双基地激光测风雷达回波信号仿真研究          下载免费PDF全文

李绍辉  孙学金  邵连军  易欣  张传亮 《气象科学》2023,43(4):523-533

本文针对传统的体散射模型并未考虑大气不均匀性对信号传输的影响等问题,通过引入垂直非均匀的大气参数改进了模型,并利用其建立了体目标的双基地激光测风雷达方程,仿真了侧向散射回波信号,并与单基地雷达进行了对比分析。研究表明:水平方向上,双基地激光测风雷达的回波信号分布特征与单基地雷达差异较大,其回波信号等值线在近地面为卵形线,随着探测高度的增加,回波信号等值线逐渐变为以主、被动雷达为焦点的椭圆形,并最终趋近于圆形;垂直方向上,双基地激光测风雷达的回波信号随高度衰减剧烈,近地面的回波能量约为10^-10 J,4 km高度的回波能量约为10^-15J,在中低层大气(0~10 km),回波信号中气溶胶散射占比大,在高层大气(10 km以上),分子散射占比大。  相似文献   

卫星资料统计全球飞机积冰潜势分布特征     

赵阳  符养  赵增亮  孙学金  韩志刚  姚志刚 《热带气象学报》2018,34(1):102-114

利用云探测卫星CloudSat在2007年12月1日—2008年11月30日全年数据, 构建一种利用CloudSat云分类产品、温度产品、液态水含量产品来联合识别飞机积冰潜势的算法, 并利用该算法对上述时段的全球范围内飞机积冰潜势的出现频率进行统计分析, 旨在为航空安全特别是长途飞行提供一定参考依据。并分析了不同云类型和不同季节的飞机积冰潜势分布特征。结果表明:飞机积冰潜势在全球范围内存在纬向、海陆及季节差异特征。整体上中高纬度地区积冰潜势频率比低纬度地区高, 陆地上空的积冰潜势频率比海洋上空高; 对于不同云类型而言, 中高纬度地区积冰潜势以层云、层积云、高层云和高积云为主, 而低纬度地区积冰潜势以深对流云为主; 对于不同季节而言, 夏季积冰频率较低, 冬春季节频率较高。   相似文献   

双波段大气向下红外辐射云遥感数值模拟     

李浩  孙学金  陈峰  宋多 《气象科技》2010,38(2):222-225

为了将卫星多通道遥感技术应用到地基测云红外遥感中,利用SBDART(平面平行辐射传输模式)模式对双波段(10.3～11.3μm,11.5～12.5μm)大气向下红外辐射进行计算。分析了双波段辐射亮温差的特点,讨论了不同能见度、不同天空状况对两通道亮温差的影响,同时将利用实际测量的亮温差值所判断出来的天空状况与实际天空状况进行了对比。结果表明,在能见度较好时天顶方向辐射率变化比天边方向明显;在高能见度时一定天顶角范围内,可以利用不同天空状况亮温差不同的特点对云进行识别。  相似文献   

GPS掩星切点水平漂移规律的数值研究   总被引：2，自引：1，他引：2       下载免费PDF全文

孙学金  赵世军余鹏 《应用气象学报》2004,15(2):174-180

在现有GPS星座和大气球对称假设条件下，利用射线追踪法对掩星事件进行了数值模拟，讨论了大气折射指数垂直分布、LEO卫星轨道倾角和高度对GPS掩星切点水平漂移的影响情况。结果表明:在太阳活动剧烈的白天和夜间两种典型情况下，切点平均水平漂移变化约20 km；对735 km高度的LEO卫星来说，轨道倾角在130°附近时，切点平均水平漂移最小，并随着倾角向0°或180°变化，切点平均水平漂移均增大，但在55°附近时随倾角变化稍有波动；对倾角为70°的LEO卫星来说，当轨道高度从400 km变化到1500 km时，切点平均水平漂移变化约141 km，且随高度增加而单调减小  相似文献   

激光测风雷达PPI扫描监测风切变的数值模拟          下载免费PDF全文

赵文凯  赵世军  单雨龙  孙学金 《气象科学》2023,43(5):624-631

低空风切变严重威胁飞机起降安全，而激光测风雷达在晴空风切变监测方面具有显著优势，但其监测性能受到风场特点和监测算法的影响。由于无法对局地空间风场进行时空同步精细化探测，且风场具有阵性，导致风切变监测会出现虚警率、漏报等现象，只能通过数值模拟仿真的方式，对不同风场的监测性能进行分析评估。本文首先仿真构建了四种具有代表性的风场类型，然后模拟激光测风雷达平面—位置显示（Plane Position Indication，PPI）扫描方式获取不同仿真风场下的径向风速数据，最后利用八邻域系统算法对径向风速数据进行风切变监测，验证不同类型风场下激光测风雷达PPI扫描方式监测风切变算法的有效性。结果表明，激光测风雷达PPI扫描结果能够真实地反映风场情况；八邻域系统算法能够有效识别风切变；在进行风切变检测时，应尽可能地考虑到多个方位上的切变值，避免漏报。  相似文献   

3D MODEL STUDY ON FOG OVER COMPLEX TERRAIN—PART Ⅰ:NUMERICAL STUDY     

石春娥  孙学金  杨军  李子华 《Acta Meteorologica Sinica》1996,(4)

A three-dimensional fog model,suitable for precipitous and complex terrain,is designed contain-ing four prognostic variables—wind speed,potential temperature,specific humidity and mixing ratioof liquid water.The model considers turbulent exchange,the long-wave radiation on the ground sur-face and in the air.the short-wave solar radiation,the evaporation and condensation of moisture andthe surface heat budget and so on.In order to make the model run steadily on precipitous and complexterrain,we have improved the method of calculating horizontal pressure gradient force in the terraincoordinate system.The results coincide on the whole with the actual situation.  相似文献   

全天空云图获取的一种方式及算法实现   总被引：4，自引：1，他引：3  

孙晓钢  孙学金  牛珍聪  高太长 《气象科学》2008,28(3):338-341

针对目前气象观测中云的人工观测的主观性以及没有客观的历史实况记录可对照查询的情况,本文提出一种以观测员角度的全天空云图获取方式,将相机绕观测点旋转实现对全天空的拍摄,通过相应的拼图算法得到全天空图像.与当前国内外研究工作普遍使用的广角鱼眼镜头相比较,这种方式可以避免鱼眼镜头造成的畸变.因此,用这种全天空图像获取方式进行云的自动观测是可行的.  相似文献   

基于统计方法的地基器测云天识别     

秦健  刘磊  高太长  孙学金 《气象科学》2011,31(5):604-612

本文从图像处理的角度,基于统计方法对地基全天空类型识别进行了研究。通过对2007年1月的397组观测数据进行统计分析,确定了5种天空类型识别的判别阈值,实现了地基全天空类型的有效识别。结果表明,样本试验的分类结果为81.36％,普适性检验的结果为79.51％。  相似文献   

地基消光测量确定新疆博斯腾湖地区大气气溶胶模型     

陈磊  孙学金 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2012,6(3):40-44

为确定新疆博斯腾湖地区气溶胶主要组分,减小辐射传输计算和卫星遥感应用中由于气溶胶模型误判造成的误差,分别取大陆型、背景沙漠型、体积百分比自定义模型和两种动态气溶胶模型,用6S辐射传输算法计算出对应于太阳光度计测量时段的各波段大气气溶胶光学厚度。将模式计算值与测量值进行比较,确定测量地区的大气气溶胶模型。将该方法用于2010年在新疆博斯腾湖地区测量的太阳光度计数据,结果显示该地区在测量时段较为符合体积百分比自定义模型,沙尘性粒子体积百分比均在88%上,符合当地靠近沙尘源地和测量时段浮尘天气频发的实际情况。  相似文献   

基于LBP算法的全天空红外云图的分类研究     

孙学金  刘磊  高太长  赵世军 《南京气象学院学报》2009,32(4):490-497

利用局部二值模式（Local Binary Patterns,LBP）,结合局部云图的方差信息（VAR）,对全天空红外测云系统获得的红外云图进行了分类研究。首先建立了器测云状分类与传统分类的对应关系,其次分析了层状云、积状云、波状云、卷云和晴空5种类型天空的LBP谱和VAR特征,最后对274个样本进行了分类识别,并与人工观测结果比较,结果表明,层状云、积状云、波状云、卷云和晴空的识别正确率分别为100．0％、84．2％、70．3％、64．7％、99．0％,平均正确率达到87．2％。  相似文献