地球静止轨道被动微波大气探测综合孔径载荷成像性能研究

发布时间：2020-05-08 18:05

【摘要】：地球静止轨道微波大气探测能够极大的增强对台风、暴雨等灾害天气的监测和预报能力,解决气象预报难题,其发展需求迫切。全球已经提出基于实孔径和综合孔径两种体制的多种辐射计候选方案,但高空间分辨率要求使载荷实现技术难度很大,此类微波载荷目前在国际上尚属空白。从射电天文学中发展过来的综合孔径阵列微波辐射成像是解决这一问题的可能方案。本文针对地球静止轨道气象卫星微波大气探测应用需求与载荷性能指标,深入研究大气亮温正演、载荷观测过程建模等关键技术,实现地球静止轨道微波观测系统模拟试验,将产生的模拟载荷观测亮温与实际观测亮温对比,评估GIMS和GeoSTAR两种载荷的成像性能,对比分析不同体制不同参数下的观测亮温数据特征与精度,第一次将GIMS非均匀采样与CLA均匀采样观测成像对比。同时考虑到实际应用中成像时间对分时扫描系统的影响,模拟真实扫描成像情况下观测亮温的变化过程,分析成像时间对GIMS载荷成像精度的影响,首次得到以下结论,在一定的成像周期内,模拟载荷观测亮温更接近于实际观测亮温变化的平均值。
【图文】：

（a）彩虹地理分布图 （b）WAF 运行场景范围图 2.8 彩虹场景图，，将WAF运行得到的场景大气参数输入到DOTLRT模式中进行正演计频率通道的天顶方向大气上视亮温图像如图 2.9 所示。(a) 50.3GHz (b) 51.76GHz (c) 52.8GHz (d) 53.596GHz(e) 54.4GHz (f) 54.949GHz (g) 55.5GHz (h) 57.29GHz 始亮温图像Tb@Ch.1 0 0.01 0.02160180200220240260280 pic 始亮温图像Tb@Ch.2-0.02 -0.01 0 0.01 0.02-0.025-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020.025230235240245250255260265270275280 pic 始亮温图像Tb@Ch.3-0.02 -0.01 0 0.01 0.02-0.025-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020.025235240245250255260265270275 pic 始亮温图像Tb@Ch.4-0.02 -0.01 0 0.01 0.02-0.025-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020.025 始亮温图像Tb@Ch.5 0 0.01 0.02238240242244246248250252 pic 始亮温图像Tb@Ch.6-0.02 -0.01 0 0.01 0.02-0.025-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020.025228230232234236238 pic 始亮温图像Tb@Ch.7-0.02 -0.01 0 0.01 0.02-0.025-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020.025217218219220221222223224 pic 始亮温图像Tb@Ch.8-0.02 -0.01 0 0.01 0.02-0.025-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.020.025

地面物理参数由 WRF(WeatherResearchForecast) 模式系统产生。根据时间和位置，WRF 模式初值由 NOAA 网站的北美气象数据产品 NAM择时间范围为 2012 年:7 月 30 日,12：00—2012 年 8 月 2 日, 12:00，时时。经过 WRF 模式运行，获得 5 公里分辨率的大气物理参数。场景参示。苏拉场景分布图如图 2.10 所示。其中，图（a）表示苏拉地理分布表示 WAF 运行场景范围。表 2.4 场景参数时间 2015 年 8 月 1 日，22:24区域中心经纬度 （23.98,123）经度 16.28~31.25纬度 114.79~131.2分辨率 5 公里
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P407.7

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本文编号：2655003