星载微波ERS-1和多通道SSM/I观测海洋的相关性和随机粗糙面复合模型的数值模拟

欧洲遥感卫星（ERS）和美国防卫气象卫星计划（DMSP）空对地微波遥感是当今研究全球大气地表微波散射辐射和反演地球物理与水文参数的主要数据来源．本文研究了ERS－1散射计和SSM／I多通道辐射计在中国海域观测到的后向散射和热辐射数据,论证了同一地区同一时间段内ERS主动散射计和SSM／I被动辐射计观测数据的相关性．用海域主、被动遥感数据的比较,阐述了主、被动联合多通道分析方法有利于监视和分析复杂地表和海面在时间和空间尺度上的变化．用带泡沫散射层的双尺度随机粗糙面的复合模型计算后向散射和热发射,用以数值模拟ERS和SSM／I数据．并讨论了后向散射与热辐射数值模拟结果的相关性,以及与星载微波遥感器实际观测结果的比较．     

水平取向对冰云辐射传输的影响

本文用分离坐标法求解辐射通过卷云的传输,该卷云由在水平面内随机取向的非球形冰晶所组成,即“二维卷云模式”。文中用零阶和二阶Legendre多项式的展开式来近似表示由于冰粒子水平取向所引起的散射参数随入射角的变化。散射相函数由解析的Henyey-Greenstein函数表示,其不对称因子也与入射天顶角有关。文中用这种模式计算了太阳短波以及地球红外热辐射通过卷云时的辐射通量传输性质以及方位平均强度的分布。将上述二维模式的计算结果与通常的三维模式(即假定冰粒子在三维空间随机分布)相比较,表明冰晶的优先取向对卷云的反照率有重要影响,两种模式的反照率可以相差8％。另一方面,对于红外辐射而言,两个模式的向上辐射强度有显著的差别,但是冰晶的取向状况对红外辐射通量影响较小。上述结果表明,冰晶的优势取向可能是决定卷云反照率的一个重要因子,同时它对于利用红外辐射探测卷云的组成和结构来说有重要的影响。     

REMOTE SOUNDING OF THE CIRRUS OPTICAL DEPTH AND TEMPERATURE FROM 3.7 AND 11 MICROMETER WINDOWS

On the basis of forward IR radiation transfer analyses for an atmosphere containing semi-transparent, non-black cirrus, parameterization equations are derived for the retrieval of the cloud optical depth and cloud temperature utilizing AVHRR 3.7 and 10.8 μum channels. The retrieval techniques developed involve the use of either dual-frequency or dual-scanning angle radiance observations. We show that the cloud optical depth and cloud temperature may be inferred successively from the observed brightness temperature differences using these two techniques. Numerical experiments anderror analyses demonstrate that the dual-frequency method is specifically appropriate for optically thin cirrus cases (τ <1). In case the optical depth of cirrus is close to 3, combination of dual-frequency and dual-scanning angle methods is shown to give reasonable accuracy for the cloud optical depth and temperature retrieval.     

雷达卫星SAR与防卫气象卫星SSM/I对渤海海冰的观测研究

用雷达卫星(RADARSAT)合成孔径雷达(SAR)和防卫气象卫星(DMSP)特别微波成像辐射计(SSM/I)在1999年1月23日同一天对中国渤海区域海冰的观测数据,进行了主动SAR与被动SSM/I的组合研究.用一层海冰电磁散射辐射的建模与数值模拟,分析了中纬度渤海沿岸海冰的特征性变化,提出用SSM/I辐射亮度温度的散射指数、极化指数、极化比率来识别渤海海冰;用RADARSAT高分辨率SAR数据(水平极化后向散射系数)对渤海海冰物理特征进行识别与分类.这些特征指数在时间与空间尺度上的相关变化可有效地应用于渤海海冰的监察.     

光波闪烁与大气遥感

当代大气遥感技术各式各样,五花八门,其中的一类是利用光波与大气的相互作用来探知大气的各种特性,叫做大气光学遥感技术。大气的各种气体分子以及云、雾、雨、尘埃粒子对光波有吸收和散射作用,除此而外,大气的湍流运动还会引起光波的不规则变化。我们这里所要介绍的是光波通过大气以后发生的强度起伏现象,以及如何利用这种现象对大气的湍流运动进行遥感探测。     

卫星遥感资料在台风数值预报中的应用

本文将卫星遥感资料应用在台风数值预报中，并用变分调整方法对客观分析场进行变分调整，最终形成台风数值预报模式的初始场。台风数值预报式采用σ坐标系中通量形式原始方程组，垂直方向分为三层，水平方向采用三重嵌套网格方案，细网格随台风中心位置的变化而移动。     

微波空对地遥感水汽分布的可能性及反演方法

本文概要地介绍了水汽分子的微波吸收特征,计算了各种地表条件下地-气系统的微波波谱,讨论了利用水汽1.348厘米吸收带的微波辐射遥感大气水汽分布的可能性及其特点。运用变分的方法将遥感水汽的非线性方程线性化,讨论了线性化遥感方程的适用范围。对一系列的探空资料进行了模拟反演,讨论了影响反演精度的几个因子以及微波空对地遥感水汽分布的局限性。     

模板匹配法在遥感海冰位移上的应用

我们运用模板匹配法即最大互相关方法(MCC)从相邻时间的海冰遥感图像跟踪海冰的表观漂移,得到了辽东湾海冰表观位移的空间分布。我们试验了计算机自动跟踪和人机交互式特征跟踪两种方法,并对模板匹配中的几个问题进行了讨论。     

EFFECTS OF HORIZONTAL ORIENTATION ON THE RADIATIVE PROPERTIES OF ICE CLOUDS

Transfer of radiation through cirrus consistingofnon-sphericalice crystals randomly oriented in a plane (2D model) is solved by using the discrete-ordinates method. The model is employed to determine the radiative flux properties and the intensity distribution of cirrus for both solar and thermal infrared radiation. Comparison of the 2D cloud model with the conventional 3D cloud model, i.e., randomly oriented in a three-dimensional space, shows that the preferential orientation of ice crystals has a substantial effect on the cloud solar albedo. The difference in the cloud albedo computed from the two models can be as large as 8% for a cirrus of 2 km chicknss. On the thermal infrared side, although the flux emission for cirrus is less affected by the orientation of ice crystals, the difference in the upward radiance using 2D and 3D models is also significant.     

用插入观测法将高度计观测同化到海浪模式WAM中

本文讨论了海浪数值预报的特殊性,分析了卫星高度计观测的特征,指出了如何用插入观测法同化卫星高度计观测的有效浪高和海面风场,介绍了Ｔｈｏｍａｓ,Ｊａｎｓｓｅｎ等人和Ｌｉｏｎｅｌｌｏ等人的同化研究,并在结尾作了讨论和总结。