和AMSU-B微波资料估测黑龙江省降水

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本文利用FY-2静止红外卫星和NOAA极轨卫星的AMSU-B微波资料资进行定量降水估测,并对两种方法的估测效果进行检验,讨论和分析了其误差产生原因及改进方法。在此基础上,利用静止卫星资料结合微波资料对卫星云图反演降水方法进行改进,结果显示定量估测结果得到明显改善。 静止卫星资料估测降水采用的是云指数法,利用云顶亮温,采用逐步回归的方法估测降水。微波资料反演降水由于是对降水粒子的直接探测,物理意义明确。该方法首先建立积云模型,得到微波方程,再通过通道匹配法得到反演的降水数据。静止卫星资料结合微波资料估测方法是:先利用微波资料反演降水的方法,结合加密自动雨量站,检验该方法反演效果。如果反演效果较好,确定主要降水区和降水量级,然后再利用静止红外卫星估测降水的方法继续跟踪对流云团,确定降水区的移动方向和移动速度,并初步确定降水量强度的变化情况。 通过两种方法的估测降水工作的得到如下结果: (1)静止卫星资料获取便捷,FY-2静止红外卫星云图作为该方法唯一基础性资料,相对于所有气象台都可以利用该方法快速估测降水,由于强对流云团产生的降水空间分布寸在较大的不均匀性,这加大了误差程度;利用微波资料定量降水估测由于空间分辨率高,物理意义明确所以得到的估测结果比较令人满意,但是由于微波资料获取的局限性,使得应用者无法得到一个时间上精细的降水估测结果。静止卫星资料结合微波资料对卫星云图反演降水方法可以同时满足高的时间和空间分辨率,做到定时、定点、定量估测。 (2)FY-2静止红外卫星估测降水对1mm以下或无降水区的估测准确率比较高,10-24.9mm/h的定量估测准确率达到65-70%,对大于25mm/h的估测准确率则非常低,仅为30%左右。利用微波资料反演降水的效果比较好,在降水落区和降水定量估测上效果都比较好,对降水量大于20mm估测准确率达到50%,基本准确率为75%。两种方法相结合估测降水基本可以达到微波资料估测降水的准确率又可以利用静止卫星资料方法估测做实时订正。 (3)FY-2静止红外卫星估测降水误差的主要原因在于:①即使同一像素内部不同地点的降水强度也会有很大差异,地面雨量站的雨量记录代表性本身就存在误差;②当云团处于生命期旺盛阶段至消散阶段初期时,估测的结果往往偏小,特别是对短时强降水很难估测;反之,当云团处于生命期初始阶段时,估测结果往往偏大。③当水汽条件比较好的时,产生的降水强度往往比较大,而云顶温度有时却难以表现出这种水汽状态,导致估测结果往往偏小;反之,当水汽条件比较差时,容易造成降水的估测结果往往偏大。 (4)由于这两种估测降水方法的优缺点各有不同,所以利用两种方法相结合的方式估测降水区和降水量得到了更好的效果。方法是:先利用微波资料反演降水方法初步判断降水区与降水量级,判断结果与实况结果吻合较好时,再利用FY-2静止红外卫星云图估测降水的方法更新降水区的移动和降水强度的变化,最后达到更加准确有效的利用卫星资料做定时、定点、定量降水估测的效果。
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