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气象科技 2006年第3期34卷 319-325页

作者：刘松涛严卫解放军理工大学气象学院南京211101

针对AMSR-E的特点,采用物理统计方法,对洋面非降水云区水汽总量(V)的反演进行了模拟研究,并用实测亮温数据对反演算式进行了初步验证。主要结果有:①为了有效解决亮温随V值增加而趋于饱和的问题,采用多元线性回归方法,研究比较了算式中... 详细信息

针对AMSR-E的特点,采用物理统计方法,对洋面非降水云区水汽总量(V)的反演进行了模拟研究,并用实测亮温数据对反演算式进行了初步验证。主要结果有:①为了有效解决亮温随V值增加而趋于饱和的问题,采用多元线性回归方法,研究比较了算式中不同亮温函数形式的效果,结果表明,在反演算式中采用ln(T0-TB)形式有更好的回归和反演效果,但这种形式不太适合于V值偏大的情况;②采用逐步回归方法,对各通道不同亮温函数形式的回归因子进行了比较分析,引进了对因变量作用最显著的6个因子,生成了新的反演算式,并且对应于不同V值均有较好的回归和反演效果;③可以根据V值大小的变化分段采用以上两种方法生成的反演算式,实际反演的结果与业务产品基本符合。

关键词：水汽总量洋面非降水云区微波扫描辐射计

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洋面非降水暖云云水含量垂直结构的研究

洋面非降水暖云云水含量垂直结构的研究

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作者：周伶俐中国科学技术大学

学位级别：硕士

云水是全球水循环的主要组分,云水量的准确反演对理解云物理性质和云辐射强迫以及对气候模式的发展都有重要的意义。本文基于中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)、微波扫描辐射计(Advanced Micr... 详细信息

云水是全球水循环的主要组分,云水量的准确反演对理解云物理性质和云辐射强迫以及对气候模式的发展都有重要的意义。本文基于中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)、微波扫描辐射计(Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS, AMSRE)和云雷达(Cloud Profile Radar, CPR)的探测资料,研究洋面非降水暖云的云水含量垂直结构特征,取得如下主要结论：利用MODIS和AMSRE反演的白天洋面0.25。格点云液态水路径(LWP)资料,通过采取一系列限制条件(比如非降水、全云天覆盖和低太阳高度角等),将AMSRE-LWP作为参考值,对MODIS-LWP反演所采用的两种云水含量(LWC)垂直结构模型的有效性进行验证,两种模型包括垂直均匀模型(VH, vertically homogeneous)和绝热模型(AS, adiabatically stratified)。相比于AMSRE-LWP, MODIS-LWPVHh和MODIS-LWPAS的全球均值分别表现为正偏差(11.8%)和负偏差(-6.8%),显示了单独使用两种模型分别对LWP的高估和低估。基于LWP的逐样本比较,研究揭示～60%(～40%)洋面非降水暖云的垂直结构倾向AS(VH)模型。云顶夹卷混合作用和暖云下部毛毛雨滴的存在,造成LWC垂直结构倾向VH型,尤其是偏高的云滴有效半径、偏低的云光学厚度。这些云物理参数共同决定了LWC垂直结构形式,进而确定LWC垂直结构的全球尺度分布特征。垂直均匀结构多出现在热带洋面(热带太平洋、热带大西洋和热带印度洋),绝热增长结构主要集中在层积云高发区的副热带洋面。基于上述结果,提出了一个由MODIS反演所得的云参数,包括云顶温度(CTT)、云滴有效半径(DER)和云层光学厚度(COT)独立确定LWC廓线(VH或AS)的三维查询表(LUT)方案,由此获得的MODIS-LWP估计相对于给定VH或AS模型的MODIS-LWP反演结果有了明显改善。利用CPR和MODIS融合的像素资料,通过判断一维暖云像素序列是否完全处于冻结层以下将其区分为孤立暖云团和混合暖云两类,研究发现孤立暖云团样本量仅占总暖云的8.8%,且这两类暖云的物理性质有显著差异。混合暖云比孤立暖云团的云水量高且云顶偏高,混合暖云的垂直发展旺盛,更容易形成深厚系统。结合MODIS三个近红外通道(1.6um、2.1um和3.7um)的DER信息发现,60%的暖云顶部有DER减小的趋势,且混合暖云的云顶DER减小趋势比孤立暖云团更严重,表明混合暖云比孤立暖云团的云顶夹卷混合作用更强,尤其是COT较小且DER较大的暖云。孤立暖云团和混合暖云的CPR雷达反射率廓线有三种形式,雷达反射率最大值分别出现在云层中部、云层下部和云底部,它们所伴随的雷达反射率最低值均出现在云顶。初步的对比结果显示,MODIS-LWPVH会对实际云水路径造成低估。

关键词：中分辨率成像光谱仪微波扫描辐射计云廓线雷达云液态水路径云水含量孤立暖云团

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