利用卫星资料识别潜在飞机积冰区的研究

发布时间：2017-10-21 19:23

  本文关键词：利用卫星资料识别潜在飞机积冰区的研究

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【摘要】：飞机积冰严重威胁着飞行安全,若在航班放行前就可以对我国空域上的潜在飞机积冰区分布情况有着清晰的了解,对保障航班正常运行和节约公司成本有一定意义。 针对现有飞机积冰预报主要依靠的是天气学方法、实际效果准确率低并受时空范围的束缚等问题,结合卫星资料在民航的广泛使用,设计了利用卫星提供的云微物理参数识别潜在飞机积冰区的方法,从而得到较大区域范围内潜在积冰区的概率和强度。本文利用MODIS云产品数据验证了所选积冰算法的实用性和可靠性,阐述了风云静止气象卫星资料反演云物理参数的方法和步骤并进行误差分析,根据反演得到的云物理参数对实际飞机积冰案例和积冰预报进行验证分析,最后,将分析方法程序化,设计面向用户的潜在飞机积冰区信息服务系统。 结果表明：本文采用的积冰算法可以准确判断出潜在飞机积冰区的地理范围、积冰发生的概率和积冰强度。三个案例中,案例1和案例2的实际情况与分析结果相一致,案例3由于飞机报告点的飞行高度偏低,分析得到的积冰强度高于飞机报告的强度值。利用FY-2F静止气象卫星资料反演得到的云微物理参数与同时次MODIS云产品数据相比,二者在空间分布上具有良好的一致性,但风云卫星反演得到的结果与MODIS提供结果在数值上有明显的差异,具体表现为：光学厚度的反演结果有比较大的差异,大、小值区的对应分布范围一致性不太理想,反演结果与MODIS数据在数值范围上相差几十；有效粒子半径的反演结果与MODIS产品具有良好的时空分布一致性,但FY-2F的反演结果数值连续性较差。 利用风云卫星反演得到的云物理参数分别对实际积冰案例和积冰预报进行验证分析,发现分析得到的潜在飞机积冰区的积冰概率和积冰强度与案例情况基本一致。表明利用风云卫星数据资料提供的云微物理参数可以有效识别潜在飞机积冰区。
【关键词】：飞机积冰 积冰潜势 积冰算法 卫星数据 云物理参数
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V328.1;V244.15
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 积冰对飞行的影响12-14
• 1.2.1 积冰对飞机气动性能的影响12-13
• 1.2.2 积冰对动力装置的影响13-14
• 1.2.3 积冰对仪表、通信的影响14
• 1.3 飞机积冰的研究现状14-22
• 1.3.1 国外积冰研究内容和现状14-18
• 1.3.2 国内积冰研究内容和现状18-22
• 1.4 研究内容和目标22-23
• 1.4.1 研究内容22-23
• 1.4.2 预期目标23
• 本章小结23-24
• 第二章 飞机积冰判断方法的确定24-34
• 2.1 相关云物理参数的定义24-25
• 2.2 云微物理参数的引入25-26
• 2.3 积冰判断方法和原理26-27
• 2.4 云微物理参数的获取方法27-28
• 2.5 积冰方法的验证28-32
• 本章小结32-34
• 第三章 反演云微物理参数34-53
• 3.1 反演原理34-36
• 3.1.1 反射函数的定义34-35
• 3.1.2 影响因子的确定35-36
• 3.2 影响因子敏感性分析36-43
• 3.2.1 FY-2F双通道的探测值对光学厚度和有效粒子半径的敏感性分析36-39
• 3.2.2 FY-2F双通道的探测值对三个角度的敏感性分析39-41
• 3.2.3 FY-2F双通道的探测值对地表反射率、地表温度的敏感性分析41-42
• 3.2.4 FY-2F双通道的探测值对云底高度、大气廓线类型的敏感性分析42-43
• 3.3 反演方法的建立43-46
• 3.4 反演参数的误差分析46-52
• 3.4.1 数据预处理46-48
• 3.4.2 反演结果及对比验证48-51
• 3.4.3 误差来源分析51-52
• 本章小结52-53
• 第四章 案例验证53-57
• 4.1 积冰实例验证53-54
• 4.2 积冰预报验证54-57
• 第五章 潜在飞机积冰区信息服务系统57-61
• 5.1 服务系统的架构57-58
• 5.2 功能实现58-61
• 5.2.1 数据自动处理58-60
• 5.2.2 用户界面60-61
• 第六章 总结和展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果66-67
• 附录67-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：1074895