呈短时集中现象,表现出高原地区多短时强对流天气的特征;(3)在有降水发生时次地面温度跟逐时降水频次和降水比率呈良好的负相关,相关系数分别为-0.58、-0.44;相对湿度跟逐时降水频次和降水比率呈良好的正相关,相关系数分别为0.56、0.46。     

中国南方2008年1月罕见低温雨雪冰冻灾害发生的原因及其与气候变暖的关系

2024年1月31日-2月5日和2月18-25日(以下分别简称为“0131”和“0218”过程)我国南方遭遇两次雨雪冰冻天气,并伴随密集的闪电发生。利用三维闪电定位数据、CLDAS-V2.0降水产品和Himawari-9号卫星红外云图资料,对比分析两次雨雪冰冻天气背景下的地闪时空分布、地闪回击数和雷电流累计概率分布特征,并研究了地闪与降水量及卫星黑体辐射亮温(TBB)间的关系。结果表明：(1) 两次过程中共监测到地闪数13万余次,正、负地闪分别为2万和11万余次;两次过程的地闪均具有夜发性,正地闪较总地闪和负地闪峰值滞后约1~2 h。两次过程中正地闪产生大电流的概率大于负地闪。(2)“0131”过程中地闪密度大值区出现在贵州南部及贵州、重庆、湖北三省交界处;“0218”过程中地闪密度大值区出现在湖北东部、江西北部、安徽、江苏和浙江大部。(3)“0131”过程中降水量和地闪的时空分布不一致,降水量峰值集中在白天,降水集中在湖南东南部、江西、安徽和江苏南部、浙江和福建大部;而“0218”过程中降水量和地闪的时空分布较一致,地闪出现的峰值较降水量峰值延迟2 h。(4) 两次过程中地闪的分布均很好地指示了对流区。地闪主要分布在对流云团发展方向的尾部且偏南处TBB变化梯度大的区域;对流合并会导致合并处地闪频数的跃增;对流发展最旺盛的冷云核心区几乎没有地闪发生。两次过程地闪密度随着TBB的增大呈现先增大后减小的变化特征。

     

天气雷达定量降水估测不同校准方法的比较与应用

利用天气雷达联合地面雨量计定量降水估测的局地平均校准法和局地分级平均校准法,分布估计2012年7月21日20:00至22日01:00 BT重庆市荣昌县及附近的降水。结果表明,局地分级平均校准法较局地平均校准法对强降水的估测效果好,同时两种方法的降水估测效果均与所取的局地校准半径大小有关。对降水分布及洪水灾情的分析表明,降水分布与河网的结合是进行中小河流洪水气象风险预报的重要着眼点。     

一次飞机人工增雨作业中云宏微观特征分析

该文利用机载激光云降水粒子探测数据、FY-2G静止卫星资料及其反演的云参量、上机宏观记录资料和当日08时探空资料,详细分析了2020年5月28日在贵州省西北部开展的一次飞机人工增雨作业过程中和作业后的云的宏微观物理参数。结果表明：(1)作业前拟作业区域有云系覆盖,云体亮度在-5～-14℃之间,云顶高度为3～4 km,云顶温度在0～-10℃之间。作业后3 h内云体亮温值明显下降,云顶温度降低至-30℃左右,云顶高度明显抬高,作业区5 km的范围有所扩大,表明作业后云体发展;(2)云降水粒子测量过程中发现,云粒子主要出现在5～6.3 km之间,降水粒子则主要存在于4～4.5 km之间,相同时刻所测量到的降水粒子比云粒子数浓度少1个量级。不同温度层级的粒子形态也不一致,0～-4.7℃主要是柱状冰雪晶,-6.5～-7.2℃主要是宽枝状、针状聚合体冰雪晶。