基于微波辐射计的空中水汽含量反演方法研究
发布时间：2023-01-04 19:11
大气科学是探索发生在地球大气层内的各种物理现象、物理与化学状态、大气运动过程和其规律的学科。随着气象设备现代,大气探测领域中蓬勃兴起了大气遥感,作为探测大气的一种新兴技术,在探测原理与技术,观测方法与分析方法等方面不仅与常规大气探测有着本质的区别,而且具有独特的效能。地基微波辐射计是应用遥感技术的现代化气象观测设备,被动接收外界的电磁波、消耗能量少、灵敏度好、机动性好并且探测精度高,而且选用不同频率组合,可以连续获得观测资料。很好地补充了常规气象探空观测站点之间距离远,日间测量时间跨度较大,每次探测大气花费人力大,获得大气参数不直接等缺点。在指导人工降雨,短时间中小尺度天气数值预报方面,测量云中液态水（Liquid Water Path,LWP）和大气中水汽含量（Integrated Water Vapor,IWV）变化情况准确快速,提高天气预报的准确度,其应用前景广阔。地基微波辐射计观测资料的准确度,不仅与仪器本身硬件和定标有关,在很大程度上也依赖反演算法。本文主要利用选取郑州市2009年~2014年五年七月份每天北京时间早晨8:00时和晚间20:00时各一次的8000m以下探空资料...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题研究的主要内容及文章结构
第二章 大气微波遥感基础
2.1 微波的定义
2.2 普朗克黑体辐射定律
2.2.1 辐射的基本物理量
2.2.2 辐射定律
2.3 大气吸收和辐射特性
2.3.1 水汽微波吸收特性
2.3.2 云微波吸收特性
2.3.3 氧气微波吸收特性
2.4 大气辐射传输理论
第三章 微波辐射计简介
3.1 微波辐射计的结构原理
3.1.1 全功率辐射计
3.1.2 Dicke型微波辐射计
3.2 微波辐射计测量定标
3.3 微波辐射计的特点
3.4 两种常用地基微波辐射计介绍
3.4.1 地基双通道微波辐射计
3.4.2 TP-WVP3000微波辐射计
第四章 大气中水汽总量和云中液态水总量反演方法
4.1 统计回归算法
4.2 BP神经网络反演算法
4.2.1 神经网络发展历史
4.2.2 神经网络的特点
4.2.3 神经网络模型
4.3 BP神经网络原理
4.4 BP神经网络的设计
第五章 反演结果与对比分析
5.1 资料来源与预处理
5.2 水汽总量和云中液态水总量的计算方法
5.3 云天测量的判断方法
5.4 误差评估方法
5.5 仿真结果及分析
5.6 结论
第六章 微波辐射计在人工影响天气中的应用
6.1 用双通道微波辐射计进行大气遥感测量的基本原理
6.1.1 大气中水汽含量、云中液态水含量遥感测量的基本原理
6.1.2 利用微波辐射计测量降水的基本原理
6.2 实验与结果分析
6.2.1 测站环境概述
6.2.2 典型天气过程分析
6.3 结论
第七章 总结与展望
7.1 本文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文题目
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型多通道微波辐射计及大气观测分析[J]. 朱磊,卢建平,雷连发,程桂玉,张北斗. 火控雷达技术. 2014(01)
[2]基于MonoRTM模型的微波辐射计反演方法研究[J]. 黄兴友,张曦,冷亮,李峰,樊雅文. 气象科学. 2013(02)
[3]地基和星载微波辐射计数据反演大气湿度[J]. 何杰颖,张升伟. 电波科学学报. 2011(02)
[4]人工神经网络法反演晴空大气湿度廓线的研究[J]. 刘旸,官莉. 气象. 2011(03)
[5]地基微波辐射计遥感大气廓线的BP神经网络反演方法研究[J]. 刘亚亚,毛节泰,刘钧,李峰. 高原气象. 2010(06)
[6]利用地基微波辐射计反演兰州地区液态云水路径和可降水量的初步研究[J]. 黄建平,何敏,阎虹如,张北斗,闭建荣,靳秦建. 大气科学. 2010(03)
[7]沈阳市降水天气过程中水汽含量特征及降水效率分析[J]. 班显秀,耿树江,袁健,赵姝慧. 安徽农业科学. 2009(23)
[8]双通道微波辐射计反演大气剖面的改进算法[J]. 王波,赵振维,董庆生,张玉生. 电波科学学报. 2007(06)
[9]地基遥感大气水汽总量和云液态水总量的研究[J]. 刘朝顺,吕达仁,杜秉玉. 南京气象学院学报. 2006(05)
[10]利用神经网络从118.75GHz附近通道亮温反演大气温度[J]. 姚志刚,陈洪滨. 气象科学. 2006(03)
博士论文
[1]地基多通道微波辐射计的反演算法及应用[D]. 张北斗.兰州大学 2014
硕士论文
[1]微波辐射计遥感晴空大气廓线方法研究[D]. 舒婷婷.西安电子科技大学 2013
[2]基于微波辐射数据的乌鲁木齐暴雪过程水汽特征研究[D]. 王健.新疆师范大学 2012
[3]地基多通道微波辐射计反演大气温湿廓线的研究[D]. 周玉驰.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
本文编号：3727777
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题研究的主要内容及文章结构
第二章 大气微波遥感基础
2.1 微波的定义
2.2 普朗克黑体辐射定律
2.2.1 辐射的基本物理量
2.2.2 辐射定律
2.3 大气吸收和辐射特性
2.3.1 水汽微波吸收特性
2.3.2 云微波吸收特性
2.3.3 氧气微波吸收特性
2.4 大气辐射传输理论
第三章 微波辐射计简介
3.1 微波辐射计的结构原理
3.1.1 全功率辐射计
3.1.2 Dicke型微波辐射计
3.2 微波辐射计测量定标
3.3 微波辐射计的特点
3.4 两种常用地基微波辐射计介绍
3.4.1 地基双通道微波辐射计
3.4.2 TP-WVP3000微波辐射计
第四章 大气中水汽总量和云中液态水总量反演方法
4.1 统计回归算法
4.2 BP神经网络反演算法
4.2.1 神经网络发展历史
4.2.2 神经网络的特点
4.2.3 神经网络模型
4.3 BP神经网络原理
4.4 BP神经网络的设计
第五章 反演结果与对比分析
5.1 资料来源与预处理
5.2 水汽总量和云中液态水总量的计算方法
5.3 云天测量的判断方法
5.4 误差评估方法
5.5 仿真结果及分析
5.6 结论
第六章 微波辐射计在人工影响天气中的应用
6.1 用双通道微波辐射计进行大气遥感测量的基本原理
6.1.1 大气中水汽含量、云中液态水含量遥感测量的基本原理
6.1.2 利用微波辐射计测量降水的基本原理
6.2 实验与结果分析
6.2.1 测站环境概述
6.2.2 典型天气过程分析
6.3 结论
第七章 总结与展望
7.1 本文总结
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文题目
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型多通道微波辐射计及大气观测分析[J]. 朱磊,卢建平,雷连发,程桂玉,张北斗. 火控雷达技术. 2014(01)
[2]基于MonoRTM模型的微波辐射计反演方法研究[J]. 黄兴友,张曦,冷亮,李峰,樊雅文. 气象科学. 2013(02)
[3]地基和星载微波辐射计数据反演大气湿度[J]. 何杰颖,张升伟. 电波科学学报. 2011(02)
[4]人工神经网络法反演晴空大气湿度廓线的研究[J]. 刘旸,官莉. 气象. 2011(03)
[5]地基微波辐射计遥感大气廓线的BP神经网络反演方法研究[J]. 刘亚亚,毛节泰,刘钧,李峰. 高原气象. 2010(06)
[6]利用地基微波辐射计反演兰州地区液态云水路径和可降水量的初步研究[J]. 黄建平,何敏,阎虹如,张北斗,闭建荣,靳秦建. 大气科学. 2010(03)
[7]沈阳市降水天气过程中水汽含量特征及降水效率分析[J]. 班显秀,耿树江,袁健,赵姝慧. 安徽农业科学. 2009(23)
[8]双通道微波辐射计反演大气剖面的改进算法[J]. 王波,赵振维,董庆生,张玉生. 电波科学学报. 2007(06)
[9]地基遥感大气水汽总量和云液态水总量的研究[J]. 刘朝顺,吕达仁,杜秉玉. 南京气象学院学报. 2006(05)
[10]利用神经网络从118.75GHz附近通道亮温反演大气温度[J]. 姚志刚,陈洪滨. 气象科学. 2006(03)
博士论文
[1]地基多通道微波辐射计的反演算法及应用[D]. 张北斗.兰州大学 2014
硕士论文
[1]微波辐射计遥感晴空大气廓线方法研究[D]. 舒婷婷.西安电子科技大学 2013
[2]基于微波辐射数据的乌鲁木齐暴雪过程水汽特征研究[D]. 王健.新疆师范大学 2012
[3]地基多通道微波辐射计反演大气温湿廓线的研究[D]. 周玉驰.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
本文编号：3727777
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