利用静止气象卫星图像进行晴空区导风的初步研究

摘要

目前利用卫星资料反演风场的主要手段有基于红外云图的云导风和基于水汽图的水汽导风，其导风原理是在时间间隔30分钟或1小时的两张或三张静止卫星红外图像或水汽图像上，通过追踪云或水汽的移动来估算风场。然而云导风的明显局限是无法反演晴空区内的风场，虽然利用水汽图导风可以在一定程度上弥补这一局限，但本文研究基于红外云图进行晴空导风作为一定补充。
　　 本文提出利用静止气象卫星红外图像资料反演晴空风场的方法—时间序列差值法，利用LOWTRAN7红外辐射传输模式对其进行可行性的分析，确定晴空示踪物，并应用云导风实验系统CWIS结合实际资料进行晴空区导风实验。实验结果表明，该方法得到的晴空区风场与NCEP给出的低空风场有很好的一致性。因此，有希望在传统的云导风的基础上增加晴空区卫星导风，为卫星遥感资料在台风、梅雨、强对流等天气系统分析和预报中的定量应用提供更多的风矢信息。
　　 由于本文只是初步研究，还存在很多不足之处。首先，本文缺乏对晴空风场的定量分析，在今后的研究中需要结合其他资料对反演的晴空风场进行定量验证：其次，由于晴空示踪物的纹理是经过做差处理得到的差值，所代表的示踪物可能是水汽或气溶胶，因此，可以尝试通过估计水汽或气溶胶的高度来确定风场所在的高度；最后，以往的研究可知，红外分裂窗通道差值代表了水汽的分布的信息，因此今后可以尝试研究利用分裂窗通道差值得到晴空区水汽的分布信息，并由此来反演晴空风场。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1卫星导风研究的意义

1.2国内外进展及研究现状

1.3本文的研究内容

第二章基于LOWTRAN 7的可行性分析

2.1 LOWTRAN 7简介

2.2卫星红外波段对气溶胶的敏感性分析

2.3卫星红外波段对水汽的敏感性分析

第三章云迹风导出系统———CWIS介绍

3.1 CWIS系统工作流程简述

3.2模块识别因子

3.3模块搜索与匹配

3.4风矢的计算

3.5风矢的编辑—质量控制

3.5.1质量控制介绍

3.5.2风场随时间变化的质量控制

3.5.3高度调整法的质量控制

第四章资料来源与介绍

4.1本文所用资料来源

4.2资料介绍与格式说明

4.2.1 gpf文件格式

4.2.2等经纬投影文件(00e)格式

4.2.3晴空大气可降水产品

4.2.4 ncep再分析资料

第五章时间序列差值法与晴空导风实验

5.1时间序列差值法

5.1.1原理

5.1.2方法描述

5.2晴空导风实验

5.2.1资料的格式转换

5.2.2云检测

5.2.3差值处理

5.2.4实验流程简述

第六章实际资料结果分析

6.1个例一

6.2个例二

第七章总结与展望

7.1总结

7.2不足之处

7.3展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢