基于卫星遥感的灾害性天气分析

发布时间：2020-06-01 09:46

【摘要】：本文基于卫星遥感资料针对西北地区灾害天气进行分析。利用CloudSat卫星数据在2010年4月分为月平均、沙尘天、无沙尘天三种情况分析沙尘气溶胶对云参数的影响；其次利用CALIOP/CALIPSO卫星2012.1.1-2014.2.28的L2级气溶胶廓线数据对西北地区全年和春季气溶胶消光系数进行统计分析,并重点利用CALIOP/CALIPSO卫星Ll级数据产品结合多种卫星资料和模式分析2013.4.16-18西北地区的一次沙尘天气过程,分析了沙尘气溶胶的空问分布和传输路径；最后利用CPR/CloudSat卫星的2B数据产品对2010.5-9月西北地区雨季云参数进行统计分析,并同时针对2007.5.28天山中段的一次暴雨过程云参数空间分布进行分析,最后主要结论如下：(1)利用CloudSat卫星数据产品对比西北地区4月沙尘天、无沙尘天、月平均情况得到沙尘气溶胶有效减小云粒子有效半径、云水含量和云光学厚度,增大水云粒子数浓度。(2)西北地区气溶胶消光系数随高度的增加而减小。沙漠源地的气溶胶消光系数数值较大,较甘肃等地受城市化影响的气溶胶数值偏高。春季分布与年均分布基本一致。(3)沙尘天气发生期间CALIOP/CALIPSO卫星的垂直特性产品气溶胶分类图则可以明确对气溶胶进行分类,NAPPS气溶胶全球模式可以显示沙尘气溶胶浓度变化的日均分布,直观体现沙尘气溶胶的输送扩散；HYSPLIT后向轨迹模式则宏观上给出了沙尘源区开始的沙尘输送路径。沙尘天气爆发期间沙尘气溶胶主要分布在地而以上3km内,退偏比主要分布在0.4,色比主要分布在1.2；在沙尘天气减弱乃至结束时,气溶胶主要分布在地表2km内,退偏比主要分布在0.2-0.3,色比主要分布在1左右。(4)西北地区2010年5-9月雨季以单层云为主,其中又以中低云为主,云量整体随高度先增大后减小,平均云量在80%以下；青海西藏地区由于平均海拔较高,与西北其他地区差异性较大；整体而言云微物理参数随高度先增大后减小,水云参数在3km左右达到最大值。水云粒子有效半径最大达到24μmm,,水云粒子数浓度在100个·cm-3以下,云水含量最大值在150mmg·m-3以上。云水含量的较大值区对应了粒子数浓度和有效半径的较大值区。(5)暴雨个例分析可知：云参数的峰值区主要在对应的水/冰云的中部。根据个例分析可知液态水主要分布在雨层云、高层云、积云内部。液态水含量在3km处出现极大值,达到245 mg·m-3。水粒子数浓度在云内液态水的中下部达到峰值,云上部是低值区。水粒子的有效半径的峰值区主要存在于液态水内部的中部区域,主要分布于云内液态水层的3.5-4km,最大值可达23μm。冰水含量高值区均在云层的中部,云顶和云底都是低值区,冰水含量值在3km左右开始出现并增加,其随云层高度的变化近似正态分布,峰值出现在6km。冰粒子数浓度对应冰水含量在相同的地方存在高值区,最大值达到290个·cm-3。云滴冰粒子有效半径高值区主要分布在冰云的中下部,极大值平均分布在5km左右,最大值可达到120μm,在5km以上和以下都逐渐减小
【图文】：

探测图可获得卷云粒子尺度和红外发射率相关信息，ＷＦＣ可Ｗ提供６２０－６７０ｎｍ逡逑范脚内NB高分辨率图像，者结合分析云的特性Ｐｎｊ。逡逑１．３本文主要研究内容逡逑本文主要利用ＣＡＬＩＯＰ／ＣＡＬＩＰＳＯ卫星的Ｌ１、Ｌ２级数据产品和ＣｌｏｕｄＳａｔ卫逡逑星２Ｂ数据产品：逡逑１．分析西北地区消光系数的垂直分布和沙尘天气沙尘气溶胶的垂直分布，结逡逑合ＮＣＥＰ再分析资料分析沙尘天气的高申：流场，利用气溶胶巧数对沙尘源区进巧逡逑识别，最后利用ＮＡＰＰＳ全球气溶胶模式和ＨＹＳＰＬＩＴ后向轨迹模式对沙尘的输逡逑送路径则予Ｗ确定。逡逑２．利用邋Ｃｌｏｕｄ邋Ｓａｔ邋卫崔资料邋２Ｂ－ＧＥＯＰＲＯＦ、２Ｂ－ＣＬＤＣＬＡＳＳ、巧－ＣＷＣ－ＲＯＶＤ逡逑１＾＞１及ＥＣＭＷＦ－ＡＵＸ气象辅助数据统计了邋２０１０．５．１－９．３０西北地区雨季云参数的空逡逑间分布，同时选取２００７．５．２８天山中段一次暴雨过程作为个例研究此次暴雨过程逡逑中云微物理参数的变化。逡逑３．研究区域空问范围为７５－１１０°邋Ｅ，３０－５０。Ｎ邋（附阐如下）。逡逑ＵＳ＇邋巧，邋巧，邋Ｗ逦Ｗ邋Ｗ邋１００＊邋１０Ｖ邋ｔｉａ＊邋ｉｔ５＊邋１洗，邋记Ｖ邋ｉｗ邋巧邋ｒ邋ｗ邋ｉｗ逡逑

逦；Ｋ？逦Ｍ巧逡逑图３－３邋４月份云景垂巧分布图逡逑图邋３－３邋为利用邋ＣｌｏｕｄＳａｔ卫星邋２Ｂ＿ＧＥ０ＰＲ０Ｆ＿ＬＩＤＡ民的邋Ｃｌｏｕｄ邋Ｆｒａｃｔｉｏｎ（云量）逡逑数据插值到ｒ邋ｘｒ的网格点上得到的４月份云量的垂直分布图，深蓝色为缺逡逑失值。由于西北地区平均海拔较高，所Ｗ选取六个高度层１．５ｋｍ、３ｋｍ、４．５ｋｍ、逡逑６ｋｍ、７．５ｋｍ、９ｋｍ进行分析，西藏地区由于大部分－、｜嘴海拔在４．５ｋｍ邋Ｗ上所凶逡逑４．５ｋｍ邋ＷＴ表现出缺失化青海大部分地区平均海拔在３．５ｋｍ化！－．，因此３ｋｍ及逡逑Ｗ下表现出缺失值Ｉ甘肃部分地区平均海拔在１．５ｋｍ邋Ｗ上，所Ｗ在１．５ｋｍ邋Ｗ下衷逡逑现出缺失值，西北地区由于平均海拔高度较高，所Ｗ在３ｋｍ邋ｙｒＦ云量大致为逡逑２０－４０％，Ｗ氏岩为主：在４．５－７．５ｋｍ，西北地区云壁分布在３０－加％，青海云量有逡逑较为明站的增加
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P407;P429

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