星载微波辐射计AMSR-E在台风分析中的应用

第２２卷第３期

遥感技术与应用

ＲＥＭ（）ＴＥＳＥＮＳＩＮＧＴＥＣＨＮ（）ＬＯＧＹＡＮＤＡＰＰＩ，ＩＣＡＴｌ０Ｎ

ｙｏＺ．２２人’Ｄ．３

２００７年６月

ｔ，“，ｉ．２００７

星载微波辐射计ＡＭＳＲ—Ｅ在台风分析中的应用

刘松涛１，张红雷１，严

（１．总参０５２６工程办公室，北京

卫２

２１１１０１）

１０００８１；２．解放军理工大学气象学院，江苏南京

摘要：基于洋面上的微波辐射传输模型，采用多元线性回归算法，建立了海洋一大气参数的反演算式，并对其进行了验证。在此基础上，根据ＡＭＳＲ—Ｅ的反演结果，结合微波图像，对２００５年“麦莎”和“泰利”两次台风的发生发展过程进行了初步分析和比较。结果表明，反演算式的精度接近于美国雪冰数据中心公布的业务产品，反演结果比较符合实际情况，微波图像可以较好地反映台风发生发展过程中的变化特征。

关

键词：ＡＭＳＲ—Ｅ；台风；微波辐射传输模型

７９：ＴＮ７３２．１

中图分类号：ＴＰ文献标识码：Ａ文章编号：１００４一０３２３（２００７）０３一０３５１一０５

引言

明［２‘３］，星载微波辐射计在探测海洋一大气参数方面有特殊功效。星载微波辐射计除具有可见光和红外

台风是产生于热带洋面上的一种强烈的热带气旋。台风经过时常伴随着大风和暴雨天气。风向呈逆时针方向旋转。等压线和等温线近似为一组同心圆。中心气压最低而气温最高。台风按热带气旋中心附近最大风力的大小进行分级，过去中国气象部门将８级至１１级风称为台风，１２级和１２级以上的称为强台风。１９８９年１月１日起，采用国际统一分级方法，近中心最大风力在８级～９级时称为热带风暴，近中心最大风力在１０级～１１级时称为强热带风暴，近中心最大风力在１２级或１２级以上时称为台风。为了叙述简单，以下仍统称为台风。

２００５年先后有“海棠”、“天鹰”、“彩蝶”、“麦莎”、“泰利”、“卡努”、“达维”、“龙王”等８个台风和强热带风暴袭击我国。其中，“麦莎”在浙江台州登陆后，影响７个省（市），造成２０人死亡，直接经济损失１７７亿余元。“泰利”造成浙江、安徽、福建等６省因灾死亡１２９人、失踪３０人，１９６２．４万人不同程度受灾，直接经济损失１５４．６亿元。其余台风，亦各自危害不轻。

台风发生在热带海面上，那里的常规气象观测资料十分稀少，过去对台风的分析、研究和预报存在很大的困难。自从有了卫星遥感后，比较好地解决了台风的发生、发展和移动问题ｕ］。大量研究工作表

收稿日期：２００６一１２一０４；修订日期：２００７一０２—２ｌ

遥感仪器所具有的大范围、动态、同步和快速观测的特点外，还具有全天候和全天时的优点。微波最重要的特点是它能穿透云盖、浓雾、降雨，所以利用星载微波辐射计可以探测云内和云以下的大气和海表状况，是分析台风的一种有效手段。

先进的微波扫描辐射计（ＡＭＳＲ—Ｅ）搭载在美国地球观测系统（ＥＯＳ）下午星系列第一颗卫星一ＡＱＵＡ卫星上Ｌ４Ｊ，ＡＱＵＡ卫星于２００２年５月４日发射上天，卫星设计寿命为６ａ。ＡＭＳＲ—Ｅ是多频率、双极化微波辐射计，有更多的通道（６．９～

８９

ＧＨｚ，共１２个通道）和更高的空间分辨率用于探

测地球表面和大气的微波辐射。可以从ＡＭＳＲ—Ｅ数据估计出来各种地球物理参数，特别是那些和水（Ｈ。ｏ）有关的参数。ＡＱＵＡ卫星每天两次过境，过境时间分别为下午１３：３０和凌晨１：３０（当地时间），对应世界时分别为凌晨５：３０和下午１７：３０。以下时间皆以世界时表示。

当前星载微波辐射计遥感海洋一大气参数的反演方案主要有物理和统计两种，真正能投入到应用的基本上是统计方法，如李芸［５］等利用“神州４号”飞船微波辐射计亮温反演海面温度、风速和大气水汽含量，反演方法简单实用，但精度不高。将统计方法建立于更好的物理考虑基础上是当前反演算法的

基金项目：国家自然科学基金（４０３０６０１４）资助项目。

作者简介：刘松涛【１９８０～）．男．助理ｊ［＝程师．主要研究方向为微波遥感。

３５２

遥感技术与应用

第２２卷

发展方向，如李乐乐∞１等利用辐射传输模式对无冰无降水情况下的星载微波辐射计亮温测量进行了仿真研究，并提出了基于物理的海洋一大气参数多元线性回归算法。本文首先基于洋面上的微波辐射传输模型，采用多元线性回归算法，建立了海洋一大气参数的反演算式，并将实际反演结果与美国雪冰数据中心公布的业务产品进行了对比验证。在此基础上，根据ＡＭＳＲ—Ｅ反演结果。结合微波图像，对２００５年第９号台风“麦莎”和第１３号台风“泰利”的发生发展过程进行了初步的分析。２

反演方法

ｗｅｎｔｚ啪论述了利用ＡＭＳＲ—Ｅ反演海洋一大

气参数的海洋算法，建立了基于洋面上的微波辐射传输模型．通过此模型可以将观测到的地球亮温丁。

与相关的海洋一大气参数（海面温度瓦、海面风速

Ⅳ、大气可降水量ｙ和云柱含水量Ｌ）联系起来。其中，大气可降水量和云柱含水量均对垂直气柱采用高度积分得到：

罕

ｙ＝ｌｄ＾Ｐｖ（＾）

（１）

｛勺

Ｌ＝Ｉｄ＾』ＤＬ（矗）

（２）

掣

６ｆｆ

其中：阿（＾）为水汽密度，阢（＾）为云水密度，乙为云

顶高，ｚ出为云底高。２．１微波辐射传输模型

微波辐射传输模型分为大气模型和海平面模型。模型简述如下：

大气层顶向上的亮温（即极轨卫星观测值）为：

丁Ｂ一７１肼＋ｒ（Ｅ丁ｓ＋７１枷）

（３）

其中：丁ｍｔ是大气上行辐射项，ｒ是从海表面到大气层顶总的透过率，Ｅ是地球表面发射率，７’朋是海表面散射项。

ｒ—ｅｘｐ［一ｓｅｃ毋（Ａ（）＋Ａｌｔ＋ＡＬ）］

（４）

７Ｔ战ｒ一（１一ｒ）丁¨

（５）

丁ｍ一［（１＋力）（１一ｒ）（７’Ｄ一７１ｆ）＋丁。１］尺

（６）Ｅ—ｌ一尺

（７）

其中：口表示入射角，Ａ，（下标，依次为０、ｙ和Ｌ）分别表示氧气、水汽和云水的垂直综合吸收系数，７１ｃｔ和７’，，分别表示大气上行和下行有效温度，７１ｒ表示字宙背景亮温．力表示适应参数。Ｒ表示海表面的

反射率。２．２数值模拟

在微波辐射传输模型的基础上，通过添加背景场资料，就可得到八ＭＳＲ—Ｆ的模拟亮温值。本文采用了美国国家气象观测组织（ＵＳＡＮｗＳ）在网上提供的近两年的探空资料，选取了近２０００份资料．探空站点主要分布在沿海地区和海岛上，包括不同纬度地区，覆盖了从冬到夏的变化范围，能基本反映洋面的大气状况。同时由于云水的实测资料非常有限，因此本文采用了一个简单的水云模式。：］，选取十种典型云的云顶高、云底高和云水密度，使云厚和云水密度在这１０种典型云的基础上作±３０％的变化。根据大量常规的海洋实测数据的统计结果［ｓ］，在以上模拟大气条件下，再添加一个粗糙的海平面：海面

温度ｎ在ｏ～３０。范围内随机变化，海面风速Ⅳ在

Ｏ～２０ｍ／ｓ范围内随机变化，海面风向角西在ｏ～

３６０。范围内随机变化，观测入射角只在５５～５６。范围内变化，海水盐度ｓ取３６‰。

但是此模型对强降水云区参数值的反演不敏感，因此，在采用数值模拟方法建立反演算式时，首

先要对云柱含水量进行限制：ｏ～Ｏ．３ｓｍｍ。当云柱含水量大于ｏ．１８ｍｍ时，可以标记为降雨，当云柱

含水量超过０．３５ｍｍ时，则标记为强降雨。本文在此模型的基础上，采用多元线性回归算法建立了海洋一大气参数的反演算式：

Ｐ—ｃｏ＋。。护＋∑ｆ

３７，。，‘Ｓ（７ｔ曲）

（８）｝一ｌ

Ｓ（７＇Ｂ）一７１８

６．９ＧＨｚ，１０．７ＧＨｚ

（９—１）

Ｓ（７’Ｂ）一ｌｎ（２９０一丁Ｂ）

１８．７ＧＨｚ，２３．８ＧＨｚ，３６．５ＧＨｚ

（９—２）

其中：Ｐ依次为海面温度了１ｓ、海面风速Ⅳ、大气可降水量ｙ和云柱含水量Ｌ，咒是星载微波辐射计测量的通道数，对于ＡＭＳＲ—Ｅ来说有５个频率（除

８９

ＧＨｚ外），每个频率都是双极化的，即１０个通道

的测量值。口是ＡＭＳＲ—Ｅ的仪器入射角。反演系数见表ｌ。

２．３验证分析

为了验证反演算式（８）的准确性．本文选取了夏冬季节两个典型个例，将算式（８）的反演结果与美国雪冰数据中心（ＵＳＡＮＳＩＤＣ）提供的Ｉ。２Ｂ业务海洋产品凹ｊ进行了比较。表２给出了两者的回归统计结果。结果表明，算式（８）的反演精度随季节变化较小，接近于Ｉ，２Ｂ业务产品．其中海面温度７１。和大气可

第３期

刘松涛等：星载微波辐射计ＡＭＳＲ—Ｅ在台风分析中的应用

３５３

表１

多元线性回归算法系数表

Ｔａｂｌｅｌ

Ｃｏｅｆｆｊｃｉｅｎｔｓｏｆｍｕｌｔｉ—ｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ

ｆ．

２ｊ２．３２４

６３４．４７ｊ

４６８．６３ｌ

一一９．１８ｌｎ

３．７ｌｊ２．３０５Ｏ．ｊ３ｆ）Ｏ．０２７Ｃ３（佃６ｙ１

７．９７２一Ｏ・６２７

一Ｏ．Ｕ４０Ｏ．０４０Ｃ３ｒ阿６Ｈ，

一３．２１４３・５５６Ｏ．２７０一Ｏ．０２９Ｃ３ｆ册ｌ（¨，）

一９．３６６一Ｏ．７６４Ｏ．３０ｌ—Ｏ．０４８ＣＳｒ砧１０ⅣＪ４．４６ｌ２．７７６

一Ｏ．８１７０．Ｏｉ２Ｃ３ｆ７口１８ｙ１３７ｊ．００４一一２ｌ３．９０６

１４．３７３２．００５ｃ３（７曾１８Ⅳ）

４６３．６７４５７．６２７６８．６５１６．９０１０３（阿：３ｙ）

９８．１０ｊ４ｊ．１９５４９．４３３Ｏ．２０８Ｃ３１７百２３Ⅳｊ

１２１．９０２—９．２２４—９９．７２５一Ｏ．７７５０３（乃３６ｙ）一２．０７８

６４．０３５～３７．９ｌＯ

Ｏ．２８４Ｃ３（船３６Ｈ

Ｊ

—ｌ９．０３０

—６２．８０２

６３．２５５

—２．７８８

降水量ｙ的反演精度较高，而海面风速Ⅳ和云柱含水量Ｌ的反演误差则相对较大。分析原因，主要是因为本文在数值模拟中采用的背景场资料代表性不够高，云水模式比较简单，真实反映洋面大气情况的能力有限，而彤和Ｌ的时空变化率较大，易受其它环境参数的影响，因此反演误差较大，通过添加更多有代表性的背景场资料可以进一步改善其反演效果。相比之下，了１。和ｙ的时空变化率较小，对背景场资料要求不高，可以保证较高的反演精度。３

台风发生发展的过程

台风“麦莎”和“泰利”都形成在菲律宾以东洋面

上，属于典型的登陆型台风，台风向西北方向移动，穿过台湾海峡，在中国广东、福建、浙江沿海登陆，并逐渐减弱为低气压。这类台风对中国的影响最大。

本文采用了日本宇宙航空研究开发机构／地球观测研究中心（Ｊ八ＸＡ／Ｅ（）ＲＣ）提供的ＡＭＳＲ—ＥＩ，ｌＢ亮温数据，代人反演算式（８），反演出了“麦莎”和“泰利”这两次台风发生发展过程中的海洋一大气参数。

根据反演结果可知。在台风“麦莎”和“泰利”形

成初期，大部分海面的温度高于３０（：，海面上空大气可降水量普遍大于６０ｍｍ．满足台风发生的两个最基本条件ｒｌ…。在台风形成区域，海面上空云柱含

水量的值普遍大于（）．１８ｍｍ，可以标记为降雨，由于降雨的影响，此区域的海面温度明显降低，同时海面风速明显增大。

为了便于分析比较，图１同时给出了两次台风发生发展过程中的微波图像（ＡＭＳＲ—Ｅ

３７ＧＨｚ垂

直极化通道，含有云水信息），每次台风分别选取了３个典型个例，过境时间见图下标，Ａ代表升轨，过境时间为当日凌晨，Ｄ代表降轨．过境时间为当日下午。根据图中微波亮温分布的特征，可以较好地反映台风发生发展过程中的变化特性．从而把台风“麦莎”和“泰利”的发生发展过程归结为以下３个阶段：

第一阶段：台风发生阶段，此时热带扰动云系表现为一团稠密而无一定形状的云区，位于赤道辐合带的北边，云区最小直径大于５个纬距。在这个阶段，逐渐可以看到一些弯曲的云线和云带，但还定不出云系的曲率中心。这些弯曲的云线和云带与云区是接近的。弯曲云线和云带的出现，表明在风场上有旋转运动。

第二阶段：台风发展阶段，此时热带扰动云系出现一些完整的弯曲的积云线和云带，根据这些云线

和云带能定出热带扰动的中心。这一阶段表示热带风暴已经形成并逐渐增强。

第三阶段：台风成熟阶段，此时台风已经形成，台风中心密蔽云区是一片稠密的近乎圆形的区域。在中心云区的边界上，可以看出有弯曲的向外辐散的卷云纹线，在中心云区内，出现一些弯曲的纹线，表明围绕着眼区有一条条近乎同心圆的云带。４

结语

（１）通过统计分析，表明算式（８）的反演精度随季节变化较小，接近于美国雪冰数据中心提供的

Ｉ，２Ｂ业务产品，其中海面温度瓦和大气可降水量ｙ

的反演精度较高。而海面风速仉，和云柱含水量Ｌ的反演误差则相对较大．还需要在数值模拟中进一步改善背景场资料，提高其反演精度；

（２）通过对台风发生发展过程中海洋～大气参数反演结果的分析，可知反演结果比较符合实际情况，同时根据ＡＭＳＲ—Ｅ

３７

ＧＨｚ测云水通道亮温分

布的特征，可以较好地反映台风发生发展过程中的变化特性；

３５４

遥感技术与应用第２２卷

图１

Ｆｉｇ．１

微波图像（ａ麦莎．ｂ泰利）

ＭｉｃｒｏｗａＶｅＩｍａｇｅｓ（ａ．ＭＡＴＳＡ；ｂ．７Ｉ、ＡＬＩＭ）

的数值试验［Ｊ］．热带海洋学报，２００３．３（２２）：５２・６０．

瞳

１１Ｊ

（３）利用星载微波辐射计可以探测云内和云以下的大气和海表状况，对台风发生发展的物理机制进行分析，是分析台风的一种有效手段。但是由于极轨气象卫星的时效性不够，因此利用星载微波辐射计反演得到的结果，还不能够对台风进行实时分析和预报，将微波遥感资料代入台风预报模式是解决这一不足的可行方法，可以提高台风预报精度，这项工作尚待开展。

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第３期

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星载微波辐射计AMSR-E在台风分析中的应用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

刘松涛， 张红雷， 严卫， LIU Song-tao， ZHANG Hong-lei， YAN Wei

刘松涛,张红雷,LIU Song-tao,ZHANG Hong-lei(总参0526工程办公室,北京,100081)， 严卫,YAN Wei(解放军理工大学气象学院,江苏,南京,211101)遥感技术与应用

REMOTE SENSING TECHNOLOGY AND APPLICATION2007，22(3)0次

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1.学位论文 李芳 西北太平洋同心双眼壁台风多传感器卫星观测 2009

台风及其伴随的强风、暴雨、风暴潮等自然灾害随着全球变暖可能出现增强趋势。强台风常常出现同心双眼壁结构。星载微波辐射计提供了观测同心双眼壁台风的有效技术手段。

本文利用在轨运行的微波辐射计AMSR-E和TMI数据，并结合CMA-STI和JTWC热带气旋数据集，对2002年到2007年西北太平洋所有热带气旋进行观测和统计分析。结果表明，平均每年约有6个同心双眼壁台风发生，且此类台风平均生命史为10.6天，西北太平洋台风平均生命史为7～8天；热带气旋强度越强，形成同心双眼壁结构的比例越高，在Super TY、STY、TY强度等级下发生同心双眼壁台风的比例分别为71.4％、44.4％和3.7％；同心双眼壁结构的形成地点随季节呈纬向变化，春、秋季密集于10°N与20°N之间，夏季则多集中在20°N与30°N之间，此类台风多发生于夏季。

本文研究了同心双眼壁结构与台风强度和路径的关系。结果表明，大部分同心双眼壁台风在双眼壁结构形成前强度处于增强状态，其增强率呈缓和趋势，而在形成后强度处于减弱状态，其减弱率与一般台风相近；同心双眼壁台风路径多为转向路径，尤其以中转向路径居多，并且双眼壁结构的形成点往往出现在转向点之前。以2005年13号台风泰利Tailim为例，展示了同心双眼壁结构的发展演变过程。

2.期刊论文 刘松涛. 严卫. 王举. LIU Song-tao. YAN Wei. WANG Ju 利用AMSR-E对台风"泰利"的初步分析 -热带海洋学报2006,25(5)

基于洋面上的微波辐射传输模型,采用多元线性回归算法,建立了海洋-大气参数的反演算式,并对其进行了验证.在此基础上,根据AMSR-E的反演结果,对台风"泰利"的发生发展过程进行了初步分析.结果表明,反演算式的精度接近于网上公布的业务产品,反演结果比较符合实际情况;但是由于受到所采用物理模型的限制,反演结果对于强降水区不敏感.

3.会议论文 余贞寿. 陈涛. 周功铤. 郝增周 台风“海棠”(0505)非对称结构及其对移动路径影响 2006

本文利用AMSR-E反演的降水率资料和风云2c静止卫星红外通道反演的TBB分析“海棠”台风在台湾岛以东洋面上打转前后台风结构，结果表明“海棠”台风具有明显的非对称结构，台风中心南侧螺旋云带中的对流活动较北侧明显多。本文还利用非静力模式MM5成功模拟了海棠(0505)台风穿过台湾岛再次登陆的移动路径，分析了海棠台风登陆台湾岛前后结构特征变化，并引进非对称参数探讨5号台风非对称结构与其异常移动路径关系。结果表明台风自身非对称结构与台风异常移动路径密切相关，台风自身非对称结构是登陆台湾前逆时针打转异常路径重要原因之一。

4.期刊论文 延昊. 吴门新. 刘桂青. 李娟. Yan Hao. Wu Menxin. Liu Guiqing. Li Juan 利用MODIS的多通道信息估计中纬度降雨 -气象学报2006,64(2)

基于同一Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪MODIS的多通道数据和被动微波辐射计AMSR-E的微波数据,文中研究了由MODIS的热红外亮温TB11μm和可见光通道反射率R0.65μm估计中纬度降雨的方法.首先利用MODIS的R0.65μm＞0.8和TB11μm＜270 K检测降雨云,并利用一个非线性函数估计雨强.同时,利用AMSR-E微波降雨产品对MODIS降雨估计进行了验证,发现降雨范围和雨强基本一致,在2°格点上相关系数的平方达到0.82,这启示MODIS降雨估计可以达到与被动微波降雨估计相近的精度.与自动雨量站观测数据的检验也取得较好的效果.

由于电磁波传播技术的广泛应用，大气环境成为电磁波传播研究的一个重要领域，尤其是天气变化多端的对流层。对流层大气波导是对流层大气的一种异常结构。大气波导可以使通信电路的相互干扰问题变得复杂，既可能干扰其他系统，又可能形成另外的系统，可以使探测系统产生超视距探测、雷达盲区等反常传播问题。然而通信系统或雷达探测系统遭受大气波导影响的时机具有很大的偶然性，它完全取决于对流层大气的特点。假如能够掌握大气波导的变化规律，准确而及时地预测、预报其出现的时间和地域，结合频率、射线波束、天线仰角和发生功率的选择，就能更好地发挥探测及通信设备的作用。因此，根据实际大气环境，分析、预测和预报大气波导，对于评估大气环境对电磁波传播和探测系统性能具有重要的理论意义和实际价值，尤其是在军事领域。然而在海洋大气环境中，特别是在广阔的海洋上，传统的海洋测量手段，如浮标、船只，获取的海洋水文数据稀少，探空数据更少，无法满足现代海洋大气环境监测所需的大范围观测信息，即使获取数据也很难保证数据点时间和空间的有效性；同时海洋大气边界层日变化缓慢，发生的大气波导持续时间长，比较稳定，对于海上舰船通讯等急需开展大气波导环境区域研究。我国是海洋大国，海岸线狭长，更需要开展沿海区域及近海对流层大气波导研究，特别是边界层内低空大气波导环境预测、预报研究。

目前国内大气波导的研究大多数情况下只注重单站波导发生情况，其代表的时空有效性是有限的，而在实际应用中，人们更加关注波导存在区域，因为波导区域决定了电磁波传输范围。本文针对我国近海区域大气波导不同的形成机理和类型，分别进行了研究。对于蒸发波导，本文利用卫星遥感获取海水表面温度、海面风场、气温、相对湿度等资料，建立卫星遥感资料与蒸发波导高度之间的诊断模式，研究大气波导反演算法和预测模型，首次分析了蒸发波导高度的空间不均匀性。对于低空表面波导和悬空波导，利用中尺度数值模式MM5对大气波导进行了系统的研究，填补了国内中尺度大气波导数值模拟研究的空白，同时选取典型的天气过程，进行了中尺度数值模拟个例研究，分析了大气波导形成机理。 本文主要工作如下：

一、结合P-J模式，利用AMSR-E卫星数据用两种神经网络方法反演了热带

海域的蒸发波导高度，并进行了比较，两种方法得到的与浮标实测参数计算得到的蒸发波导高度之间的相关系数相当，都为0.82左右，均方根差后者比前者小，分别为2.64米和1.89米。神经网络直接反演蒸发波导高度方法要优于间接反演蒸发波导高度的方法。利用AMSR-E卫星数据直接反演了南海海域的蒸发波导高度，可以清楚看出蒸发波导高度的空间分布的不均匀性，为研究蒸发波导的环境特性奠定基础。 二、以2005年6月2日出现在黄海海域的大气波导为例，设计了三种数值试验，利用MM5模式对大气波导进行了24h数值模拟研究，包括是否加入常规探空资料进行格点分析同化，垂直分层的多寡，粗、细网格模拟比较分析。通过研究得到了以下结论：(1)利用常规资料进行格点同化对海上大气波导影响较小，对陆地影响较大；(2)垂直分层对大气波导特征参数影响明显，层数较多描述大气波导比较合适；(3)对于海上大气波导，细网格刻画大气波导特征参数比较细致，但粗网格的模拟已经足够进行大气波导分析。

三、以NCEP再分析资料为背景场，利用MM5模式，对2005年6月2日至4日出现在黄海海域的大气波导和2008年5月10日12时到11日12时由‘威玛逊’台风引起的大气波导分别进行了数值模拟研究。通过研究发现：模拟的修正折射率廓线与探空数据得到的廓线基本吻合，但是模拟的较强波导强度和高度普遍比实测的要小得多；同时给出了大气波导参数的演变过程，分析了两次大气波导形成的天气过程，说明了模拟的大气波导区域是可靠的和可信的；MM5模式能够模拟出特定天气条件下低空较强大气波导三维空间变化过程，可以为定量地描述大气波导特征提供理论和试验依据。关键词：大气波导，蒸发波导，AMSR-E数据，MM5模式，数值模拟

6.期刊论文 马艳. 华锋. 陈丽娟. 陈尚. 曲媛媛. MA Yan. HUA Feng. CHEN Li-juan. CHEN Shang. QU Yuan-yuan 海面温度变化影响台风"海棠"强度的数值研究 -海洋科学进展2007,25(4)

通过对台风"海棠"5 d的数值模拟,研究海表温度(SST)变化对台风强度的影响.与NCEP月平均海表温度相对比,在中尺度大气模式中引入热带测雨卫星(TRMM)微波成像仪(TMI)/先进微波扫描辐射计(AMSR-E)来考察SST对台风"海棠"路径和强度的影响.研究结果表明,每天变化SST的试验模拟的台风强度和路径整体效果不错;模拟的台风路径不敏感于SST的变化,而台风强度的变化不仅取决于由于台风移动引发的SST冷却的幅度大小,而且取决于SST冷却区域的相对位置.在台风"海棠"强烈发展过程中,台风中心右侧冷却区对台风中心气压影响很小;台风强烈发展过后,SST冷却区开始影响台风强度,但造成台风中心气压下降幅度不大,6 h内台风中心气压减弱约3.9 hPa.海面热量通量和海面风速与SST的分布都有良好的相关性:在SST变化为正值的暖水区,感热通量和潜热通量都是一个正的通量分布的极值区,并有风速极大值区域存在;在台风右侧相应的冷却区,则存在着负的通量异常和风速极小值区域.

7.学位论文 贾贞 海洋环境准实时卫星监测信息系统及应用研究 2007

遥感卫星为我们认识海洋的变化以及海洋-大气相互作用提供了不可代替的手段，极大地推动了海洋科学的发展。1997年搭载热带降水观测卫星(TropicalRainfall Measuring Mission，简记TRMM)升空的微波辐射计(TRMM MicrowaveImager，简记TMI)使我们第一次具备了全天候观测海洋表面温度(SST)和高分辨率降水的能力，随后在2002年发射升空的先进微波扫描辐射计(AdvancedMicrowave Scanning Radiometer，简记AMSR)更进一步增强了对全球SST和降水的全天候观测能力。上述两种微波辐射计的SST观测配合1999年投入使用的微波散射计(搭载快鸟卫星QuickSCAT的微波散射计

SeaWinds，简记QSCAT)的海面风场观测和微波成像仪(Special Sensor Microwave/Imager，简记SSM/I)的降水观测，为海洋环境监测和海．气相互作用研究带来了新的机遇。

针对上述技术进步所带来的科学机遇，本论文基于SST、海面风场和降水三个重要要素的四类最新卫星观测产品(TMI、AMSR-E、QSCAT、SSM/I)，建立了一个覆盖全球的准实时卫星海洋监测信息系统，在信息系统技术支撑下实现对卫星数据的高效处理和数据的可视化表达。该系统以IDL技术为主实现了卫星资料的可视化和基于动态网页技术的Web浏览，为用户提供了一个查询、检索和可视化卫星观测资料的方便工具。

利用上述最新卫星观测资料，对于海温锋面上存在的一类新的海一气相互作用过程进行了研究，包括我国黄海冬季的温度锋面、台风造成的海面低温和南大洋锋面。研究表明它们均属于SST和大气底边界层的海一气耦合过程，锋面附近SST和海面风速之间表现为正相关关系，有别于通常的蒸发一风反馈机制所决定的SST和海面风速之间的负相关关系。

本论文所建立的海洋环境遥感信息系统将有助于推动。TMI、AMSR-E、QSCAT、SSM/I这四类卫星观测资料的海洋科学应用，所开展的锋面过程中的海．气相互作用研究也揭示了这一类新的海气作用现象。

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下载时间：2010年11月9日