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大學(xué)經(jīng)典衛(wèi)星氣象學(xué)(參考版)

2025-05-06 08:19本頁面
  

【正文】 ? 基本問題: 電磁波譜分為哪幾種? 可見光、紅外和水汽圖分別采用什么波段? 可見光、紅外和水汽圖觀測原理? OLR資料有哪些方面的應(yīng)用? 。因此 對 TBB的使用要十分慎重 。 ?值得注意的是,在冬季的高緯度地區(qū)和諸如青藏高原這樣的高海拔地區(qū),往往地表溫度很低,接近某些云頂溫度或者有時甚至比中低云云頂溫度還低。 ?在無云或少云區(qū), TBB是地表黑體輻射溫度,其值較高,因此TBB高值區(qū)常常與高氣壓系統(tǒng)相對應(yīng) ;云區(qū)中的情況則相反, TBB是云頂?shù)妮椛錅囟?,其值較低,并且 TBB低值區(qū)一般為云區(qū) ,尤其是夏季和熱帶地區(qū)更是如此。 同時根據(jù)需要又生成候 、 旬 、 月平均 TBB產(chǎn)品 。 四 、 氣象衛(wèi)星輻射亮度溫度產(chǎn)品 ( 簡稱 TBB) 氣象衛(wèi)星輻射亮度溫度產(chǎn)品 , 是指由氣象衛(wèi)星紅外窗區(qū)通道測得的輻射值 , 通過應(yīng)用普朗克函數(shù)處理轉(zhuǎn)換成輻射亮度溫度形成的信息產(chǎn)品 。 ?海面溫度是國家衛(wèi)星氣象中心很重要的定量產(chǎn)品之一 , 它在 氣候研究 , 如南方濤動指數(shù) 、 厄爾尼諾現(xiàn)象的爆發(fā)和持續(xù) 、 調(diào)節(jié)大氣中的潛熱和顯熱 研究方面 , 具有重要的應(yīng)用價值 。 W。 N,90176。 產(chǎn)品的覆蓋范圍為 50176。 ?靜止氣象衛(wèi)星 ( GMS5) 海面溫度監(jiān)測產(chǎn)品具有覆蓋范圍廣 、 觀測頻次高的優(yōu)點 , 大大增加了晴空海溫分布的監(jiān)測能力 。 N, 105~ 150176。 北半球 (123月 )海冰范圍和春季海冰融化范圍正距平 亞洲季風(fēng)強(qiáng)度 負(fù)距平 東北冷渦多發(fā) (低溫 ) 赤道中東太平洋海溫 正距平 東北春季凈輻射 負(fù)距平 衛(wèi)星多通道遙測揭示的夏季東北冷渦 ( 氣溫 ) 異常的影響鏈 三、氣象衛(wèi)星海面溫度監(jiān)測產(chǎn)品 ?氣象衛(wèi)星海面溫度監(jiān)測產(chǎn)品是指通過氣象衛(wèi)星遙感海洋表面輻射值,經(jīng)反演得到的海面溫度分布信息產(chǎn)品。 ?研究結(jié)果表明衛(wèi)星多通道遙感提供了極地冰雪蓋,熱帶大氣環(huán)流以及地氣系統(tǒng)能量收支等眾多的冰 氣、海 氣、陸 氣相互作用的信息,從而使我們對于全球氣候變化的物理過程有更全面深入的了解;也為氣候異常的預(yù)測提供許多重要的信息。 還發(fā)現(xiàn)不少亞洲季風(fēng)降水的異常和爆發(fā)早晚的先兆 。目前國家衛(wèi)星氣象中心 TOVS業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)可生成水平分辨率約為 75km的下列數(shù)值產(chǎn)品: 云參數(shù) (云頂高度 云頂溫度) 大氣中水汽 總含量 15個標(biāo)準(zhǔn)層 位勢高度 射出長波輻射 ( OLR) 9個標(biāo)準(zhǔn)層 地轉(zhuǎn)風(fēng) 15個標(biāo)準(zhǔn)層 大氣溫度 大氣臭氧 總含量 6個標(biāo)準(zhǔn)層 大氣濕度 大氣穩(wěn)定度 指數(shù) ?用紅外( OLR)和水汽( FWV)雙通道反演熱帶緯向垂直環(huán)流是一個新的途徑,可以很好的監(jiān)測 ENSO過程。 一般正相關(guān)表示大氣對海洋的作用為主 , 負(fù)相關(guān)則以海洋對大氣的作用為主 。 故可 用 OLR資料推算雨量 , 從而得到全球熱帶地區(qū)雨量的時空變化信息 。熱帶大氣熱源的變化又會引起中高緯地區(qū)環(huán)流的變化,所以 大氣環(huán)流及重大的氣候異常 ,都可以從 OLR的異常中反映出來。 4 、 OLR反映了大氣中對流凝結(jié)所釋放的潛熱量 OLR小,對流發(fā)展旺盛,垂直速度大,在對流云中凝結(jié)釋放的潛熱量也大。它們之間有很好的統(tǒng)計關(guān)系。故 OLR能反映熱帶對流的強(qiáng)度。 OLR反映了熱帶地區(qū)的對流強(qiáng)度 由于在對流發(fā)展地區(qū) OLR主要決定于云頂?shù)臏囟?,而云頂溫度又主要決定于對流的強(qiáng)度(高度)。 OLR分布圖實際上就是一張數(shù)值化的紅外云圖 。前者取決于海表溫度( SST),后者取決于云頂溫度和云量。 利用極軌氣象衛(wèi)星或靜止氣象衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)都可以反演求得射出長波輻射產(chǎn)品, OLR能反映海洋和大氣的許多信息。 目前有大量的數(shù)字化氣象衛(wèi)星資料 , 基本上是極軌氣象衛(wèi)星的產(chǎn)品 。 圖像應(yīng)用經(jīng)歷了由極軌氣象衛(wèi)星圖像到靜止氣象衛(wèi)星圖像的過程 , 目前短期天氣預(yù)報都用的是靜止氣象衛(wèi)星圖像 。 ( 4) 紋理特征 可以用來表達(dá)目標(biāo)物圖像表面光滑程度 , 是檢測目標(biāo)物圖像的重要判據(jù) 。 ( 2) 灰度的門限化 當(dāng)目標(biāo)物表現(xiàn)為一定范圍灰度級時 , 灰度級門限化是區(qū)分物體最簡單和有效的方法 。 增強(qiáng)紅外云圖 增強(qiáng)紅外云圖已廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星云圖分析業(yè)務(wù)中,它是一種半定量的資料,大大提高了衛(wèi)星云圖的使用價值,尤其在強(qiáng)雷暴,暴雨和臺風(fēng)的分析中更是顯示了它的優(yōu)越性守為了提高云圖的增強(qiáng)效果,通常將反差增強(qiáng)與分層增強(qiáng)這兩者結(jié)合一起同時進(jìn)行。 灰度的反差增強(qiáng)有 灰度的線性擴(kuò)展 、灰度的對數(shù)擴(kuò)展 、 指數(shù)擴(kuò)展和非線性擴(kuò)展 幾種方式 。 例如積雨云團(tuán), 在一般云圖上只表現(xiàn)為白亮的一片 , 增強(qiáng)后可將云頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)顯示出來 , 進(jìn)一步判斷積雨云的活動狀況 。主要用于測量大氣溫度垂直分布和大氣成分。這種輻射計光譜通道較多,一些用于獲取云圖,另一些用于測量大氣溫度垂直分布。 按衛(wèi)星獲得資料產(chǎn)品分 , 可分為 : 1 成象型輻射計:有較高地面分辨率和大觀測范圍,測得的值常用來轉(zhuǎn)換成圖象,衛(wèi)星云圖都是由這種輻射計取得的。 但是由于主動式儀器體積大 , 重量重及能源消耗多 , 所以衛(wèi)星主要采用體積小重量輕和耗能少的被動式觀測儀器 , 可分為攝象機(jī)和輻射計兩類 , 第二代開始都使用輻射計進(jìn)行觀測 。將衛(wèi)星測得的輻射轉(zhuǎn)換成圖象就得到水汽圖, 通常在水汽圖上色調(diào)愈白,表示水汽越多,色調(diào)越黑,水汽越少。 ?衛(wèi)星在吸收帶測得的輻射主要是大氣中水汽發(fā)出的。 ? ? ? ? ????0),()]([)()0,( dzzzzTBLL sssss?????? ?????三、水汽圖觀測原理 ?氣象衛(wèi)星水汽通道:大約 80%的輻射能來自 620240hPa氣層,而最大輻射貢獻(xiàn)大約在 400hPa高 度處。因此根據(jù)衛(wèi)星測量輻射可以推算大氣中水汽分布。 到達(dá)衛(wèi)星的輻射第一項是地面 (云面 )發(fā)出的,第二項是大氣中水汽發(fā)出的輻射,到達(dá)衛(wèi)星的輻射與水汽透過率的垂直梯度有關(guān)。 3 短波紅外通道在白天有太陽輻射污染。 2 短波紅外通道的大氣衰減小。 1 短波紅外云圖的測溫精度較長波紅外云圖高。 ( 2) 短波紅外云圖 由于 球大氣輻射光譜曲線相交重迭處 , 所以在白天這一通道測得的輻射不僅包含有地面云面自身發(fā)射的輻射 , 而且含有地面云面反射的太陽輻射 , 因此 L(θ s)=Lr(反射太陽輻射 )+Lθ (物體發(fā)射輻射 ) 通常在把這一通道測到的輻射轉(zhuǎn)換成圖象時 , 其輻射大轉(zhuǎn)換成黑色 , 輻射小轉(zhuǎn)換成白色 。實際測到的輻射低于表面溫度的黑體輻射,計算出的云頂高度比實際的低 1公里。高云 (卷云 )一般呈白色,而低云呈暗色。即為一張黑白色紅外云圖。 ? ? ? ? ? ????? ???? SSSS TBL ?? ? ? ?TBL SS ?? ? ? 被測物
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