FY-1D资料在云南辐射雾监测中的运用

简要介绍了FY-1D卫星资料的特点。运用典型的FY-1D卫星数据,对不同目标物（地表、水体、云、雾、雪盖）分别进行采样,并进行可见光、红外波段的辐射特性差异分析,发现了有利于雾与背景分离的波段,同时指出在红外波段和中红外波段的辐射差值对于分离云雾有很好的指示作用。根据上述辐射特性分析制定了相应的监测方法,通过实际观测资料的检验后发现,该检测算法适用于云南辐射雾的实时监测。     

卫星遥感资料在云南大雾监测中的应用

利用卫星遥感监测大雾具有及时、宏观的明显优势。图像纹理信息反映了图像的灰度性质及其空间关系。通过对雾的成因、辐射特性、雾遥感基本原理的阐述,结合中国FY-1D／美国NOAA系列极轨卫星资料通道特点,分析了雾的图像纹理信息,并依据雾在可见光波段和中红外波段与云类不同的光谱特性,选用光谱通道1、通道3、通道4组合进行大雾监测。实例分析结果表明这种监测方法能较好地分离无云地表、中高云和低层云雾,从而实现白天雾的监测。     

基于卫星热红外辐射信息的新疆强震震例分析

利用NOAA-14极轨气象卫星红外波段的探测数据,对遥感数据进行多种处理,采用影像目视解释和提取地表辐射亮温值的方法,对新疆的三次强震进行分析,结果发现在地震前都出现了热红外异常,这为地震监测提供了一个重要信息。     

基于FY3A资料的天山山区暴雨云相态分析

利用2009-2011年基本地面气象站降水资料和FY3A/VIRR资料,对暴雨云团在可见光、近红外、红外通道变化特征进行分析,采用多通道多阈值方法,进行云相态判识,识别密实冰云、薄卷云、多层云、低层水云。利用此判识方法对发生在新疆天山及沿天山一带的两次暴雨天气过程云相态特征进行分析,并结合地面降水资料分析了云顶粒子为冰相态的云对地面产生降水的贡献,结果表明:利用FY3A/VIRR的1通道、4通道、5通道、6通道、10通道的资料可以有效地识别出云顶粒子的相态,当亮温值233 k,云顶粒子为冰相态云在0.65μm和1.6μm两个波段具有较大反差,当对流发展旺盛,云层较厚时,两者之间的差值达到4倍左右;通过对暴雨个例的分析,产生暴雨的区域与冰相态的云区较吻合,验证了判识阈值选取的合理性,这为天山山区暴雨监测提供了辅助的手段。     

水汽吸收和下垫面发射率对晴空大气红外窗区遥感影响的综合分析

从数学上探讨了晴空大气红外窗区通道遥感陆面特性水汽吸收和陆面发射率的综合影响。首先,基于辐射传输方程推导出大气水汽含量和陆面发射率(ε)引起红外窗区通道遥感陆面亮温(Tg)变化的数学表达式,指出红外辐射在传输过程中水汽吸收衰减的影响主要是引起大气透过率的变化;分析了在高温高湿和低温干燥等不同地区,红外窗区通道的大气透过率所受到的不同程度的衰减,以及水汽吸收衰减和陆面发射率对不同的红外窗区通道的影响。此外,还建立了一个红外窗区通道遥感陆面温度与地面亮温差ΔT=(Ts-Tg,imax)与水汽含量变化Δq和陆面发射率ε的二元多项式拟合方程,进一步分析大气水汽含量和陆面发射率对不同的红外窗区通道遥感的影响;指出红外短波窗区通道不但受太阳辐射污染严重,而且受陆面发射率变化的影响激烈,特别是在寒冷干燥的亚北极冬季。最后强调,为了精确地反演陆面温度,最好采用热红外窗区通道;必须考虑大气订正,特别是在高温高湿区;同时应该考虑陆面发射率等因子的作用。     

中天山山区大气总水汽量和云液水量的遥感研究

使用QFW-1型双通道微波辐射计,于2002年盛夏(7月10日至8月5日)在天山山区乌鲁木齐河流域上风方的小渠子进行了大气积分水汽和云中积分液水量的遥感观测。观测表明;中天山山区盛夏的晴天平均大气水汽含量与目前公认的亚洲大气中的水汽含量相近;晴天的平均大气水汽量具有明显的日变化。对降水云系的液态水含量及其变化遥感监测表明:云系降水具有先兆性;不同类型降水性云的降水临界值不同;云液水由0.5 mm开始上升到降水临界值的降水酝酿期的时间,可以作为天山山区人工增雨实施播云作业的重要参照指标。     

宁夏区域性强沙尘暴卫星遥感监测系统

应用GMS-5或YF-2静止气象卫星云图资料，依据不同目标物(如水体、地表、沙漠、地面积雪、中高云、低云、扬沙、沙尘暴)在红外通道、可见光通道、水汽通道的平均灰度及光谱响应曲线的差异，利用多参数条件下的分类合成处理与评估技术，确定了宁夏及周边地区沙尘区(扬沙和沙尘暴)在静止卫星云图各通道中灰度阈值，建立了集信息综合分析和动态监测为一体的沙尘暴客观评估和实时监测系统。     

一次带状云系的云图分析

利用红外云图、可见光云图、高空资料和地面资料对2003年1月14日出现的带状云系分析,揭示了该带状云系的本质,对预报有参考作用。     

基于微波辐射计的宁夏六盘山西侧大气水汽变化特征

采用隆德气象站2 a德制微波辐射计与同期1 h降水量资料,利用统计法分析了六盘山脉西侧大气水汽含量以及云液态水含量的时间分布特征,并分析了92次不同降水性质、不同降水量级的降水个例,得到降水前跃增时间的变化特征。剔除降水背景结果统计表明:(1)六盘山西侧大气水汽含量和云液态水含量有明显的季节变化,其中夏季是大气水汽含量最多的季节,平均为23.44mm,占年均水汽含量的47.7%。(2)大气水汽含量和云液态水含量日变化呈一谷一峰分布,春、夏、秋三季均在午后出现最大峰值,冬季在11:00出现峰值;大气水汽含量低值区春、夏、秋季出现在日出前后,冬季出现在22:00。(3)87.0%的降水个例在降水发生之前大气水汽含量都在12.00 mm以上,且其值随着降水的量级增大而增大。(4)降水前云液态水含量发生明显跃增现象,春、夏季表现强,根据降水性质及降水量级不同,降水前跃增时间也不同。研究结论对把握人影作业时机具有一定的参考价值。     

应用MODIS卫星数据提取植被-温度-水分综合指数的研究

中分辨率成像光谱仪(MODIS)覆盖可见光、近红外和热红外的36个波段，其波谱分辨率高、信息量丰富。通过分析MODIS数据的波谱特性以及植被和土壤的反射波谱特征，选用可见光波段(0．66μm)、近红外波段(0．86μm、1．24μm)提取修正的土壤调整植被指数(MSAVI)和归一化植被水分指数(NDWI)；用两个热红外波段(8．6μm、11μm)反演植被冠层温度，并通过分析三者之间的耦合特征来提取反映植被水分状况的综合指标(VTWSI)。用实测的植被水分数据和模拟的叶片等效水分厚度数据验证所提取的VTWSI值，拟合结果表明呈显著正相关，说明所提取的VTWSI可有效反映植被的水分状况。该项研究探讨了一种直接从卫星遥感数据提取植被水分指标的新方法。为研究干旱、半干旱地区的区域缺水提供简便途径。     

Detecting Arctic snow and ice cover with FY-1D global data

Chinese meteorological satellite FY-1D can obtain global data from four spectral channels which include visible channel(0.58-0.68 μm) and infrared channels(0.84-0.89 μm,10.3-11.3 μm,11.5-12.5 μm).2366 snow and ice samples,2024 cloud samples,1602 land samples and 1648 water samples were selected randomly from Arctic imageries.Land and water can be detected by spectral features.Snow-ice and cloud can be classified by textural features.The classifier is Bayes classifier.By synthesizing five d ays classifying result of Arctic snow and ice cover area,complete Arctic snow and ice cover area can be obtained.The result agrees with NOAA/NESDIS IMS products up to 70%.     

南极中山站地区太阳辐射的某些特征分析

本文根据1990年1～2月南极中山站的太阳辐射的首次观测数据,分析了该地区太阳分光辐射的变化特征,着重讨论了紫外辐射的变化特征和云对太阳辐射各分量的影响。结果表明,南极中山站地区晴天条件下可见光、近红外和紫外辐射占总辐射的42.2％、53.3％和4.5％;总云量的变化和云类的变化对太阳辐射各分量具有显著的影响。     

南极海冰问题评述:观测

海冰通过其对地面反照率的作用以及对大气和海洋之间热交换的局地障碍和对世界海洋环流的作用在全球热平衡和气候变化中起着重要的作用。南极海冰又因其极为显著的时空变化引起越来越多的关注。海冰的观测是海冰研究的重要内容 ,本文综述了南极海冰观测的发展过程 ,着重介绍了卫星在探测南极海冰方面的重要进展 .     

Glaciation of a mixed-phase boundary layer cloud at a coastal arctic site as depicted in continuous lidar measurements

The dynamic seeding and glaciation of a mixed-phase cloud by ice crystals injected from above at Ny Ålesund, Svalbard, Norway is described using continuous lidar measurements and thermodynamic data. Glaciation of this cloud was caused by ice crystal growth and sedimentation due to the preferential differences in saturation vapor pressure over ice versus liquid water and riming. The lidar data suggest that precipitation reached the ground for nearly 4 h as a result. The symbiosis between ice and liquid water hydrometeor presence in the polar troposphere is unique. Thermal perturbations and airmass fluctuations influence microphysical cloud characteristics and radiative balance, which makes the otherwise pristine region sensitive to lower-latitude anthropogenic and biogenic influences and a focal point for observing indirect effects and their influence on climate change. The development of lidar technologies capable of continuous and autonomous measurements is yielding important datasets to study unique atmospheric phenomena.     

北冰洋浮冰和开阔海面上的能量平衡特征

利用中国首次北极考察队于 1 999年 8月 1 9日～ 2 4日在北冰洋浮冰区获得的大气近地层垂直廓线和辐射等资料 ,依据相似理论方法 ,对比分析了北冰洋无冰海面和冰面上热平衡参数的变化特征。结果表明 ,海面与大气和冰面与大气之间相互作用的边界层物理过程差异十分明显。冰面吸收的净辐射仅为海面的 6%左右 ,主要消耗于感热输送和冰面融化过程 ,不足部分由水汽在冰面上凝结释放的潜热和冰中的热通量来补充。海面吸收的净辐射主要消耗于潜热输送过程 ,占净辐射的 50 % ,其余热量传向水体深层和用于感热输送 ,分别占净辐射的 2 6%和 2 4 %。由此可见 ,在北冰洋夏季 ,无冰海面有大量的水汽向大气输送 ,这对研究北冰洋地区大气边界层的季节变化过程是至关重要的     

基于粗阈值和梯度算法的南极多光谱影像云区的提取

利用Landsat-7的ETM+多光谱影像,提出使用粗阈值以及梯度算法提取极地上空的云。试验结果表明,粗阈值增加了阈值算法的灵活性,并结合梯度算法,由粗到精,达到了较好的极地目标识别效果。     

北冰洋浮冰区的气象要素特征

利用中国首次北极科学考察队观测的气象资料 ,初步分析研究了 1 999年 8月 1 9～ 2 4日北冰洋浮冰 ( 75°N,1 60°W)上的温、压、湿、风、云量、辐射、海表温度、冰面及冰中温度等气象要素变化特征 ,并结合 50 0 h Pa高度场分析了该期间的天气过程。结果表明 :在考察期间海面与冰面温度日变化差异明显。除晴天夜间出现逆温外 ,气温随高度增大而减小 ,冰面为热源 ,不断有向上的热量输送。海温则稳定少变。冰中热交换主要发生在冰下 0～ 40 cm深度。由于有海上湿平流等影响 ,存在“逆湿”现象。晴天反射率具有明显日变化 ,早晚大 ,中午小。海冰表面平均反射率约为 0 .76。辐射与云量特别是低云量的关系密切