Retrieving atmospheric temperature profiles from AMSU-A data with neural networks

Back propagation neural networks are used to retrieve atmospheric temperature profiles from NOAA-16 Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) measurements over East Asia. The collocated radiosonde observation and AMSU-A data over land in 2002-2003 are used to train the network, and the data over land in 2004 are used to test the network. A comparison with the multi-linear regression method shows that the neural network retrieval method can significantly improve the results in all weather conditions. When an offset of 0.5 K or a noise level of ±0.2 K is added to all channels simultaneously, the increase in the overall root mean square (RMS) error is less than 0.1 K. Furthermore, an experiment is conducted to investigate the effects of the window channels on the retrieval. The results indicate that the brightness temperatures of window channels can provide significantly useful information on the temperature retrieval near the surface. Additionally, the RMS errors of the profiles retrieved with the trained neural network are compared with the errors from the International Advanced TOVS (ATOVS) Processing Package (IAPP). It is shown that the network-based algorithm can provide much better results in the experiment region and comparable results in other regions. It is also noted that the network can yield remarkably better results than IAPP at the low levels and at about the 250-hPa level in summer skies over ocean. Finally, the network-based retrieval algorithm developed herein is applied in retrieving the temperature anomalies of Typhoon Rananim from AMSU-A data.     

不同时间尺度上的热带海气耦合扰动

本文从热带地球流体运动的物理特征出发,建立了适合热带地区特点的海气耦合模式方程组并对之进行了系统的尺度分析,指出时间尺度不同的运动其受控的物理过程各异。基于这种时间尺度的差异,我们有可能将不同时间尺度的运动分开来研究。计算结果表明,去掉海洋中的波动过程,仅仅考虑与海洋表面温度场的变化相联系的扰动形式会对耦合系统及耦合扰动的性质造成很大影响。由此看来,Ｎｅｅｌｉｎ所谓的“快波极限”不是一种好的近似。     

东亚冬季风异常与广东前汛期旱涝关系的初步分析

利用500hPa北半球格点资料,参照历史平均东亚大槽位置,定义了东亚冬季风强度指数(I₅₀₀)。分析发现,近50年东亚冬季风强度有减弱趋势,特别是1987年以来冬季风明显减弱。根据广东48个站1954～2004年前汛期(4～6月)降水资料,用区域旱涝指数W对广东前汛期旱涝等级进行划分。51年内广东有9年前汛期出现大涝(或特涝),11年出现大旱(或特旱),旱涝发生频繁。冬季风异常对广东前汛期降水的影响比较大,强冬季风年后广东前汛期出现大旱的可能性较大,而出现大涝的可能性很小。     

“2007.7.6”飞机颠簸事件数值模拟与成因分析

利用WRF模式模拟了2007年7月6日发生在菲律宾南部海域上空的一次民航飞机颠簸事件.结果表明,综合分析WRF模式计算得到的Ri和EI等预报指数,能够确定飞机颠簸发生的区域、高度和强度.飞机遭遇颠簸的区域是位于涡旋云系外围的螺旋云带的上空,飞机在飞越由重力波形成的螺旋云带时,在强烈的垂直上升和下沉气流的转换区域产生了急速的上抛和下降运动.     

上海热浪与健康监测预警系统

用1989～1998年上海逐日4次气象观测资料,应用美国特拉华大学的SSC天气分类方法确定逐日天气类型,形成了10年逐日天气类型日历。并通过天气类型与死亡率的对比分析,确定MT+类型是上海地区形成热浪的“侵人型”气团,是具有最高死亡率的天气类型。采用逐步回归方法建立了MT+类型下因受热浪侵袭而超正常死亡数的回归方程。在此基础上建立了上海热浪与健康监测预警系统。通过1999年气象和死亡实况资料检验,系统对热浪及因此引起的死亡具有较好的监测和预警效果。     

年最大日雨量极值分布拟合与推算

采用红河州12个站近48～58年的年最大日雨量资料,用PearsonⅢ型分布、耿贝尔分布、对数正态分布等3种概率分布模型分别进行了拟合,选择拟合最好的分布模型来估算最大给定重现期极值.结果表明:3种分布均能较好地拟合年最大日雨量的分布,在红河州12个站的拟合中,有7个站用耿贝尔分布,4个站用Pearson-Ⅲ分布,1个...     

FY-3E: The First Operational Meteorological Satellite Mission in an Early Morning Orbit

Fengyun-3 E(FY-3E),the world’s first early-morning-orbit meteorological satellite for civil use,was launched successfully at the Jiuquan Satellite Launch Center on 5 July 2021.The FY-3E satellite will fill the vacancy of the global early-morning-orbit satellite observation,working together with the FY-3C and FY-3D satellites to achieve the data coverage of early morning,morning,and afternoon orbits.The combination of these three satellites will provide global data coverage for numerical weather prediction(NWP)at 6-hour intervals,effectively improving the accuracy and time efficiency of global NWP,which is of great significance to perfect the global earth observing system.In this article,the background and meteorological requirements for the early-morning-orbit satellite are reviewed,and the specifications of the FY-3E satellite,as well as the characteristics of the onboard instrumentation for earth observations,are also introduced.In addition,the ground segment and the retrieved geophysical products are also presented.It is believed that the NWP communities will significantly benefit from an optimal temporal distribution of observations provided by the early morning,mid-morning,and afternoon satellite missions.Further benefits are expected in numerous applications such as the monitoring of severe weather/climate events,the development of improved sampling designs of the diurnal cycle for accurate climate data records,more efficient monitoring of air quality by thermal infrared remote sensing,and the quasicontinuous monitoring of the sun for space weather and climate.     

江淮地区冬季一次罕见强对流风暴的数值模拟结果诊断分析

本文利用数值模拟的诊断分析结果对出现在江苏地区冬季的一次强对流风暴的成因进行了研究,结果表明,在河套气旋缓慢东移过程中,冷锋前暖区较长时期的大雾天气及下湿上干的湿度分布为强风暴的产生准备了大气层结不稳定的条件,中尺度辐合流场对强风暴的产生起了触发作用。对流云的下沉辐散气流是雷暴向前传播的重要机制。     

ECHAM4/OPYC3海气耦合模式对东亚季风年循环及其未来变化的模拟

德国马普研究所海气耦合摸式ECHAM4/OPYC3对东亚地区2 m温度年循环的模拟尽管有一些偏差,但还是相当成功的.其模拟的东亚夏季风偏弱,而冬季风偏强,此偏差可能与2 m温度以及西太平洋副热带高压模拟偏差有关.该模式模拟的东亚季风区夏季降水量偏弱,这与上述夏季风环流的模拟结果是一致的.该模式较好地抓住了华北地区经向环流和降水量的年循环特征.利用最新的温室气体和SO2排放方案,即政府间气候变化委员会(IPCC)排放方案特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过该模式111年的积分结果讨论了东亚季风气候在21世纪后30年中的变化,其主要结果为:全球变暖导致夏季海陆温差增大和冬季海陆温差减弱,进而使东亚季风环流在夏季加强,冬季减弱.长江流域和华北地区的夏季降水量显著增强,而后者的增强更为显著,使得东亚季风区的夏季多雨区向北延伸;东亚季风区9月份的降水量在两个方案中都显著增加,说明在全球变暖条件下东亚季风区的多雨季节将延迟一个月.     

相关法雷达反演风场在台风监测和分析中的应用

随着我国沿海雷达网的建设,雷达资料正逐步成为沿海气象台站台风临近登陆时的一个重要监测手段。利用相关法雷达风场反演对2001年登陆台风“百合”和“飞燕”作了环流和强度估测分析。结果表明,通过适当的质量控制,该方法可以有效地反演得到台风强风分布特征,分析精度与业务中常用的卫星估测方法相当。