热带气旋强度的卫星探测客观估计方法研究

运用2001～2002年6月10日到8月10日西北太平洋上15个热带气旋的日本静止气象卫星（GMS-5）高分辨率红外辐射亮温（TBB）资料,从代表热带气旋强度的热带气旋云系特征中选取多个TBB因子及热带气旋中心所在纬度等因子,结合《热带气旋年鉴》资料,采用逐步回归方法,经多次试验求得热带气旋强度的客观估计算式,复相关系数达到0.80以上。由此式估计的热带气旋中心气压,经24 h滑动平均后的结果与年鉴气压的复相关系数提高到0.89,且两者之间的气压差在±10 hPa之内的占整个样本数的83%以上,与美国新近展示的相关研究结果十分接近。用2000年两个热带气旋作检验,结果很好。该客观方法有望替代目前的Dvorak主观估计方法,成为一种新的业务方法。     

利用红外卫星云图资料估计降水量方法的研究

在条件气候均匀及范围足够大取样区域,研讨面平均雨强与云覆盖率、云顶表面亮度温度的标准偏差、云覆盖率时间的变化率三者之间的关系,得到用１ｈ间隔的数字化红外卫星资料估计降水的三种模式。通过对１９９１年７月５日、６日、１０日降水过程的实例分析表明,对于日降水量的估计,效果较为理想。模式可用于与邓样时间和地点的相似气象条件区,且不需要对云进行分离和跟踪、考察对流单体的生命史演变过程,便于应用。     

估计热带气旋强度的一种卫星立体观测方法

1.引言在热带气旋强度的监测和预报中,最关键的问题是要求在这些风暴经常发生的海区进行观测。飓风侦察飞机收集到的资料对于测量风暴强度是相当有用的,然而,这些测量并不是总能得到的。在侦察飞机受到限制或缺乏的地区,唯一的实用测量风暴强度的方法是通过卫星观测。利用卫星资料测量热带气旋的强度有很多方法,但几乎所有的方法都有自己的弱点。为了在资料空白海区建立一种利用卫星资料测量短时间间隔内气旋强度的方法,我们需要从静止卫星探测中导出与风暴强度更直接有关的因子,这些因子使预报员可以监测发展极为迅速的风暴中强度所发生的迅速变化。随着来自两个静止扫描卫星测量云高的立体观测方法的出现(Minzer 等,1976;Hasler,1981),更直     

卫星资料在登陆热带气旋降水研究中的应用

本文全面、系统地归纳总结了国内外利用卫星资料对登陆热带气旋降水的研究工作,指出利用卫星资料对登陆热带气旋降水估计及预报研究所存在的不足,并对未来研究进行了展望。     

新一代地球静止业务环境卫星资料的分析应用

从ＧＯＥＳ－Ⅰ开始的新一代地球静止业务环境卫星所提供的研究、监测气象和海洋现象的能力远远超过以往的静止卫星。本文给出改进的几个主要方面：（１）在卫星天顶角６０°以外观测各种现象；（２）确定白天过冷云，以及冰、雪面上的低云区；（３）监测夜间雾的演变；（４）监测火情；（５）跟踪冰川；（６）改进海面温度测量；（７）使用一分钟间隔图象监测中尺度现象。同时，分辨率的提高和通道数的增加提供新的产品，使ＧＯＥＳ图象与ＡＶＨＲＲ图象结合起来使用，开创卫星图象产品应用的新时代。     

基于卫星资料进行热带气旋强度客观估算

利用日本MTSAT (multi-functional transport satellite) 红外亮温资料,提取热带气旋云团中云顶较高、对流较旺盛的深对流信息,根据提取的对流核数量、对流核距热带气旋中心距离、对流核亮温极值等信息表征热带气旋强弱,初步建立了热带气旋强度估测模型;并根据该估算模型的误差分布对强度 (用最大风速表示) 大于40 m·s-1和小于18 m·s-1的样本结果进行了线性修正,修正后的结果与中国气象局《热带气旋年鉴》热带气旋最佳路径资料比较得到非独立样本和独立样本的强度平均绝对误差分别为5.5 m·s-1和5.9 m·s-1, 均方根误差分别为6.9 m·s-1和7.7 m·s-1;对于热带低压、强台风及以上的估计平均绝对误差分别降至4.9,4.7 m·s-1,准确度较好。试验表明:利用热带气旋云团中的对流核数量、分布、冷暖与其强度建立的统计关系模型是可行的,该算法的估算精度与Dvorak方法、AMSU (advanced microwave sounding unit) 定强算法相当。     

利用TMI资料估计西北太平洋热带气旋强度的客观方法

利用2007—2009年热带降雨测量卫星(TRMM)微波成像仪(TMI)观测的亮温资料,建立一种西北太平洋热带气旋强度(Tropical Cyclone,TC)的估计模型,对2010年热带气旋进行独立估计试验,并对估计误差进行分析。结果表明:该模型对强度小于强台风TC的拟合效果较好,均方根误差约为5 m/s,平均绝对误差约为4 m/s;对强台风和超强台风TC的拟合误差较大,均方根误差分别为9.65和6.60 m/s,平均绝对误差分别为7.76和5.49 m/s;对强台风及以上强度的TC,模型的拟合误差在日(夜)间减小(增大),误差最小(大)值为6.00 m/s(11.96 m/s),说明估计值在日(夜)间偏大(小)。     

基于A-Train卫星编队资料的热带气旋强度估算

准确估算热带气旋(TC)强度,对于预测TC发展、减少财产损失具有重要的意义。前人将TC看作满足静力平衡和梯度风平衡的轴对称涡旋系统,基于云顶高度、云顶温度、海表面气压等物理量建立了TC强度估算模型,该模型未考虑环境垂直风切变对TC强度的影响。本文提出一种修正模型,通过统计拟合手段将垂直风切变加入原模型中。从2006—2015年的Cloud Sat资料中筛选出穿心个例共63个。针对云雷达(CPR)数据特点,提出根据反射率因子的垂直分布确定眼墙和外围边界位置的方法。分别用原模型与修正模型对这63个TC个例进行强度估算。与最佳路径数据相比,原模型结果总体偏大,尤其对风切变较大、强度较小的个例估算效果不佳。修正模型对于风切变大于5 m·s~(-1)的个例误差明显减小,平均绝对误差MAE、均方根误差RMSE和平均绝对误差百分比MAPE分别从5.8 m·s~(-1)、7.7 m·s~(-1)和19.5%变为3.5 m·s~(-1)、4.9 m·s~(-1)和11.5%。在一定强度范围内,修正模型估算效果随着强度的增强而提升。修正模型对于成熟阶段的个例效果更好,北半球的估算精度高于南半球,纬度越高,估算误差越小。试验结果表明,用该修正模型估算TC强度是可行的,可以对现有的技术进行辅助和补充。     

利用静止卫星红外云图资料估计地面降水

介绍了长江上游的地面降水估计系统，该系统直接利用原始的云图资料，通过精度较高的非线性插值定位方法尽可能的保存其原有精度，并引用美国佛罗里达州中尺度气象试验及有关降水估计的先进研究成果，根据云体面积、性质估计出总降水量后，再利用当时的探空资料进行修正以得出符合当地实际情况的总降水量和平均雨深．在分析过程中采用大量自己研制的新的分析方法，提高了降水估计的精度，丰富和健全了系统的功能．     

TRMM/TMI资料在热带气旋强度估计中的应用研究

利用2007—2009年热带降雨测量卫星（TRMM）的微波成像仪（TMI）观测到的亮温资料,计算9个通道（10、19、37、85 GHz的水平和垂直极化通道及21 GHz的垂直极化通道）的亮温和极化修正温度（PCT）在不同范围内的最大值、最小值、平均值和区域阈值与热带气旋强度之间的关系。结果表明：亮温信息可较好地反映热带气旋的强度,单个参数与热带气旋最大风速的相关性最好可达到0.83,线性拟合的均方根误差接近业务误差;低频通道的亮温相对于高频通道可更好地估计海上热带气旋强度;位于台风中心0.5°～1.5°度范围之间的亮温与气旋强度的相关性较好,圆形区域的相关性好于圆环区域;对于位于海上的热带气旋,区域亮温的最小值与热带气旋强度的关系最好;低频通道（除10 GHz外）,阈值位于260～280 K区间的亮温与热带气旋强度的相关性较好。     

用地球同步气象卫星红外云图估计热带气旋的强度

本文根据日本的地球静止卫星红外云图,概括了与热带气旋强度有关的四方面云图特征,即:环流中心与深对流密蔽云区的相对位置关系;眼区的形状、大小和清晰程度;中心深对流密蔽云区范围的大小和螺旋云带的特征。然后,把上述四个因素作为热带气旋强度的指数。综合这些因素,得到热带气旋的强度特征数T。由近100次观测得出热带气旋中心的最大风力V_(max)与T的相关曲线和描写它们的经验关系式V_(max)=7.813(T-1)(米/秒)。在仅有卫星观测的情况下,用上述关系可以估计热带气旋的强度。     

全国热带气旋降水量的初步气候分析

利用1949—2009年热带气旋降水资料分析了全国热带气旋降水的时空分布特征。结果表明,全国各地区热带气旋降水的空间分布很不均匀,大致呈现东南—西北向的梯度分布,东南沿海地区降水量最大,西北内陆地区最小。另外,地形对降水的空间分布也有影响,例如东南沿海和山脉迎风坡的地形作用尤为显著。此外,比较不同年份的热带气旋降水的空间分布特征,有很多相似之处,如随经纬度的变化趋势,降水最大中心位置等。热带气旋降水具有比较明显的年代变化和显著的年际震荡。年代变化表现为20世纪50—60年代为大幅增加的过程,60—80年代降水总量基本维持,80年代后期降水呈现明显的震荡趋势。     

风云卫星高时空分辨率资料在热带气旋监测预报中的应用

阐述了高时间、空间分辨率卫星资料在台风结构、强度、路径和降水监测预报等方面的应用能力和现状。通过高时空分辨率卫星观测,在台风内部中尺度云团快速生消特征、外围及高低层环境气流演变和配合、台风降水的落区判断等方面都有了长足进展,从而推进了台风预报水平的提高。在此基础上,探讨我国未来FY-3极轨、FY-4静止卫星发展计划,将通过增加新仪器、提高区域观测频次和空间分辨率、组网观测等手段,进一步辅助提升台风定位、定强及风雨预报的准确率。     

热带气旋强度资料的差异性分析

通过对比西北太平洋3个主要预报中心(中国气象局(CMA)、日本东京台风中心(RSMC Tokyo)和美国联合台风警报中心(JTWC))的16 a数据,分析了不同来源的热带气旋(TC)强度资料的差异性。结果表明:CMA与RSMCTokyo和JTWC的TC强度均值分别相差0.6和1.7 m/s,均通过1%信度的统计检验,即存在显著差异;3个中心对同一TC确定的强度最大差异超过30 m/s;CMA资料的台风数多于RSMC Tokyo和JTWC,年台风频数的均方差也最大,但是3个中心资料的各级TC频数差异均无统计显著性。对比有、无飞机探测时段的资料发现,对TC进行飞机探测可在一定程度上减小各中心在确定TC强度方面的分歧。为了初步了解上述资料问题对TC强度预报的可能影响,采用一个气候持续性预报方法,取不同来源的TC强度资料进行了4 a(2000—2003年)的预报。发现据JTWC资料所得TC强度预报有最大的均方根误差,RSMCTokyo的最小,CMA居中;据CMA和RSMC Tokyo(CMA和JTWC)资料,对相同TC相同时次24 h预报的平均绝对偏差达2.5(4.0)m/s,最大可相差16(21)m/s。可见,西北太平洋TC强度的基本资料问题增加了预报的难度。     

热带气旋资料的业务化处理

以气亲信息综合分析处理系统为主要工作平台,将热带气旋资料采用MICAPS二次开皇数据接口进行业务化处理,预报人员能方便、快捷地调取、显示任一热带气旋路径强度、雨量、风况资料。     

神经网络方法在静止卫星多通道资料估算降水中的应用

使用人工神经网络 (ANN)模型探讨了利用静止卫星多通道资料估算地面降水的一种新方法 ,对淮河和长江典型区域 (2 4～ 3 6°N ,1 0 8°E以东 )一次暴雨过程的卫星遥感数据和地面水文站逐时降水资料的应用分析表明 ,该方法提供的客观定量的降水量估算的平均相关系数为 0 57,较现行业务使用的方法效果更佳     

应用卫星资料分析和预报热带气旋强度的方法

1.引言利用卫星云图监视热带风暴差不多有20年的历史了。1963年首次提出利用云图确定风暴强度的方法,当时是根据风暴云的形状以及它的云带和眼的外貌来确定强度。六十年代后期开始,一天已有几次的云图用来观察热带气旋,极轨卫星上的红外探测设备开始提供昼夜的观测,而早期的地球静止卫星提供白天时刻的连续监视,用卫星云图分析其强度。但是风暴云的特征与它的强度之间的关系,随时间有很大的变化,而且其特征的短时间的波动很大,有时足以模糊风暴发展的总趋势。单用一张云图做分析时,往往会使强度估计产生很大的误差。为了解决这个问题,提出了根据一系列云图特征,而不是仅仅依靠一张云图特征来估计每天强度的技术。     

热带气旋资料的业务化处理

以气象信息综合分析处理系统为主要工作平台,将热带气旋资料采用ＭＩＣＡＰＳ二次开发数据接口进行业务化处理,预报人员能方便、快捷地调取、显示任一热带气旋路径强度、雨量、风况资料。     

热带气旋预报中的卫星云图实用技巧

根据20多年实践经验,归纳出一套根据云图判断热带气旋强度的实用技巧,主要包括根据云图形态推测热带气旋强度、短期动向及风雨影响.将大陆或大岛对热带气旋云型影响的严重程度分为4类,即轻度、中度、重度影响和崩溃性破坏.介绍了推测热带气旋短期动向的10类基本云型,并讨论了各种热带气旋云型可能带来的风雨影响之强度、持续时间及方式.云形结构对推测热带气旋的风雨影响具有相当的指示性.