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对NASA应用于TMI的业务降水反演算法(GPROF算法)作了简单分析，并对采用该算法反演的2002年夏季我国湖南常德地区的暴雨结构和2001年7月上旬袭击中国香港地区的尤特台风结构进行了分析。对常德暴雨个例，用地面雷达数据作为实况资料进行了真实性检验。检验结果表明:该算法的整体反演效果较好，可较好地反演常德地区的地面雨强及降水结构，雨区的反演精度与降水性质有关。对尤特台风个例，将反演结果与测雨雷达的反演产品进行了定性比较，结果表明:二者反映的降水结构基本一致；GPROF算法反演的潜热垂直结构也较好地反映了台风的热力结构。最后对算法可能的改进方向进行了讨论。 相似文献
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Study on the Algorithm to Retrieve Precipitation with X-Band Synthetic Aperture Radar 总被引：1，自引：0，他引：1 
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下载免费PDF全文 In order to obtain the global precipitation distribution data,this paper investigates the precipitation distribution model,the normalized radar cross-section model,and the retrieval algorithm with X-band synthetic aperture radar (X-SAR).A new retrieval algorithm based on the surface-scattering reference attenuation is developed to retrieve the rain rate above the ground surface.This new algorithm needs no statistical work load and has more extensive applications.Calculations using the new algorithm for thre... 相似文献
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G. W. Petty 《Meteorology and Atmospheric Physics》1994,54(1-4):101-121
Summary A new physical inversion-based algorithm for retrieving rain rate over the ocean with the Special Sensor Microwave Imager (SSM/I) is described. In a departure from other rain rate retrieval algorithms, the satellite observables inverted in the present algorithm are not the raw brightness temperatures but rather normalized polarizations for 19.35, 37.0, and 85.5 GHz, plus an 85.5 GHz scattering index which is sensitive primarily to ice particles aloft. The normalized polarizations are interpreted as footprint-averages of theoretically derived analytic functions of the column optical depth associated primarily with liquid water. The effective vertical depth of the rain layer is specified as a function of the SSM/I estimated column water vapor.The retrieval algorithm performs an iterative search for a high resolution (12.5 km) rain field which is simultaneously consistent with the 19.35 and 37.0 GHz normalized polarizations. The first-guess rain rate field is supplied by the 85.5 GHz scattering index. At gridpoints for which the rain column optical depth exceeds the dynamic range of the attenuation-based indices, the first-guess field is left essentially unmodified; elsewhere, the required consistency with the 19 and 37 GHz indices usually results in significant modification of the scattering-based rain rate estimates.The algorithm as described here is a prototype implementation which was developed with reference only to idealized theoretical models; empirical improvements to the numerical scheme and the model coefficients will be made in the future as results from the first Precipitation [algorithm] Intercomparison Project 1 (PIP-1) and the second phase of the GPCP (Global Precipitation Climatology Project) algorithm Intercomparison Project (AIP/2) are analyzed, as well as data from individual validation efforts. Although the algorithm is physically based and uses all SSM/I channels, it is computationally much less demanding than cloud/radiative transfer model-based inversion algorithms published else-where.With 9 Figures 相似文献
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基于微波成像仪资料反演陆面降水 总被引：2，自引：0，他引：2
为了探讨微波亮温与降水的关系,结合时空匹配较好的TRMM卫星测雨雷达(PR)、微波成像仪(TMI)资料,用逐步回归方法,建立统计反演降水的新算式,并对新算式反演结果进行验证.结果表明:对0.1～3 mm/h和3～6 mm/h的降水来说.新算式反演结果与PR雷达反演降水相关较好;对6～10 mm/h的降水来说,新算式反演结果与PR雷达反演降水相关较差;对于大于10 mm/h的降水,新算式反演结果与PR雷达反演降水有较好的相关性,但均方根误差比较大,说明用这种方法反演降水,对于强降水中心的确定有很好的参考价值,但反演结果较实际偏小.通过对2004年7月18日发生的一次特大降水反演结果表明,卫星反演雨带的空间分布、强降水中心位置与PR雷达反演降水以及地基雷达反演降水基本一致. 相似文献
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Summary In this paper a retrieval technique for estimating rainfall rates is introduced. The novel feature of this technique is the combination of two satellite radiometers — the Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) and the Advanced Very High-Resolution Radiometer (AVHRR) — with mesoscale weather prediction model data. This offers an adjustment of the model atmospheres to reality which is necessary for calculating brightness temperatures that can be compared with microwave satellite measurements.In sensitivity studies it was found that the estimation of precipitation is determined to a high degree by the particle size distribution of rain and snow, especially by the size distribution of solid hydrometeors. These studies also reveal the influence of the knowledge of the correct cloud coverage inside a SSM/I pixel and the importance of using a realistic temperature profile instead of using standard atmospheres.The retrieval technique is based on radiative transfer calculations using the model of Kummerow et al. (1989). The algorithm consists of two parts: First Guess (FG) brightness temperatures for the SSM/I frequencies are generated as a function of the cloud top height and the cloud coverage, derived from AVHRR data and predictions from a meso-scale model. The rainfall rate of different types of clouds containing raindrops, ice particles and coexisting ice and water hydrometeors is then calculated as a function of the cloud top height. As an example, a strong convective rain event over the western part of Europe and over the Alps is taken to evaluate the performance of this technique. Good agreement with radar data from the German Weather Service was achieved. Compared to statistical rainfall algorithms, the current algorithm shows a better performance of detecting rainfall areas.With 12 Figures 相似文献
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全极化数据可以获取比单极化数据更多的目标信息,研究发现C波段交叉极化数据同样可用于海面风速反演。针对RADARSAT-2 Fine Quad模式具有全极化成像的特点,以我国东部海域为研究区,结合同极化数据和交叉极化数据反演海面风速模型,探究各种极化数据的最优风速反演方法。对于同极化数据采用地球物理模型函数(GMF)和极化率模型(PR)组合的方式进行海面风速反演,对交叉极化数据采用C波段交叉极化海面散射模型(C-2PO)进行海面风速反演,反演结果与ERA-Interim风场数据进行比较分析;此外,对Scan SAR模式交叉极化数据的后向散射系数与海面风速的关系进行探索分析。研究结果表明,RADARSAT-2 Fine Quad模式四种极化数据选用合适的模型均可反演出高精度的海面风速,其中VH和HV极化数据的反演结果基本相同,交叉极化数据反演风速效果好于同极化数据,同时,Scan SAR模式交叉极化数据的后向散射系数随海面风速的增大表现出一定的线性变化趋势。全极化模式数据在海面风速反演上表现出比单极化模式数据较为明显的优势,将成为未来海面风速反演的发展方向。 相似文献
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多普勒信息是合成孔径雷达（SAR）进行海洋动力遥感的一个重要参数,自从20世纪80年代末就已经开始利用该参数反演海表面动力过程的相关研究.本文重点论述了星载SAR多普勒信息反演海表面流及其应用研究,主要包括SAR干涉测量方法获取海洋流场信息的主要技术手段及研究进展;多普勒频移方法反演表层海洋流场的发展历程及在上层海洋现象（包括地转流、准地转流以及中小尺度过程）中的应用研究;相关的国外重要数据融合计划和研发计划.目前国内在海洋流场的遥感方面还处于起步阶段,重点关注于反演理论和方法,而将反演信息应用于上层海洋动力的研究,还十分缺乏.希望通过本文的综述,为后续在该方向的研究提供借鉴. 相似文献
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基于大气辐射传输理论分别建立Ku波段和C波段的降雨模型,模拟热带气旋降雨区洋面的雷达回波并反演了洋面10 m风场,用于研究降雨对测风的影响以及风云三号双频风场雷达 (WFR) 的测风能力。分析表明:回波的衰减或增强取决于降雨衰减项和后向散射项的相对大小;热带气旋的降雨使反演风速偏小,风向精度降低,Ku波段相对于C波段更易受影响,在高风速 (超过30 m·s-1) 条件下,可达5~20 m·s-1的负风速偏差。反演结果表明:双频反演的新方法能够结合Ku波段与C波段的优势,双频最大似然估计 (MLE) 方法在分辨率上优于C波段单频反演,相对Ku单频反演能降低降雨对测风的衰减作用,结合双频MLE方法和C波段单频反演优势的分区反演方法可以显著减小降雨偏差,提高风速反演精度,在有风云三号湿度计同步观测的条件下,是提高热带气旋降雨区测风精度的有效手段。 相似文献
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The third algorithm intercomparison project （AIP-3） involved rain estimates from more than 50 satellite rainfall algorithms and ground radar measurements within the Intensive Flux Array （IFA） over the equatorial western Pacific warm pool region during the Tropical Ocean Global Atmosphere coupled Ocean-Atmosphere Response Experiment （TOGA COARE）. Early results indicated that there was a sys- tematic bias between rainrates from satellite passive microwave and ground radar measurements. The mean rainrate from radar measurements is about 50% underestimated compared to that from passive microwave-based retrieval algorithms. This paper is designed to analyze rain patterns from the Florida State University rain retrieval algorithm and radar measurements to understand physically the rain discrep- ancies. Results show that there is a clear range-dependent bias associated with the radar measurements. However, this range-dependent systematical bias is almost eliminated with the corrected radar rainrates. Results suggest that the effects from radar attenuation correction, calibration and beam filling are the major sources of rain discrepancies. This study demonstrates that rain retrievals based on satellite mea- surements from passive microwave radiometers such as the Special Sensor of Microwave Imager （SSM/I） are reliable, while rain estimates from ground radar measurements are correctable. 相似文献
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应用先进微波探测器AMSU资料遥感反演春季陆地表层湿度 总被引：2，自引：0，他引：2
利用先进微波探测器(AMSU)正演快速微波辐射传输模型,完成了AMSU 窗区通道亮温与地表温湿特征的相关性分析,根据模拟计算结果改进了现有业务上反演地表微波辐射率的统计分析方法,得到适用于我国非冻土积雪覆盖地区地表微波辐射率反演的指数分析模型;进一步通过地表微波辐射传输模型迭代反演得到土壤体积含水量信息.2001年相互匹配的AMSU资料和地面农业气象观测站地表相对湿度观测结果的对比分析表明二者间具有一定的相关性.利用2002年3月和2003年3月的AMSU资料,反演了我国陆地区域地表湿度;连续两年春季地表湿度反演结果的对比分析表明,与2002年春季相比,2003年我国北方沙尘暴发生源区地表湿度反演值普遍偏高,潮湿的下垫面特征与沙尘暴发生频次的减少之间有一定的对应关系.试验结果表明,利用AMSU遥感资料可以获取大范围陆地表层湿度信息,进行区域尺度陆地表层湿度特征的动态分析,为我国沙尘暴监测分析提供陆地表层湿度基础信息. 相似文献
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WRF模式不同微物理方案水凝物的预报能力检验与集成试验 总被引：3，自引：2，他引：1
文章利用TRMM(Tropical Rainfall Measuring)卫星TMI(TRMM Microwave Imager)探测反演的云水、雨水和冰水新版改进资料,定量化检验了WRF(Weather Research and Forecasting)模式6种微物理方案(Lin,WSM6,Thompson,Morrison 2-mom,CAM5.1,NSSL 2-mom)对江苏近海及周边海域上空云中水凝物的预报能力。19次个例统计检验结果表明,6种微物理方案基本都能预报出水凝物的量级及大致范围,对于云水的预报,除NSSL2-mom方案误差较大外,其余5种方案误差均较小;CAM5.1方案对雨水含量较大时的预报效果较好,但对于雨水含量较小时的预报误差较大;Lin方案对于冰水的预报效果较好,更接近于实况。在此基础上,选用等权集成(EMN)和消除偏差集成(BREM)两种方法开展集成预报试验,结果发现,两种方法均可以减小预报的误差,且消除偏差集成的方法比等权集成的改进效果更好。 相似文献
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1. Introduction In recent decades, extreme weather events seem to be growing in frequency and risk due to water-related disasters. According to the World Meteorological Or- ganization report (ISDR and WMO, 2004) on World Water Day, 22 March 2004, the economic losses caused by water-related disasters, including floods, droughts and tropical cyclones, are on an increasing trend as follows: the yearly mean in the 1970s was about 131 billion US dollars, 204 billion dollars in the 1980s, and … 相似文献
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高分辨率合成孔径雷达卫星反演风场资料在中国近海风能资源评估中的应用研究 总被引：2，自引：0，他引：2
由于海上测风非常昂贵,实地测风资料严重不足,而卫星反演海面风场资料可以有效地弥补这一缺陷,对近海风能资源评估具有至关重要的意义。近年来,欧洲太空局2002年3月发射的Envisat卫星搭载合成孔径雷达（SAR）图像产品在欧洲近海风能资源评估中得到了广泛应用。文中探讨了空间分辨率约1 km×1 km的SAR卫星反演海面风场资料应用于杭州湾近海风能资源评估的技术方法,通过杭州湾海域的实测风速与SAR卫星反演海面风速数据的对比分析发现：（1）14个实测站点中13个站的相对误差小于20%,其中7个站的相对误差小于10%,平均标准差为2.29 m/s;（2）以SAR卫星反演风速数据为基础计算的风能参数（形状参数和尺度参数）与实测数据计算结果的一致性较高;（3）将该数据同化进入WRF数值模式中,与控制试验相比,大部分检验站点的风速相关系数明显提高,标准差和相对误差也得到改善。SAR卫星反演风场资料可用于中国的近海风能资源评估。 相似文献
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毫米波云雷达功率谱密度数据的检验和
在弱降水滴谱反演中的应用研究 总被引：7，自引：2，他引：5
本文首先利用数值模拟的方法,分析了利用毫米波云雷达功率谱密度反演雨滴谱时,降水粒子米散射效应、空气湍流、空气上升速度等对雨滴谱和液态水含量等参数反演的影响;建立了功率谱密度处理及其直接反演雨滴谱、液态水含量、降水强度和空气上升速度的方法;并利用2012年7月在云南腾冲观测的二次弱降水数据,采用毫米波雷达和Ku波段微降水雷达观测的回波强度、径向速度垂直廓线以及780 m高度上的功率谱密度对比的方法,以及毫米波云雷达观测的780 m高度上功率谱密度、回波强度与地面雨滴谱计算得到的这些量的对比方法,分析了毫米波雷达数据的可靠性;并将780 m高度上毫米波雷达反演的雨滴谱与地面雨滴谱数据进行了对比,分析了毫米波雷达反演的雨滴谱的准确性;分析了毫米波雷达回波强度偏弱的原因,讨论了该高度以下降水对毫米波雷达衰减的影响。结果表明:空气湍流对弱降水微物理参数反演影响不大,而空气上升速度和米散射效应均对反演结果有一定影响;毫米波雷达观测到的径向速度和功率谱密度与微降水雷达比较一致,回波强度的垂直廓线的形状与微降水雷达也比较一致,但毫米波雷达观测的回波强度偏弱;与雨滴谱计算值相比,毫米波雷达观测的低层的回波强度也偏弱,天线上的积水是造成毫米波雷达回波强度变弱的主要原因。毫米波雷达观测的低层的功率谱密度与地面雨滴谱观测的数据形状比较一致,但有一定的位移。毫米波雷达反演的雨滴谱与地面观测的谱型和粒子大小也比较一致。这些结果初步验证了毫米波雷达观测的功率谱密度及其反演方法的可靠性。 相似文献
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以西班牙萨拉曼卡地区为研究区域,联合Sentinel-1后向散射系数和入射角信息、Sentinel-2光学数据提取的植被指数以及地面实测数据,构建了BP神经网络土壤湿度反演模型,并将该模型应用于试验区土壤湿度反演。结果表明:1)基于Sentinel-1卫星VV和VH极化雷达后向散射系数、雷达入射角和Sentinel-2植被指数数据构建的BP神经网络土壤湿度反演模型,能够实现对该地区土壤湿度高精度反演;2)在光学与微波数据联合反演植被覆盖区土壤湿度中,Sentinel-2的NDVI、NDWI1和NDWI2指数都可以用于削弱植被对土壤湿度反演的影响,但基于SWRI1波段的NDWI1能够获得更高精度的土壤湿度反演结果(RMSE为0.049 cm~3/cm~3,ubRMSE为0.048 cm~3/cm~3,Bias为0.008 cm~3/cm~3,r为0.681);3)相比于Sentinel-1 VH极化模式,Sentinel-1 VV极化模式在土壤湿度中表现出更大优势,说明Sentinel-1 VV极化模式更适用于土壤湿度反演。 相似文献
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GPCP和TRMM PR热带月平均降水的差异分析 总被引：8，自引：1，他引：8
文中利用GPCP(Global Precipitation Climatology Project)和TRMM(Tropical Rainfall Measuring Missio) PR(Precipitation Radar)资料,分析了1998～2002年热带地区月平均降水的差异及其主要原因.结果表明,GPCP和TRMM PR资料能一致地反映热带降水的主要分布特征,但降水的强度和范围存在着差异;两种资料的差异与雨强有密切关系;平均而言,洋面上的降水差异(0.5 mm/d)大于陆地上的差异(0.1 mm/d).微波发射信号(SSM/I E)的反演结果对洋面降水的高估和地面雨量计的缺乏,是造成两种资料间差异的主要原因.分析结果还表明,洋面上GPCP降水相对于PR降水的最大概率差异随雨强增大呈线性增大;陆地上这种差异则呈非线性关系.文中最后还利用最大概率函数对1979～1997年GPCP气候平均降水的误差进行了分析. 相似文献
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Back propagation neural networks are used to retrieve atmospheric temperature profiles from NOAA-16 Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) measurements over East Asia. The collocated radiosonde observation and AMSU-A data over land in 2002-2003 are used to train the network, and the data over land in 2004 are used to test the network. A comparison with the multi-linear regression method shows that the neural network retrieval method can significantly improve the results in all weather conditions. When an offset of 0.5 K or a noise level of ±0.2 K is added to all channels simultaneously, the increase in the overall root mean square (RMS) error is less than 0.1 K. Furthermore, an experiment is conducted to investigate the effects of the window channels on the retrieval. The results indicate that the brightness temperatures of window channels can provide significantly useful information on the temperature retrieval near the surface. Additionally, the RMS errors of the profiles retrieved with the trained neural network are compared with the errors from the International Advanced TOVS (ATOVS) Processing Package (IAPP). It is shown that the network-based algorithm can provide much better results in the experiment region and comparable results in other regions. It is also noted that the network can yield remarkably better results than IAPP at the low levels and at about the 250-hPa level in summer skies over ocean. Finally, the network-based retrieval algorithm developed herein is applied in retrieving the temperature anomalies of Typhoon Rananim from AMSU-A data. 相似文献
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漂移克里金方法在雷达和雨量计联合估测降水中的应用 总被引：2，自引：1，他引：1
文中介绍了一种新的融合雷达和雨量计数据开展定量估测降水研究的空间信息统计学方法-Kriging with externaldrift(KED)方法.该方法能很好地融合高精度、低时空分辨率的雨量计数据和低精度、高时空分辨率的雷达数据进行插值.通过变异函数描述降水场的空间结构信息,能够充分利用数据间的空间相关性,来改进估测精度和提高处理速度.利用其优良的数学特性,以期在定量估测降水业务研究上进行新的探索和尝试.选用湖南省有代表意义的3次降水过程资料,通过雷达直接估测降水(RAD)、变分校准(VAR)以及KED3种方法,分别与雨量计测量值进行对比分析,选用代表站进行交叉验证结果均表明:RAD的均方差、绝对误差、相对误差最大,VAR次之,而KED最小.KED估测的结果与雨量计测量降水最为接近,估测效果最好;3种方法与雨量计实测值计算一定范围的误差频率,KED估测值具有最小的均方差和最小的标准差,且误差分布相对集中在0值附近,斜度和峰度最佳,试验证明该方法不仅能提高降水估测精度,且优于其他方法,VAR均方差次之,RAD均方差效果相对较差.联合雷达、雨量计估测降水的实质是把雷达估测值与雨量计测量的结果相融合,以雨量计来校准雷达估测值,保留了雷达探测剑降水的中、小尺度精细特征.校准后的雨量场数值接近雨量计测值,而且能够准确反映雷达测得的降水分布形式. 相似文献
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以微波辐射传输模式为基础，正演模拟分析星载先进微波探测器（AMSU）窗区通道微波亮温对地表洪涝信息的敏感性，结果表明中心频点分别为31.4、50.3和89.0 GHz的AMSU窗区通道2、3和15的微波亮温对地表洪涝特征敏感；以正演模拟计算结果为基础，选择对地表洪涝特征敏感的AMSU窗区通道为因子，组合形成AMSU洪涝指数AFI(AMSU Flooding Index)，进行地表洪涝区分类研究；地表洪涝分类结果与经机-地校验过的机载合成孔径雷达L-SAR资料分析结果进行对比分析，分类正确率可达73%。短时监测试验结果表明，应用美国第5代极轨业务环境卫星上装载的先进微波探测器（AMSU）微波资料可以在准全天候条件下，实现区域地表洪涝区分类实时监测，有效弥补红外和可见波段洪涝遥感探测技术在云天条件下无法实施的缺陷。 相似文献