TRMM测雨雷达对热带降水结构特征及被动微波反演降水的研究

摘要

本文利用热带降水测量(TRMM)卫星上搭载的首部空基测雨雷达(PR)资料，研究了热带降水三维结构特征的时空变化特征，及其对微波反演降水的影响。结合GPCP资料和TRMMPR资料，对热带降水的水平分布特点进行了研究，研究结果表明，GPCP和PR资料一致地刻画了热带降水水平分布的主要特点，但两种资料在降水强度和分布范围的定量估计上存在差异。被动式微波发射信号(SSM/IE)反演结果对洋面降水的高估、GPCC雨量计站点在一些地区的严重缺乏是造成这种差异的主要原因。GPCP和PR降水资料差异的大小与雨强关系密切，陆地上的差异还受到GPCC雨量计数量的影响。利用6年的TRMMPR3A25资料，从月平均角度讨论了0.5°×0.5°经纬度网格上热带最主要的两类降水——对流降水和层云降水的分布特点。结果表明，热带对流降水对总降水的贡献高于副热带地区。但热带不同类型降水的分布存在明显海陆差异和地域性差异，陆地降水中对流降水的比例高于洋面；赤道非洲对流降水的比例高于南美、西太平洋对流降水的比例高于中、东太平洋。同时发现，太平洋地区对流降水面积百分比与Nino3.4区海温异常呈显著负相关；而中南美洲、海洋性大陆地区对流降水面积百分比则与之呈显著正相关。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1热带降水时空分布及不确定性

1.2热带降水结构特征的观测结果

1.2.1热带降水的基本类型及其结构特征

1.2.2热带大型降水云团的结构特征

1.2.3热带季风降水云团的结构特征

1.2.4热带台风降水云团的结构特征

1.3基于TRMM测雨雷达对热带降水结构特征的研究现状

1.3.1热带降水水平分布

1.3.2热带降水类型

1.3.3热带降水垂直结构

1.4热带降水结构对微波反演降水的影响研究

1.4.1空基被动微波反演降水技术的发展概述

1.4.2 TRMM观测的降水结构特征在微波反演降水中的应用

1.5本研究的内容

第二章资料及方法

2.1 TRMM卫星及其主要降水产品

2.1.1测雨雷达PR及其降水资料

2.1.2微波成像仪TMI及其多通道亮温资料

2.1.3 TRMM PR2A25资料和TMI 1B11资料的匹配

2.2 GPCP综合性降水资料

2.3其他气象资料

2.4 Liu辐射传输模式

第三章热带降水水平分布的特点

3.1利用GPCP资料对热带降水水平分布特点的再分析

3.1.1降水的气候平均分布特点

3.1.2平均降水量的地域性特点

3.1.3降水量对El Nino事件的响应

3.2月平均尺度GPCP和TRMM PR降水的差异分析

3.2.1差异的空间分布

3.2.2差异的时间变率

3.2.3差异对ElNino事件的响应

3.2.4差异大小与雨强的关系

3.3本章小结

第四章热带不同类型降水的分布特征

4.1一般分布特征

4.1.1不同类型降水量百分比分布

4.1.2不同类型降水面积百分比分布

4.1.3对流降水率与层云降水率的比例

4.2季节变化特征

4.3对El Nino事件的响应

4.4面积百分比与降水率的关系

4.5本章小结

第五章热带降水垂直结构的特点

5.1一般特点的再分析

5.1.1标准化降水率随高度的分布

5.1.2平均降水垂直廓线的特征

5.1.3平均降水垂直结构的季节差异和年际变化

5.2地域性差异和时间变率

5.2.1标准化降水廓线的地域性差异

5.2.2热带陆地降水垂直结构的季节变化

5.2.3热带太平洋降水垂直结构的季节变化

5.2.4热带其他地区降水垂直结构的季节变化

5.2.5不同热带地区降水廓线的年际变化

5.3 1997/1998 ElNino后期热带太平洋降水的结构特征

5.3.1样本统计

5.3.2降水的水平分布

5.3.3降水垂直结构

5.3.4大气环流分布

5.4本章小结

第6章热带降水结构特征在被动微波反演降水中的应用

6.1热带降水廓线的参数化

6.1.1线性方案

6.1.2对数线性方案

6.1.3 TRMM PR标准化方案

6.2在微波辐射传输模式中的应用

6.2.1 19GHz垂直极化通道

6.2.2 85GHz垂直极化通道

6.2.3其他通道

6.3 SST异常升高对被动微波反演降水的影响

6.3.1微波信号特征

6.3.2降水廓线变化对微波信号的影响

6.3.3微波降水反演方案的修正

6.4本章小结

第7章总结与展望

7.1本文的研究内容和主要结论

7.2本文的贡献与创新之处

7.3进一步的工作展望

参考文献

致谢

在读期间参加的科研项目

在读期间发表和录用的学术论文