FY4A/GIIRS红外水汽通道探测资料在区域模式中的同化应用
发布时间：2021-10-11 23:48
卫星资料是目前使用极为广泛的非常规观测资料,能够弥补大洋和高原地区常规观测资料的不足。卫星资料的使用对中小尺度天气预报、台风以及暴雨等重大灾害性天气预报准确率的提高起到了关键作用。本研究以高光谱红外水汽探测资料特有的高空间分辨率大气结构信息为出发点,针对红外水汽辐射率资料同化研究中最重要的质量控制过程,开展了GIIRS红外高光谱水汽探测资料区域同化应用研究。首先根据GIIRS水汽通道特性结合“熵减法”、水汽Jacobian矩阵、噪声等效温差以及亮温偏差统计特征进行水汽通道的筛选,最终筛选出对水汽浓度敏感、携带信息量最多的50个通道;再采取“box”方案对数据进行稀疏化处理,解决了观测资料利用效率低及因状态向量规模过大而引起计算资源浪费的问题,同时也去除了观测资料之间的相关性;然后使用基于视场点的方法进行GIIRS资料的云检测研究,实现了对受云影响资料的成功剔除;接下来采取阈值控制的方法对亮温偏差进一步约束;最后本文采取基于128个视场点的偏差订正方法,根据订正结果可知,大部分的通道偏差经过订正后都使得O-B直方图更加接近正态分布。为确保红外高光谱水汽探测资料在数值天气预报系统中能够被准...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FY4A/GIIRS辐射率资料直接同化结构框架
起到加热大气的作用，气体对辐射能量吸收的强弱由分子跃中水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)以及臭氧(O3)对辐射能量的吸收辐射热力影响因子。GRAPES_MESO 在变分同化时需使用 R 在进行正演模拟过程中需要的卫星通道吸收系数文件由吸收。另外，本章还对 GRAPES_MESO 模式、快速辐射传输模式的卫星资料进行了详细描述，并于本章最后梳理了卫星辐射原理分类射能量通过发射、反射、散射以及吸收四种方式进行传递。图 2 描述了大气能量的收支情况。地球大气吸收、散射和反且各种气体由于特性不一，对地-气系统辐射能量的影响不尽
近红外2 0.65μm 0.55～0.75μm 0.5~1km植被，图像导航配准，恒星观测3 0.825μm 0.75～0.90μm 1km 植被，水面上空气溶胶4短波红外1.375μm 1.36～1.39μm 2km 卷云5 1.61μm 1.58～1.64μm 2km低云/雪识别，水云/冰云判识6 2.25μm 2.1～2.35μm 2~4km 卷云、气溶胶，粒子大小7中波红外3.75μm3.5～4.0μm（高）2km 云等高反照率目标，火点8 3.75μm3.5～4.0μm（低）4km 低反照率目标，地表9水汽6.25μm 5.8～6.7μm 4km 高层水汽10 7.1μm 6.9～7.3μm 4km 中层水汽11长波红外8.5μm 8.0～9.0μm 4km 总水汽、云12 10.7μm 10.3～11.3μm 4km 云、地表温度等13 12.0μm 11.5～12.5μm 4km 云、总水汽量，地表温度14 13.5μm 13.2～13.8μm 4km 云、水汽
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于带约束项广义变分同化AIRS云影响亮温研究[J]. 王根,张建伟,温华洋,杨寅. 高原气象. 2018(01)
[2]正则化变分同化AIRS红外高光谱水汽资料研究[J]. 靳双龙,王根. 红外. 2017(11)
[3]ATMS和CrIS卫星资料同化对青藏高原天气预报的影响[J]. 薛童,管兆勇,徐建军,邵旻. 高原气象. 2017(04)
[4]基于L1范数正则项约束的不连续资料三维/四维变分融合研究[J]. 王根,盛绍学,刘惠兰,吴蓉,杨寅. 地球科学进展. 2017(07)
[5]风云四号气象卫星成像特性及其应用前景[J]. 陆风,张晓虎,陈博洋,刘辉,吴荣华,韩琦,冯小虎,李云,张志清. 海洋气象学报. 2017(02)
[6]高光谱大气红外探测器AIRS资料质量控制研究进展[J]. 王根,张华,杨寅. 地球科学进展. 2017(02)
[7]RTTOV快速辐射传输模式应用研究进展[J]. 刘乐,李耀东. 安徽农业科学. 2016(03)
[8]IASI卫星资料同化对江淮暴雨预报的试验研究[J]. 张同,鲍艳松,陆其峰. 科学技术与工程. 2016(06)
[9]FY-3A微波探测资料的直接同化应用及云雨条件下的亮温模拟[J]. 董佩明,黄江平,刘桂青,张田. 热带气象学报. 2014(02)
[10]高光谱分辨率资料通道选择方法研究[J]. 郭海龙,杜华栋,何明元. 红外. 2013(07)
博士论文
[1]高光谱红外辐射资料在区域模式中的直接同化及应用研究[D]. 刘延安.华东师范大学 2015
[2]FY3B/IRAS资料偏差订正、云检测、质量控制和同化测试[D]. 王根.南京信息工程大学 2014
硕士论文
[1]FY-3C卫星微波辐射资料同化应用研究[D]. 吴应昂.国防科学技术大学 2015
[2]主成分累计影响系数法[D]. 王根.南京信息工程大学 2011
本文编号：3431475
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FY4A/GIIRS辐射率资料直接同化结构框架
起到加热大气的作用，气体对辐射能量吸收的强弱由分子跃中水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)以及臭氧(O3)对辐射能量的吸收辐射热力影响因子。GRAPES_MESO 在变分同化时需使用 R 在进行正演模拟过程中需要的卫星通道吸收系数文件由吸收。另外，本章还对 GRAPES_MESO 模式、快速辐射传输模式的卫星资料进行了详细描述，并于本章最后梳理了卫星辐射原理分类射能量通过发射、反射、散射以及吸收四种方式进行传递。图 2 描述了大气能量的收支情况。地球大气吸收、散射和反且各种气体由于特性不一，对地-气系统辐射能量的影响不尽
近红外2 0.65μm 0.55～0.75μm 0.5~1km植被，图像导航配准，恒星观测3 0.825μm 0.75～0.90μm 1km 植被，水面上空气溶胶4短波红外1.375μm 1.36～1.39μm 2km 卷云5 1.61μm 1.58～1.64μm 2km低云/雪识别，水云/冰云判识6 2.25μm 2.1～2.35μm 2~4km 卷云、气溶胶，粒子大小7中波红外3.75μm3.5～4.0μm（高）2km 云等高反照率目标，火点8 3.75μm3.5～4.0μm（低）4km 低反照率目标，地表9水汽6.25μm 5.8～6.7μm 4km 高层水汽10 7.1μm 6.9～7.3μm 4km 中层水汽11长波红外8.5μm 8.0～9.0μm 4km 总水汽、云12 10.7μm 10.3～11.3μm 4km 云、地表温度等13 12.0μm 11.5～12.5μm 4km 云、总水汽量，地表温度14 13.5μm 13.2～13.8μm 4km 云、水汽
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于带约束项广义变分同化AIRS云影响亮温研究[J]. 王根,张建伟,温华洋,杨寅. 高原气象. 2018(01)
[2]正则化变分同化AIRS红外高光谱水汽资料研究[J]. 靳双龙,王根. 红外. 2017(11)
[3]ATMS和CrIS卫星资料同化对青藏高原天气预报的影响[J]. 薛童,管兆勇,徐建军,邵旻. 高原气象. 2017(04)
[4]基于L1范数正则项约束的不连续资料三维/四维变分融合研究[J]. 王根,盛绍学,刘惠兰,吴蓉,杨寅. 地球科学进展. 2017(07)
[5]风云四号气象卫星成像特性及其应用前景[J]. 陆风,张晓虎,陈博洋,刘辉,吴荣华,韩琦,冯小虎,李云,张志清. 海洋气象学报. 2017(02)
[6]高光谱大气红外探测器AIRS资料质量控制研究进展[J]. 王根,张华,杨寅. 地球科学进展. 2017(02)
[7]RTTOV快速辐射传输模式应用研究进展[J]. 刘乐,李耀东. 安徽农业科学. 2016(03)
[8]IASI卫星资料同化对江淮暴雨预报的试验研究[J]. 张同,鲍艳松,陆其峰. 科学技术与工程. 2016(06)
[9]FY-3A微波探测资料的直接同化应用及云雨条件下的亮温模拟[J]. 董佩明,黄江平,刘桂青,张田. 热带气象学报. 2014(02)
[10]高光谱分辨率资料通道选择方法研究[J]. 郭海龙,杜华栋,何明元. 红外. 2013(07)
博士论文
[1]高光谱红外辐射资料在区域模式中的直接同化及应用研究[D]. 刘延安.华东师范大学 2015
[2]FY3B/IRAS资料偏差订正、云检测、质量控制和同化测试[D]. 王根.南京信息工程大学 2014
硕士论文
[1]FY-3C卫星微波辐射资料同化应用研究[D]. 吴应昂.国防科学技术大学 2015
[2]主成分累计影响系数法[D]. 王根.南京信息工程大学 2011
本文编号：3431475
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