地基微波遥感与探空数据联合对低层大气廓线的反演研究

发布时间：2020-06-20 19:52

【摘要】：低层大气作为人们生产生活的主要环境,对其温度、水汽密度、折射率等参数进行遥感在天气预报、自然灾害预防、气象科学研究等领域具有重要意义。本文围绕地基多通道微波辐射计遥感大气参数的原理和技术开展了相关研究。主要工作如下:1.基于微波辐射计探测大气参数原理,仿真计算了不同频率、不同天顶角、不同时间的下行辐射亮温权重函数并得到相应的峰值高度。由青岛站的历史探空温度、压强等数据仿真计算了氧气通道9个频率、不同天顶角的亮温,根据亮温权重函数分布选取了9个频率、天顶角0?~85?每隔5?的组合亮温,分别利用线性回归法和神经网络法仿真反演了青岛地区低层大气温度廓线。仿真结果表明采用组合亮温反演结果比采用常规的天顶亮温反演结果的精度提高了5%~30%。2.采用由历史探空数据仿真计算的水汽通道8个频率、天顶角0?、45?、60?、75?亮温,利用线性回归法和神经网络法仿真反演了低层大气水汽密度廓线。仿真结果表明采用多天顶角亮温反演结果比采用常规的天顶亮温反演结果的精度略有提升,但较为有限。3.基于微波辐射计实测亮温数据和探空实测数据,采用不同天顶角亮温和组合亮温反演了温度廓线,结果表明组合亮温反演结果比天顶亮温、单一角度斜路径亮温反演结果更接近探空实测结果,验证了采用组合亮温反演低层大气温度廓线的优越性。采用不同天顶角亮温和多天顶角亮温反演了水汽密度廓线,与探空实测结果对比后发现采用多天顶角亮温反演相比只采用天顶亮温反演对反演结果的精度提升有限。4.基于青岛地区历年探空资料,统计了逆温、湿度剧减和大气波导三种反常结构的出现频率以及逆温厚度、强度、高度的分布特点。采用组合亮温利用神经网络法对逆温进行了仿真反演,通过与探空资料对比,逆温的反演准确率达76%以上,逆温特征的反演结果与探空结果较为吻合。同时对湿度剧减、大气波导进行了仿真反演,结果表明利用微波辐射计探测大气反常结构是可行的。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P407.7
【图文】：

表2.1 MP-3000A辐射计产品参数功能及参数 规格亮温校准精确度 0.2+0.002*│TkBB-Tsky│辐射计稳定性 <1K/年亮温量程 0～400K辐射计分辨率（取决于积分时间） 0.1～1K积分时间（用户可设定为 10 毫秒增量） 0.01 到 2.5 秒通道21 个水汽通道(22~30GHz)14 个氧气通道(51~59GHz)仰角扫描 标配功能水平扫描 全方位 360°功耗 200w(一般状态)尺寸 50×28×76cm

表2.1 MP-3000A辐射计产品参数功能及参数 规格亮温校准精确度 0.2+0.002*│TkBB-Tsky│辐射计稳定性 <1K/年亮温量程 0～400K辐射计分辨率（取决于积分时间） 0.1～1K积分时间（用户可设定为 10 毫秒增量） 0.01 到 2.5 秒通道21 个水汽通道(22~30GHz)14 个氧气通道(51~59GHz)仰角扫描 标配功能水平扫描 全方位 360°功耗 200w(一般状态)尺寸 50×28×76cm

【参考文献】

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本文编号：2722889