大气沙尘辐射特性的卫星观测

对１９９１年３－５月在ＨＥＩＦＥ实验区过境的１０次ＡＶＨＲＲ测量资料和同期大气浑浊度观测资料的分析结果表明,ＡＶＨＲＲ资料可用于大气沙尘对地系统辐射能收支影响的研究。     

上海地区地面太阳紫外辐射的观测和分析

通过对上海地区2001～2003年地面太阳总辐射和紫外辐射观测资料的分析表明：（1）上海地区太阳辐射和紫外辐射年总量分别为4487．1MJ／m^2和149．6MJ/m^2。（2）紫外辐射的季节变化特征十分明显,夏半年（4-9月）各月极大紫外辐射强度远大于冬半年（10月～次年3月）,7月份最强,12月份最弱。（3）不同天气条件下,紫外辐射日变化显示出明显的差异,晴天强且稳定,多云天气波动较大,阴天则次之。（4）紫外辐射占总辐射的比例（η）也显示冬半年低,夏半年高的分布特征。（5）影响上海地区到达地面紫外辐射的主要因子有：太阳高度角的大小大致决定了到达地面紫外辐射的强弱,两者具有相近的年变化趋势;云、雨等天气类型是影响紫外辐射的重要因子;大气能见度对紫外辐射也有比较明显的影响。     

中国大气气溶胶辐射特性参数的观测与研究进展

长期系统的气溶胶辐射特性观测资料是定量研究气溶胶辐射和气候效应的重要基础.本文综合介绍中国大气气溶胶辐射特性观测与研究现状和成果,重点包括以下内容:地面太阳光度计联网观测气溶胶光学厚度、单次散射反照率、尺度谱;从全波段太阳辐射反演气溶胶光学厚度、单次散射反照率;浊度计和黑碳仪测量地面气溶胶散射系数和吸收系数;地基/星载激光雷达观测气溶胶(后向散射系数)垂直分布;极轨/静止卫星遥感反演气溶胶光学特性.     

水物质辐射效应对卫星观测模拟误差的影响分析

受云和降水影响的卫星资料在数值天气预报中的同化应用,对于进一步改善数值预报效果具有重要的作用,这部分工作的开展要求在快速辐射传输模式中能够较好地考虑各种水物质的辐射效应。使用美国卫星资料同化联合中心新近开发的快速辐射传输模式CRTM,通过中尺度数值模式WRF的预报输出提供其水物质输入,试验分析了快速辐射传输模式中水物质效应对卫星观测模拟计算的影响。在WRF模式预报水物质分布与天气系统配置合理并符合云物理基本特征的基础上,水物质辐射效应的考虑极大地改善了卫星观测模拟的效果。结合卫星各通道探测特性,进一步分析了各种水物质粒子对NOAA16AMSUA／B各通道卫星亮温模拟的影响和物理机理,定量统计了各类水物质对各卫星观测通道亮温计算偏差和水物质对各通道偏差贡献的权重大小。分析结果表明,快速辐射传输模式中水物质效应的考虑为数值天气预报中云雨区卫星资料的同化应用提供了必需的基础条件。     

用应用需求数据库评估卫星观测能力

卫星应用需求分析是气象卫星规划和研制十分关键的第一步。为了搞好21世纪的全球气象卫星发展规划,WMO和CEOS从1996年开始征集全球对地观测卫星的应用需求和建立卫星需求数据库,创立了国际通行的RRR程序方法,建立了全球对地观测卫星应用需求数据库。文章介绍了WMO/CEOS卫星应用需求数据库的RRR程序方法和数据库的部分内容,着重介绍和评述了建立卫星应用需求数据库以及基于卫星需求数据库进行卫星观测能力定量评估的方法,为中国气象卫星应用需求数据库的建设创造有利条件。     

卫星在热带气旋快速增强观测中的应用进展

热带气旋(TC)快速增强(RI)对我国影响大且预报难度较大,在常规观测资料稀少的海洋上,卫星探测技术的发展,提供了更多的RI TC内部结构变化的有效信息,能够帮助人们进一步认识TC强度的变化规律.文中总结了静止轨道及极地轨道卫星上搭载的可见/红外扫描仪、微波成像仪、降水测量雷达、风场测量仪器、闪电成像仪和云雷达资料在TC RI中的应用以及存在的问题,指出发展小卫星星座及静止轨道微波探测,加强RI TC内部的降水、云微物理和风场等重要信息的时间演变分析,并结合数值模拟进一步研究TC RI的物理机制将是未来的发展方向.     

绥化市自动观测与人工观测数据的差异分析

1引言黑龙江省绥化市所辖10个县(市、区),根据省气象局要求,除肇东、庆安因特殊情况外,其它8个气象站都第一批安装了地面有线综合遥测气象仪(Ⅱ型),并陆续于2003年9月21￣30日安装调试成功,2004年1月1日正式进行同步对比观测。地面有线综合遥测气象仪(Ⅱ型)自动观测项目有:气压、气温、相对湿度、降雨量、风向风速、地温等。观测中发现自动观测与人工观测数据存在差异,对出现差异的主要原因进行了分析,并用对比分析的方法对各基本气象要素差值形成,从它们的感应元件和观测原理方面分析原因。差值小的气象要素只进行单站分析,差值大的气象要…     

水物质对云雨区卫星微波观测模拟影响

受云和降水影响卫星资料在数值天气预报中的同化应用对于进一步改善数值预报效果具有重要作用, 这部分工作的开展要求快速辐射传输模式中能够较好地考虑各种水物质的辐射效应。使用美国卫星资料同化联合中心新近开发的快速辐射传输模式CRTM, 通过中尺度数值模式WRF的预报输出提供水物质输入, 分析水物质辐射效应对云雨区卫星微波观测模拟计算的影响。在WRF模式预报水物质的分布和天气系统配置合理并符合云物理基本特征的前提下, 水物质辐射效应的考虑极大改善了卫星观测模拟的效果。结合卫星各通道探测特性, 进一步分析各种水物质粒子对NOAA-16 AMSU A/B各通道卫星亮温模拟的影响和物理机理, 定量统计各类水物质对各卫星观测通道亮温计算偏差和偏差贡献的权重大小。分析结果表明:快速辐射传输模式中, 考虑水物质辐射效应为数值天气预报中云雨区卫星资料的同化应用提供了必需的基础条件。     

基于CloudSat卫星观测的贵州冻雨形成机制分析

利用CloudSat卫星观测资料,从云物理观测和温度垂直结构角度对贵州地区冻雨形成机制进行分析。结果表明,对冰相机制的冻雨,CloudSat卫星的CPR雷达反射率、云冰含量和温度廓线产品能够描述冰相降水粒子在融化层中相变为液态水的"融冰"过程,雷达反射率回波0℃层亮带是该过程的直接反映,云冰含量产品也能够反映融化层对冰相降水粒子的融化作用。对"过冷暖雨"机制的冻雨,CloudSat卫星能够描述降水粒子在整层气温低于0℃的环境中保持过冷水状态下落的过程。研究基于云物理观测证实贵州冻雨存在一种具有融化层的暖雨机制,其大气存在着具有融化层的逆温结构,降水粒子在融化层中为普通液态水,在温度略低于0℃的环境中为过冷水,过冷水下落经过融化层时升温变为普通液态水,再继续下落进入次冻层冷却,最后与低于0℃的地面物体碰并冻结形成冻雨。冻雨形成机制不能通过融化层区分。     

内蒙古草原浅对流云特征卫星观测分析北大核心CSCD

浅对流云(Shallow Convective Cloud,SCC)对于认识和预报深对流强雷暴、辐射平衡以及气候变化有着十分重要的科学和意义。然而浅对流云水平、垂直尺度较小,并且生命尺度短,对其观测技术有限,目前针对浅对流云的观测研究仍然较少。本文采用2009~2010年CloudSat、CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation satellite)和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)卫星融合产品2B-CLDCLASS-LIDAR和2B-GEOPRO对SCC进行研究,研究分析表明内蒙古草原区域SCC出现频率有明显季节变化,主要发生在夏季和秋季,其出现频率水平分布呈现西北低、东南高的趋势,与海拔梯度变化密切相关。SCC平均云底高度,8月最高,12月最低,呈现明显的冬夏差异。通过比较不同地区SCC云底高度发现,随着观测区域海拔高度增加,SCC云底高度有上升趋势。除此以外,海拔越高SCC云底高度变化幅度越大。     

北川国家一般气象站新旧观测资料对比分析

2008年“5.12”特大地震给北川羌族自治县造成重大损失,北川国家一般气象站由曲山镇茅坝村站址（简称旧站）搬迁至30km外永昌镇站址（简称新站）。本文利用新站2011～2018年观测资料与旧站1981～2010年观测资料,通过差值统计方法,对新站的整编资料与旧站的整编资料进行对比分析,结果表明：新站平均气温偏高0.7℃,极端最低气温偏高,极端最高气温偏低;年日照时数偏多139.3h,2min平均风速偏大0.5m/s,极端最大风速偏大;年降水量偏少29.5mm,风向相差90°左右,差异较大。     

湛江市地面太阳紫外线辐射观测及分析

利用湛江市气象观测站2006年3月～2007年2月的紫外线辐射资料及地面气象资料,分析了湛江市紫外线指数日变化和季节变化特征。结果表明,紫外线指数与总云量、低云量、日照时数、地面水平能见度、相对湿度有较好的相关性。运用多元线性回归、逐步回归方法,分析了紫外线的影响因子,发现太阳高度角、总云量、地面水平能见度和日照时数,是影响湛江市紫外线辐射强度的关键因素,通过信度为0.05的F检验,发现拟合方程对紫外线的趋势变化具有一定的能力。     

TRMM卫星的闪电观测资料在中尺度数值模式中的Nudging同化应用研究

在以往研究的基础上,本文提出一种利用TRMM卫星闪电观测资料改善中尺度数值模式水物质初始场的Nudging同化技术,这是把物理初始化方法与Nudging同化方法相结合的一种技术.根据TRMM卫星闪电观测水平分布,对水汽和云凝结物进行Nudging同化,对积云对流参数化方案进行调整,改变模式初始水汽和云凝结物场的含量,以...     

利用卫星微波观测亮温与云辐射模拟亮温的台风定位分析

极轨气象卫星S-NPP、MetOp-A和FY-3B上搭载的微波湿度计观测资料可以反映出台风周围水汽和云雨结构。本文使用权重函数峰值在800 hPa附近的微波湿度计通道观测资料和ERA5再分析资料全天空模拟亮温,以飓风Sandy和Isaac为例,对用方位谱台风中心位置定位方法得到的观测和模拟中心位置进行了比较。利用下午星S-NPP搭载的先进技术微波探测仪(Advanced Technology Microwave Sounder, ATMS)和上午星MetOp-A搭载的微波湿度计(Microwave Humidity Sounder, MHS)观测亮温得到的飓风Sandy(Isaac)中心位置与最佳路径平均相差35.8 km(32.9 km),但用ERA5全天空模拟亮温得到的飓风Sandy(Isaac)中心位置与最佳路径平均相差73.3 km(82.1 km)。若按照热带风暴和台风等级来划分,ATMS和MHS观测和模拟亮温得到的台风中心位置与最佳路径的平均距离对热带风暴分别是36.5 km和105.9 km,对台风分别是25.8 km和56.4 km。若用FY-3B搭载的微波湿度计(以M...     

CloudSat卫星及其在天气和云观测分析中的应用

介绍了2006年4月28日成功发射的第1颗以对云层特性进行全球主动遥感测量CloudSat卫星的观测仪器、工作参数、运行方式、数据产品及“A—Train”卫星群等基本概况。CloudSat卫星主要有效载荷是94GHz（3mm波）云雷达,它可以“切开”云层,获得许多有关云的最新气象数据,主要数据产品包括了云的宏观物理参量和微观物理参量。介绍了CloudSat卫星已获得的典型天气和云的初期观测结果：从首次观测的云三维图片,可以清楚地看到南极洲上空风暴云的垂直剖面结构特征;从首张获得降雪云的垂直剖面图像可以得到降雪云层的发展状态以及结构特点;使用CloudSat统计数据可分析全球水凝物的分布特征。将TRMM卫星上的测雨雷达与CloudSat卫星上的云雷达联合观测研究,可以获得从薄云到浓厚云及降水的精细垂直结构特征。通过下载的CloudSat观测资料,对我国典型台风和层状云系等两类不同天气条件下云的宏微观结构特征等进行了初步分析,可以看到台风眼区附近云系的垂直结构随台风发展不同阶段的演变;从层状云系的垂直剖面可以清楚地发现云层的内部分层结构及不同相态的垂直分布特征等。     

GPS观测在气象中的应用

简述了GPS的组成及发展概况，以及如何利用地面GPS观测探测大气可降水汽量（PWV），从而可以得到高精度，几乎连续和实时的水汽序列，骤报降水量以及监测恶劣天气，为天气预报和气候分析作出贡献。     

卫星云图在吉林省沙尘天气监测中的应用分析

利用我国东北地区吉林省2001-2005年五年间春季卫星云图监测沙尘天气图像，对其中的典型沙尘天气过程和其对应的高空及地面实况场进行了分析，通过总结其过程发生前后的环流特征及规律，旨在发现影响我省的沙尘天气在卫星云图上的表现和特征，为今后监测此类天气提供一些依据。     

广州市地面太阳紫外线辐射观测和初步分析

通过对广州市2000～2001年两年的地面紫外线辐射观测资料的分析表明广州市全年紫外线辐射强度84.3%出现在"中等"以上级别,"强"、"很强"级别占65.1%,尤其是第二、三季度分别有46.2%、62.1%的时间紫外线出现"很强"级别,分析表明广州市属于紫外线高辐射地区;各候(旬)的最小紫外线指数在夏秋季节的涨落脉动比冬春季节要大,尤其是秋季更加明显.另外,定义了每月云衰减因子(CAF),12～4月为明显的云衰减加强期;6～9月为明显的云衰减减弱期,分析期间最大云衰减因子仅为0.11.     

“浣熊”强度变化的环境背景和卫星观测分析

利用实况观测定位和强度资料、NCEP的1°×1°全球最终分析资料、NOAA周平均1°×1°海温再分析资料和FY卫星水汽图像,分析台风浣熊(0801)的环境背景条件和内核结构演变与强度变化的关系.结果表明:(1)环境风垂直切变增大至10m·s~(-1)左右与南海北部海表温度逐步减小导致最大可能强度不断降低是"浣熊"快速发展过程中断并减弱的重要外部条件;(2)卫星水汽图像显示内核结构存在眼壁破裂和复原现象,该现象精确地反映其强度变化.眼壁破裂(复原)过程导致"浣熊"减弱(增强).     

环境卫星在气象业务与研究中的应用——美国气象学会声明（2006年1月25日）

环境卫星已经成为以气候监测和天气预报为目的全球观测系统中日益关键的一部分。但是，正如美国国家科学研究院全国科学研究委员会（NRC）的一份报告（（Earth Science and Application from Space--Urgent Needs and Opportunities to Serve the Nation：地球科学与空间应用技术——紧急需求与服务国家的机会，2005）中所指出的一样：“目前环境卫星系统正面临着崩溃的危险。”（译者注：由于经费预算紧缩以及支持重点向太空探索倾斜，一些已经批准的极具科学与社会价值的计划与项目不再得到支持，被迫取消、缩减规模或延迟。目前，NASA没有计划在“地球观测系统”（EOS：Earth Observing System）平台的6年服役期结束之后替换该系统）。除非立即采取行动，重振美国的地球观测研究计划，并制定一个长期的业务环境卫星发展规划。必须采取措施保障这些计划的不断实施，而且能够得到完善，建造一个低成本、具有灵活性的卫星系统，该系统应是先进的综合地球观测系统的核心部分。在过去的25年中，与天气和气候相关的行业已经引进和采用了许多卫星技术与设备方面的重要进展。尤其是全球各国的气象环境部门和研究机构，他们对卫星遥感资料的依赖性正变得越来越大。