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FY-3C微波成像仪电视信号干扰识别和分析

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遥感学报 2017年第5期21卷 689-701页

作者：周泽华邹晓蕾秦正坤南京信息工程大学资料同化研究与应用联合中心南京210044

由于卫星微波成像仪频率的非保护性,微波成像仪资料受到相近频率的无线电信号干扰影响,主要干扰源于洋面反射的静止电视卫星信号。为提高微波成像仪资料的准确性,尤其是洋面资料的可用性,对电视卫星信号干扰的检测和特征分析尤为重要。... 详细信息

由于卫星微波成像仪频率的非保护性,微波成像仪资料受到相近频率的无线电信号干扰影响,主要干扰源于洋面反射的静止电视卫星信号。为提高微波成像仪资料的准确性,尤其是洋面资料的可用性,对电视卫星信号干扰的检测和特征分析尤为重要。中国风云3号C星(FY-3C)上搭载了微波成像仪。本文使用标准化主成分分析法来识别FY-3C微波成像仪的电视卫星干扰信号,并分析电视卫星信号干扰的主要空间特征。研究表明,FY-3C微波成像仪中心频率为10.65 GHz和18.7 GHz的4个低频通道受到卫星信号干扰。10.65 GHz通道在欧洲海域英吉利海峡和地中海西部希腊沿岸地区受到电视卫星信号干扰,并且干扰信号位置和强度与FY-3C卫星和欧洲静止电视卫星相对空间位置有关;18.7 GHz通道主要受到美国电视卫星的干扰,在北美东、西沿岸海域都存在干扰信号。FY-3C微波成像仪在中国海域不受电信号干扰影响,主要因为中国静止电视卫星频率与微波成像仪各通道频率不一样。

关键词：风云3号C星(FY-3C) 微波成像仪海洋电视信号干扰识别

多模式热带西太平洋夏季降水可预测性比较分析

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大气科学学报 2017年第4期40卷 508-518页

作者：黄瑜秦正坤南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 南京信息工程大学资料同化研究与应用联合中心江苏南京210044

利用中国科学院大气物理研究所(IAP,Institute of Atmospheric Physics)3个大气环流模式(AGCM,Atmospheric General Circulation Model)和欧洲多模式集合预报计划(DEMETER,Development of a European Multimodel Ensemble System for Seasonal-to-Interannual Prediction)中7个海气耦合模式(CGCM,Coupled General Circulation Model)的1981—2000年共20 a集合回报结果,比较了不同模式在热带地区,尤其是热带西太平洋地区夏季平均降水的可预测性差异。结果表明:所有模式都能够较好地再现这20 a平均降水的空间分布特征;IAP 9层AGCM最好地再现了热带西太平洋地区,尤其是140°E以西地区降水异常的主要空间特征,而CGCM则对海洋上空的降水异常特征有较好的回报能力。回报的降水异常量值偏弱和系统偏移使得IAP的AGCM原始回报技巧评分明显低于CGCM,但是经过统计订正后AGCM对热带夏季降水表现出与CGCM相当的可预测性。统计订正方法对部分CGCM模式的预报评分也有改进效果,但是当模式原始预报评分较好时订正方法的效果并不明显。对于IAP模式,随着IAP大气模式的不断改进,模式对热带西太平洋降水预测改进最为明显,但是在太平洋东部地区,IAP大气模式依然存在降水异常偏弱的不足。

关键词：多模式可预测性订正热带西太平洋夏季降水

晨昏轨道微波温度计资料同化对降水定量预报的影响及其对三轨卫星系统的意义

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大气科学 2016年第1期40卷 46-62页

作者：邹晓蕾秦正坤翁富忠马里兰大学地球系统多学科合作研究中心美国collegepark20740 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 美国国家海洋大气管理局卫星研究和应用中心美国collegepark20740

极轨卫星的高级微波温度计(Advanced Microwave Sounding Unit-A,简称AMSU-A)辐射资料对提高降水定量预报的水平有重要作用。但是极轨卫星的轨道特征导致乘载其上的微波温度计资料在区域同化系统中存在严重缺测。本研究重点分析了晨昏... 详细信息

极轨卫星的高级微波温度计(Advanced Microwave Sounding Unit-A,简称AMSU-A)辐射资料对提高降水定量预报的水平有重要作用。但是极轨卫星的轨道特征导致乘载其上的微波温度计资料在区域同化系统中存在严重缺测。本研究重点分析了晨昏轨道卫星上微波温度计资料同化对墨西哥湾沿岸定量降水预报的重要影响。研究选取了早晨星NOAA-15、上午星Met Op-A和下午星NOAA-18,利用美国NCEP(National Centers for Environmental Prediction)的业务同化系GSI(Gridpoint Statistical Interpolation)资料同化系统,进行了加和不加NOAA-15 AMSU-A资料的两组资料同化和预报试验,来阐明晨昏轨道卫星上微波温度计资料同化对墨西哥湾沿岸降水预报的重要影响。试验结果分析表明如果仅同化NOAA-18和Met Op-A资料,在协调世界时00:00和12:00的同化时间,在墨西哥湾和美国西部大陆就是卫星观测资料缺测区,而早晨星NOAA-15资料正好可以填补这个资料空缺。模式预报也表明,同化NOAA-15的AMSU-A资料可以对墨西哥湾降水有持续的正影响。这一研究证明了保持有搭载着AMSU-A或者相似仪器的早晨星,对区域降水预报的重要性。由于目前NOAA-15是唯一的一颗正在运行的、已远超过其正常运行期的早晨星,通过技术手段维持NOAA-15的AMSU-A仪器更超长期运行也就特别重要。

关键词：资料同化晨昏轨道极轨卫星降水预报

卫星资料揭示的青藏高原对流层上层温度气候演变趋势特征

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高原气象 2019年第2期38卷 264-277页

作者：明绍慧秦正坤黄瑜南京信息工程大学大气科学学院资料同化研究与应用联合中心江苏南京210044 南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044

利用1982—2016年MSU/AMSU-A亮温资料,分析了青藏高原地区对流层上层温度的气候趋势及其演变特征,并利用ERA-Interim和NCEP-R2再分析资料的相应高度大气温度资料进行了对比分析。结果表明,青藏高原地区对流层高层卫星亮温资料总体表现... 详细信息

利用1982—2016年MSU/AMSU-A亮温资料,分析了青藏高原地区对流层上层温度的气候趋势及其演变特征,并利用ERA-Interim和NCEP-R2再分析资料的相应高度大气温度资料进行了对比分析。结果表明,青藏高原地区对流层高层卫星亮温资料总体表现为逐渐增暖现象,这与再分析资料的对应层次大气温度变化有很好的相似性。基于集合经验模式分解方法 EEMD的非线性趋势分析表明,青藏高原地区对流层上层亮温的增温首先出现在青藏高原中部,随着时间演变,增温现象逐渐向青藏高原四周扩散,最后在整个青藏高原地区都出现了一致增温现象。相比于NCEP-R2再分析资料而言,ERA-Interim再分析资料300 h Pa大气温度的演变趋势与观测亮温有很好的相似性,只是增温现象是首先在青藏高原附近,随着时间推移,增温现象逐步向周边地区扩张,最终整个青藏高原地区出现了整体升温现象。但是NCEP-R2再分析资料则是与上述两种资料的温度演变特征有很大的差异,其300 h Pa高度大气温度在前20年表现为明显的降温特征,在最近10年才出现了增温,并逐步向周边地区扩张的现象。

关键词：青藏高原微波观测对流层上层非线性趋势

Satellite Data Assimilation of Upper-Level Sounding Channels in HWRF with Two Different Model Tops

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Journal of Meteorological Research 2015年第1期29卷 1-27页

作者：邹晓蕾翁富忠 Vijay TALLAPRAGADA 林琳张邦林吴陈锋秦正坤 Earth System Science Interdisciplinary Center University of Maryland NOAA Center for Satellite Applications and Research College Park NOAA NCEP Environmental Modeling Center College Park I.M.Systems Group Inc.Rockville Xiamen Meteorological Bureau Nanjing University of Information Science & Technology

The Advanced Microwave Sounding Unit-A（AMSU-A） onboard the NOAA satellites NOAA-18 and NOAA-19 and the European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites（EUMETSAT）Met Op-A, the hyperspectral Atmospheric Infrared Sounder（AIRS） onboard Aqua, the High resolution Infra Red Sounder（HIRS） onboard NOAA-19 and Met Op-A, and the Advanced Technology Microwave Sounder（ATMS） onboard Suomi National Polar-orbiting Partnership（NPP） satellite provide upper-level sounding channels in tropical cyclone environments. Assimilation of these upper-level sounding channels data in the Hurricane Weather Research and Forecasting（HWRF） system with two different model tops is investigated for the tropical storms Debby and Beryl and hurricanes Sandy and Isaac that occurred in 2012. It is shown that the HWRF system with a higher model top allows more upper-level microwave and infrared sounding channels data to be assimilated into HWRF due to a more accurate upper-level background profile. The track and intensity forecasts produced by the HWRF data assimilation and forecast system with a higher model top are more accurate than those with a lower model top.

关键词： model top data assimilation satellite hurricane

箱型光谱响应聚合物阵列波导光栅的研制(英文)

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Journal of Semiconductors 2008年第12期29卷 2307-2310页

作者：秦政坤马春生吉林师范大学信息技术学院四平136000 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区长春130012

通过减少奇数阵列波导的芯宽度,同时增加偶数阵列波导的芯宽度的技术,构造了箱型光谱.选用氟化聚芳醚FPE聚合物材料,设计并制备了17×17信道箱型光谱响应阵列波导光栅(AWG)波分复用器.测试结果表明,器件的中心波长为1550.87nm,波长间隔... 详细信息

通过减少奇数阵列波导的芯宽度,同时增加偶数阵列波导的芯宽度的技术,构造了箱型光谱.选用氟化聚芳醚FPE聚合物材料,设计并制备了17×17信道箱型光谱响应阵列波导光栅(AWG)波分复用器.测试结果表明,器件的中心波长为1550.87nm,波长间隔为0.8nm,3dB带宽约为0.476nm,串扰低于-21dB,插入损耗为13～15dB.

关键词：阵列波导光栅箱形光谱响应 3dB带宽串扰

17×17信道光谱响应平坦化的聚合物阵列波导光栅的研制

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Journal of Semiconductors 2008年第9期29卷 1804-1807页

作者：秦政坤马春生吉林师范大学四平136000 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区长春130012

选用氟化聚芳醚FPE聚合物材料,设计并制备出了17×17信道光谱响应平坦化阵列波导光栅（AWG）波分复用器.实验测试结果表明,器件的中心波长为1550.83nm,波长间隔为0.8nm,3dB带宽约为0.476nm,插入损耗为13-15dB,串扰低于-21dB.

关键词：集成光学阵列波导光栅传输频谱箱形光谱响应串扰

太平洋上云水路径反演产品及其气候变化特征分析

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大气科学 2022年第6期46卷 1381-1393页

作者：钱小立秦正坤张文君南京信息工程大学大气科学学院南京210044 南京信息工程大学大气科学学院资料同化研究与应用联合中心南京210044

基于极轨卫星NOAA-15上的微波温度计AMSU-A(Advanced Microwave Sounding Unit-A)多年亮温观测资料,建立了全球海洋上的云液态水路径反演产品,并通过对比ERA5和FNL/NCEP再分析资料的云水路径产品,分析了反演产品对云液态水路径气候变化... 详细信息

基于极轨卫星NOAA-15上的微波温度计AMSU-A(Advanced Microwave Sounding Unit-A)多年亮温观测资料,建立了全球海洋上的云液态水路径反演产品,并通过对比ERA5和FNL/NCEP再分析资料的云水路径产品,分析了反演产品对云液态水路径气候变化特征的再现能力,进一步通过线性回归和EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)方法分别分析了太平洋地区大气云水路径的线性和非线性气候变化趋势特征。结果表明,云水路径反演资料可以很好的再现多年平均空间分布特征及相应的气候变化趋势,云水路径气候趋势表现出明显的纬度带特征,增多和减小趋势随纬度带间隔出现,而且在北半球东太平洋地区,云水路径气候趋势的纬度带特征有向北迁移的现象。相比而言,反演产品的气候趋势与ERA5再分析资料有更好的相似性,而FNL资料对趋势的纬度带特征,尤其是纬度带特征的北移现象未能很好的再现,只是表现为赤道地区水汽减少,而两侧云水路径显著增加的特征。

关键词：微波温度计云液态水路径 EEMD方法气候变化趋势

基于亮温通道变率的FY-3C微波湿度计陆地云检测新方法

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气象学报 2018年第3期76卷 434-448页

作者：朱利剑秦正坤王金成南京信息工程大学大气科学学院南京210044 南京信息工程大学资料同化与研究应用中心南京210044 国家气象中心北京100081 中国气象局数值预报中心北京100081

云检测是卫星资料同化的重要前处理步骤,无论是晴空资料同化还是有云资料同化,都需要准确地区分有云和晴空资料。由于陆地地表发射率的多变性和微波能穿透部分云类的特点,微波湿度计资料在陆地上空的云检测研究一直是难点。利用快速辐... 详细信息

云检测是卫星资料同化的重要前处理步骤,无论是晴空资料同化还是有云资料同化,都需要准确地区分有云和晴空资料。由于陆地地表发射率的多变性和微波能穿透部分云类的特点,微波湿度计资料在陆地上空的云检测研究一直是难点。利用快速辐射传输模式(CRTM)分析了不同云类条件下FY-3C微波湿度计(MWHS-Ⅱ)各通道亮温的通道间变率特征,根据MWHS-Ⅱ亮温通道间变率随云高以及云中液态水含量的增大而减小的特点,提出了一个基于亮温通道变率的MWHS-Ⅱ陆地资料云检测方法。与已有的云产品比较结果表明:新的云检测算法能有效地剔除大部分受云影响的资料,剔除后的晴空资料观测和模拟偏差更好地符合高斯分布。新方法对过冷水云、冰云、重叠云的检测能力较强,正确检测率可以达到80%,对卷云以及高度较低的水云的检测能力相对较弱。新方法能有效利用MWHS-Ⅱ观测资料自身完成云检测,在MWHS-Ⅱ资料同化中有很好的应用前景。

关键词：微波湿度计微波湿度计(MWHS-Ⅱ) 云检测快速辐射传输模式(CRTM)