氣象衛(wèi)星微波大氣遙感

目錄
叢書序
前言
第1章 氣象衛(wèi)星微波大氣遙感簡(jiǎn)介 1
1.1 風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星大氣探測(cè)系統(tǒng)發(fā)展歷程 1
1.2 風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星微波成像儀發(fā)展歷程 4
1.3 風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星微波載荷性能指標(biāo)簡(jiǎn)介 6
1.3.1 風(fēng)云三號(hào)微波溫度計(jì) 7
1.3.2 風(fēng)云三號(hào)微波濕度計(jì) 9
1.3.3 風(fēng)云三號(hào)微波成像儀 11
1.4 當(dāng)代國外氣象應(yīng)用衛(wèi)星代表性微波載荷簡(jiǎn)介 12
1.4.1 先進(jìn)微波掃描輻射計(jì)(AMSR-E/AMSR-2) 14
1.4.2 先進(jìn)技術(shù)微波探測(cè)器(ATMS) 15
1.4.3 微波臨邊探測(cè)器(MLS) 16
1.4.4 全球降水測(cè)量計(jì)劃微波成像儀(GMI) 17
參考文獻(xiàn) 18
第2章 氣象衛(wèi)星微波輻射傳輸計(jì)算 20
2.1 分子大氣對(duì)微波輻射的吸收 20
2.2 微波輻射的精確計(jì)算 22
2.2.1 矢量離散縱坐標(biāo)輻射傳輸模式(VDISORT) 22
2.2.2 LIEBE/毫米波傳輸模型 25
2.2.3 MONORTM模式 39
2.3 微波輻射的快速計(jì)算 40
2.3.1 快速透過率計(jì)算 40
2.3.2 回歸方程解 41
2.3.3 RTTOV 42
2.3.4 CRTM 46
2.4 微波地表發(fā)射率計(jì)算 48
2.4.1 陸表微波輻射特性 48
2.4.2 海表微波輻射特性 51
2.4.3 植被對(duì)地表微波輻射特性影響分析 52
2.4.4 地表粗糙度對(duì)地表微波輻射特性影響分析 53
2.4.5 地表微波輻射隨觀測(cè)角度的變化 54
2.5 云雨大氣微波散射計(jì)算 55
2.5.1 云霧、降水對(duì)微波輻射的衰減 55
2.5.2 云雨大氣快速微波散射輻射計(jì)算 57
參考文獻(xiàn) 59
第3章 靜止軌道微波大氣探測(cè)仿真分析 62
3.1 靜止軌道微波大氣探測(cè)需求分析 63
3.1.1 天氣分析技術(shù)發(fā)展對(duì)靜止軌道微波大氣探測(cè)的需求 63
3.1.2 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)發(fā)展對(duì)靜止軌道微波探測(cè)的需求 65
3.1.3 世界氣象監(jiān)視網(wǎng)對(duì)靜止軌道微波探測(cè)需求 66
3.1.4 探測(cè)臺(tái)風(fēng)降水對(duì)靜止軌道微波資料空間分辨率需求 68
3.1.5 探測(cè)臺(tái)風(fēng)降水對(duì)靜止軌道微波資料時(shí)間分辨率需求 70
3.2 靜止軌道微波探測(cè)頻點(diǎn)選擇的仿真分析 71
3.2.1 大氣吸收線分析 71
3.2.2 吸收線頻點(diǎn)特性分析 72
3.3 載荷雙邊帶參數(shù)設(shè)計(jì)仿真分析 74
3.3.1 邊帶中心頻點(diǎn)設(shè)計(jì)仿真分析 75
3.3.2 帶寬設(shè)計(jì)仿真分析 75
3.4 探測(cè)敏感度指標(biāo)設(shè)計(jì)仿真分析 77
3.4.1 仿真基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及模型 78
3.4.2 大氣上界微波輻射對(duì)大氣溫度結(jié)構(gòu)的敏感性分析 79
3.4.3 大氣上界微波輻射對(duì)大氣水汽結(jié)構(gòu)的敏感性分析 83
3.4.4 大氣上界微波輻射對(duì)大氣水凝物的敏感性分析 86
3.5 空間分辨率對(duì)靜止軌道微波探測(cè)影響的仿真分析 92
3.5.1 水平空間分辨率對(duì)于大氣溫濕廓線探測(cè)精度的影響 92
3.5.2 水平空間分辨率對(duì)積云和層云降水測(cè)量結(jié)果的影響 93
3.5.3 水平空間分辨率對(duì)熱帶氣旋不同云區(qū)降水測(cè)量結(jié)果的影響分析 98
3.6 掃描角對(duì)靜止軌道微波探測(cè)影響的仿真分析 102
3.6.1 天線掃描方式分析 102
3.6.2 視場(chǎng)空間一致性分析 103
3.6.3 探測(cè)高度影響分析 104
3.7 靜止軌道微波大氣參數(shù)反演仿真分析 108
3.7.1 大氣參數(shù)反演仿真模擬分析基礎(chǔ) 108
3.7.2 大氣參數(shù)反演仿真模擬分析 109
參考文獻(xiàn) 111
第4章 氣象衛(wèi)星微波大氣參數(shù)反演 114
4.1 衛(wèi)星大氣參數(shù)反演方法 115
4.1.1 多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合 115
4.1.2 衛(wèi)星資料質(zhì)控與檢測(cè) 117
4.1.3 衛(wèi)星資料大氣廓線反演的統(tǒng)計(jì)方法 121
4.1.4 衛(wèi)星資料大氣廓線反演的物理方法 123
4.2 風(fēng)云三號(hào)資料大氣溫濕廓線反演 131
4.2.1 VASS數(shù)據(jù)融合 131
4.2.2 FY-3A大氣溫濕廓線反演分析 132
4.2.3 FY-3C大氣溫濕廓線反演 136
參考文獻(xiàn) 143
第5章 大氣降水參數(shù)的被動(dòng)微波遙感原理與應(yīng)用 147
5.1 微波遙感降水的方法及發(fā)展現(xiàn)狀 147
5.1.1 微波遙感降水的方法及發(fā)展現(xiàn)狀 147
5.1.2 微波遙感降水廓線的技術(shù)方法 149
5.2 基于星載微波輻射計(jì)數(shù)據(jù)的降水反演原理 151
5.3 FY-3Ｂ微波成像儀降水反演方法 155
5.3.1 MWRI微波成像儀降水反演技術(shù)流程 155
5.3.2 MWRI降水反演結(jié)果與NSIDC降水產(chǎn)品的對(duì)比分析 156
5.3.3 MWRI與TRMM PR降雨產(chǎn)品的對(duì)比分析 161
5.4 FY-3C微波探測(cè)儀降水反演方法 163
5.4.1 多元線性回歸反演算法原理 163
5.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演算法原理 165
5.4.3 臺(tái)風(fēng)降水反演研究 166
5.5 主被動(dòng)微波遙感器數(shù)據(jù)結(jié)合的微波降水遙感方法 169
5.5.1 MWRI GPROF物理算法流程 169
5.5.2 FY-3B MWRI觀測(cè)亮溫校準(zhǔn) 171
5.5.3 MWRI GPROF熱帶氣旋降水反演結(jié)果分析 172
5.6 FY-3C／MWRI業(yè)務(wù)降水反演算法 181
5.6.1 構(gòu)建亮溫-降水先驗(yàn)數(shù)據(jù)集 182
5.6.2 降雨判識(shí) 182
5.6.3 降雨估計(jì) 183
5.6.4 降雨業(yè)務(wù)反演總體流程 183
5.6.5 業(yè)務(wù)反演產(chǎn)品及結(jié)果檢驗(yàn) 184
5.7 大氣可降水反演算法及驗(yàn)證 188
5.7.1 FY-3C微波大氣可降水產(chǎn)品反演算法 188
5.7.2 FY-3C微波大氣可降水產(chǎn)品及檢驗(yàn) 189
參考文獻(xiàn) 193
第6章 星載微波熱帶氣旋遙感研究 197
6.1 熱帶氣旋結(jié)構(gòu) 197
6.2 微波遙感熱帶氣旋發(fā)展 199
6.2.1 微波遙感熱帶氣旋的熱力結(jié)構(gòu) 200
6.2.2 微波監(jiān)測(cè)熱帶氣旋的云雨結(jié)構(gòu) 202
6.2.3 主動(dòng)微波探測(cè)在熱帶氣旋監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 204
6.3 熱帶氣旋結(jié)構(gòu)模擬與觀測(cè) 205
6.3.1 熱帶氣旋(颶風(fēng))熱力結(jié)構(gòu)的模擬分析 205
6.3.2 熱帶氣旋云雨結(jié)構(gòu)的模擬與觀測(cè)分析 212
6.4 AMSU反演熱帶氣旋中心海平面氣壓的算法與應(yīng)用研究 226
6.4.1 熱帶氣旋中心地面氣壓方程 226
6.4.2 熱帶氣旋中心海平面氣壓反演方法 227
6.4.3 熱帶氣旋中心海平面氣壓模擬反演試驗(yàn) 228
6.4.4 西北太平洋熱帶氣旋中心海平面氣壓反演試驗(yàn) 229
6.5 AMSU在熱帶氣旋環(huán)境場(chǎng)水汽分析中的應(yīng)用研究 232
6.5.1 AMSU觀測(cè)對(duì)大氣水汽及云水含量的敏感性分析 233
6.5.2 AMSU反演大氣水汽及云水算法 239
6.5.3 海洋上水汽及云水反演試驗(yàn) 241
6.5.4 AMSU反演臺(tái)風(fēng)環(huán)境場(chǎng)水汽特征分析中的應(yīng)用 244
6.6 風(fēng)云三號(hào)MWRI 熱帶氣旋強(qiáng)度估計(jì) 248
6.6.1 亮溫參數(shù)與熱帶氣旋**風(fēng)速之間的關(guān)系 249
6.6.2 臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度估計(jì)算法的建立和結(jié)果分析 253
6.6.3 熱帶氣旋強(qiáng)度估計(jì)應(yīng)用分析 255
6.7 風(fēng)云三號(hào)MWTS-II西北太平洋熱帶氣旋強(qiáng)度估計(jì) 257
6.7.1 數(shù)據(jù)來源及處理 258
6.7.2 熱帶氣旋暖核結(jié)構(gòu)特征 259
6.7.3 熱帶氣旋中心增暖與熱帶氣旋強(qiáng)度的相關(guān)性 261
6.7.4 熱帶氣旋強(qiáng)度估計(jì)應(yīng)用與分析 262
參考文獻(xiàn) 265
第7章 氣象衛(wèi)星微波資料在數(shù)值預(yù)報(bào)中的同化應(yīng)用 270
7.1 微波資料同化方法 272
7.1.1 變分同化框架 272
7.1.2 微波資料的質(zhì)量控制 274
7.2 風(fēng)云三號(hào)MWTS資料同化對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)的影響 276
7.2.1 MWTS儀器和觀測(cè)特征 276
7.2.2 利用VIRR云檢測(cè)實(shí)現(xiàn)MWTS像元的降水檢測(cè) 278
7.2.3 VIRR匹配降水檢測(cè)對(duì)通道觀測(cè)模擬偏差的影響 280
7.2.4 MWTSⅡ資料同化對(duì)臺(tái)風(fēng)分析和預(yù)報(bào)的影響 282
7.3 風(fēng)云三號(hào)微波溫度探測(cè)資料同化對(duì)全球數(shù)值預(yù)報(bào)的影響 283
7.3.1 MWHSⅡ降水檢測(cè)產(chǎn)品 284
7.3.2 同化系統(tǒng)對(duì)觀測(cè)資料偏差訂正的效果 284
7.3.3 MWTSⅡ輻射率資料質(zhì)量控制 285
7.3.4 降水檢測(cè)前后衛(wèi)星觀測(cè)資料的O-A及標(biāo)準(zhǔn)偏差 287
7.4 風(fēng)云三號(hào)微波溫度計(jì)資料應(yīng)用的新方法 291
7.4.1 全天的快速輻射傳輸計(jì)算 292
7.4.2 像元面積融合方法 293
7.4.3 輻射傳輸模式對(duì)云水分布的敏感性分析 294
7.4.4 不同云高對(duì)透過率的影響 295
7.4.5 利用云水垂直分布對(duì)正演精度的影響建立質(zhì)控查找表 296
7.4.6 試驗(yàn)與結(jié)論 296
7.5 風(fēng)云三號(hào)微波濕度計(jì)探測(cè)資料全球數(shù)值預(yù)報(bào)同化應(yīng)用 303
7.5.1 輻射偏差隨角度變化的變化特征分析 304
7.5.2 資料輻射偏差訂正 305
7.5.3 同化效果分析 307
7.6 小結(jié) 311
參考文獻(xiàn) 312
第8章 風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星微波載荷輻射定標(biāo) 315
8.1 發(fā)射前真空定標(biāo) 316
8.1.1 風(fēng)云三號(hào)A星微波濕度計(jì)真空定標(biāo)試驗(yàn)簡(jiǎn)介 318
8.1.2 主探測(cè)頻點(diǎn)(183 GHz)真空試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 319
8.1.3 真空定標(biāo)試驗(yàn)不確定性分析 322
8.2 在軌星上業(yè)務(wù)輻射定標(biāo) 323
8.2.1 在軌星上業(yè)務(wù)輻射定標(biāo)技術(shù)流程 323
8.2.2 輻射定標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)控制原理 325
8.2.3 地氣系統(tǒng)目標(biāo)亮溫輻射定標(biāo) 327
8.2.4 在軌星上業(yè)務(wù)輻射定標(biāo)結(jié)果分析 329
8.3 綜合輻射定標(biāo) 330
8.3.1 交叉定標(biāo)原理 330
8.3.2 微波外定標(biāo)技術(shù) 336
8.3.3 觀測(cè)-背景差分析技術(shù)原理 344
8.4 歷史數(shù)據(jù)再定標(biāo) 347
參考文獻(xiàn) 349
英文縮寫與中英文對(duì)照表 352