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中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析

刘健 张文建 朱元竞 董超华 赵柏林

刘健, 张文建, 朱元竞, 等. 中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析. 应用气象学报, 2007, 18(2): 158-164.
引用本文: 刘健, 张文建, 朱元竞, 等. 中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析. 应用气象学报, 2007, 18(2): 158-164.
Liu Jian, Zhang Wenjian, Zhu Yuanjing, et al. Case study on cloud properties of heavy rainfall based upon satellite data. J Appl Meteor Sci, 2007, 18(2): 158-164.
Citation: Liu Jian, Zhang Wenjian, Zhu Yuanjing, et al. Case study on cloud properties of heavy rainfall based upon satellite data. J Appl Meteor Sci, 2007, 18(2): 158-164.

中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析

资助项目: 

教育部博士站基金项目 20020001027

国家自然科学基金项目 49794030

国家重点基础研究项目 2004CB418300

Case Study on Cloud Properties of Heavy Rainfall Based upon Satellite Data

  • 摘要: 针对2002年6月23—27日发生于江淮地区的一次中尺度强暴雨过程,利用FY-1D,EOS和NOAA卫星的可见光、红外、微波通道遥感观测、反演资料,从相态、光学厚度、垂直结构等各方面分析云特征,并将分析结果与同时段地面雨量观测进行对比分析,发现云光学厚度大且云顶粒子为大粒子、冰相态是此次降雨过程中云团的主要云特征,地面雨量的大小与云光学厚度密切相关,两者间基本呈正相关关系;稳定少变的大光学厚度云或云光学厚度显著增大均可带来强的地面降水。微波资料可以很好地体现降雨云团的垂直结构。分析结果显示,卫星遥感对揭示中尺度强暴雨云团的云特征,具有很好的指示作用。
  • 图  1  2002年6月25日FY-1D, EOS, NOAA卫星云相态识别图像

    (图上叠加卫星观测所在时段内小时雨量观测值r

    Fig. 1  Cloud phase images of FY-1D, EOS and NOAA on June 25, 2002

    (hourly precitiation r in situ is overlapped)

    图  2  FY-1D(a)和NOAA(b)卫星反演的云光学厚度图像

    (图上叠加卫星观测所在时段内小时雨量观测值r)

    Fig. 2  Retrieved cloud optical thickness images of FY-1D(a)and NOAA(b)

    (hourly precipitation r in stiu is overlapped)

    图  3  地面雨量与云光学厚度间的统计关系

    Fig. 3  The statistical relationship between precipitation and cloud optical thickness

    图  4  6 h内云光学厚度变化合成图像

    (红色:NOAA卫星反演的光学厚度;绿色:FY-1D与NOAA卫星反演的光学厚度差值;蓝色:FY-1D卫星反演的光学厚度;图像上叠加6 h雨量值)

    Fig. 4  Composed image of 6-hour cloud optical thickness change

    (red:retrieved NOAA cloud optical thickness; green:the difference between retrieved FY-1D and NOAA cloud optical thickness; blue:retrieved FY-1D cloud optical thickness; 6 h precipitation is overlapped)

    图  5  2002年6月25日NOAA/AMSU-B 4个微波通道亮度温度图像

    Fig. 5  Four microwave channel images of NOAA/AMSU-B on June 25, 2002

    图  6  116°E经向剖线上像元在183. 3±1 GHz, 183. 3±3 GHz, 183.3±7 GHz和89 GHz通道的亮温分布

    Fig. 6  Brightness temperature distribution of pix els at 183. 3±1 GHz, 183.3±3 GHz, 183. 3±7 GHz和89 GHz along 116°E

    图  7  NOAA16/AMSU 89 GHz与云光学厚度合成图像

    (图上叠加卫星观测所在时段内小时雨量观测值r)

    Fig. 7  Composed image containing NOAA16/AMSU 89 GHz and cloud optical thickness

    (hourly precipitation r in situ is overlapped)

    表  1  AMSU-B光谱通道特征及其主要探测目的

    Table  1  Spectral properties and main purposes of AMSU-B

  • [1] 刘健, 许健民, 方宗义.利用NOAA卫星的AVHRR资料试做云性质的分析.应用气象学报, 1998, 9(4):449-455. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19990132&flag=1
    [2] 刘健, 许健民, 方宗义.利用NOAA卫星的AVHRR资料试分析云和雾顶部粒子的尺度特征.应用气象学报, 1999, 10(1):28-33. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19990132&flag=1
    [3] Strabala K I, Ackerman S A, Menzel W P.Cloud properoties inferred from 8~12 μm data.J Appl Meteor, 1994, 2:212-229. doi:  10.1175/1520-0450%281994%29033<0212%3ACPIFD>2.0.CO%3B2
    [4] Baum B A, Peter F Soulen, Kathleen I Strabala, et al.Remote sensing of cloud properties using MODIS airborne simulator imagery during SUCCESS 2:Cloud thermodynamic phase.J Geophys Res, 2000, 105(9):11781-11792. https://www.researchgate.net/publication/230676654_Remote_sensing_of_cloud_properties_using_MODIS_airborne_simulator_imagery_during_SUCCESS_2_Cloud_thermodynamic_phase
    [5] Liu Jian, Dong Chaohua, Zhu Xiaoxiang.Thermodynamic phase analysis of cloud particles with FY-1C data.Meteorology and Atmospheric Physics, 2002, 80:65-71. doi:  10.1007/s007030200015
    [6] Liu Jian, Zhu Yuanjin.Detection of multilayer cirrus cloud using FY-1C data.Acta Meteorologica Sinica, 2002, 16(3):327-337. https://www.researchgate.net/publication/288586055_Detection_of_multilayer_cirrus_cloud_using_FY-1C_data
    [7] Bryan A Baum, Spinhirne J D.Remote sensing of cloud properties using MODIS airborne simulator imagery during SUCCESS 3:Cloud overlap.J Geophys Res, 2000, 105:11793-11804. doi:  10.1029/1999JD901091
    [8] Hansen J E, Travis L D.Light scattering in planetary atmospheres.Space Sci Rev, 1974, 16:527-610. doi:  10.1007/BF00168069
    [9] 刘健, 董超华.利用FY-1C资料反演水云的光学厚度和粒子有效半径.红外与毫米波学报, 2003, 22(6):436-441. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYH200306008.htm
    [10] Menzel W P, Strabala K.Cloud Top Properties and Cloud Phase:Algorithm Theoretical Basis Document.ATBD-MOD-04, NASA Goddard Space Flight Center, 1997. https://modis.gsfc.nasa.gov/data/atbd/atbd_mod04.pdf
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-04-20
  • 修回日期:  2006-11-01
  • 刊出日期:  2007-04-30

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