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中国区域云特性分析及在FY-2云检测中的应用

刘健

刘健. 中国区域云特性分析及在FY-2云检测中的应用. 应用气象学报, 2009, 20(6): 673-681..
引用本文: 刘健. 中国区域云特性分析及在FY-2云检测中的应用. 应用气象学报, 2009, 20(6): 673-681.
Liu Jian. Cloud properties analysis and its application in FY-2 cloud detection. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(6): 673-681.
Citation: Liu Jian. Cloud properties analysis and its application in FY-2 cloud detection. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(6): 673-681.

中国区域云特性分析及在FY-2云检测中的应用

资助项目: 

国家重点基础研究发展计划“我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究” 2004CB418305

Cloud Properties Analysis and Its Application in FY-2 Cloud Detection

  • 摘要: 云检测中所使用的云检测阈值正确与否是关系到云检测精度的重要因素。该文利用1983年7月-2007年6月ISCCP数据对覆盖我国及周边区域不同云类云顶温度的年、日变化特征进行分析, 得到云顶温度的分布特征; 对晴空下垫面与最暖云云顶温度差随纬度分布特征、不同区域晴空下垫面及云顶温度与晴空地表温度差日变化特征进行分析, 这些特征及每3 h的晴空下垫面24年平均亮温作为云检测算法的背景场, 用以判识实时动态提取云检测阈值的合理性。个例分析表明:利用多年平均晴空下垫面温度及最暖云云顶温度与晴空下垫面温度之差, 可有效识别云检测阈值的合理性, 合理的阈值有助于提高连续多日被云覆盖及冰雪下垫面条件下的云检测精度。
  • 图  1  多年平均1, 4, 7, 10月06:00晴空下垫面与最暖云云顶亮温差

    Fig. 1  Multi-annual mean temperature difference between clear surface and the warmest cloud top at 06:00 in January, April, July and October

    图  2  多年平均1月晴空下垫面与最暖云云顶亮温差每3h间隔沿83.75°E, 106.25°E

    Fig. 2  Distribution pattern of multi-annual temperature difference between clear surface and cloud to p along 83.75°E, 106.25°E and 126. 25°E for every 3 hours in January

    图  3  多年平均4月晴空下垫面与最暖云云顶亮温差每3h间隔沿83.75°E, 106.25°E和126.25°E的分布

    Fig. 3  Distribution pattern of multi-annual temperature difference between clear surface and cloud to p along 83.75°E, 106.25°E and 126.25°E for every 3 hours in April

    图  4  多年平均7月晴空下垫面与最暖云云顶亮温差每3h间隔沿83.75°E, 106.25°E

    Fig. 4  Distribution pattern of multi-annual temperature difference between clear surface and cloud to p along 83.75°E, 106.25°E and 126.25°E for every 3 hours in July

    图  5  多年平均10月晴空下垫面与最暖云云顶亮温差沿83.75°E, 106.25°E和126.25°E的分布

    Fig. 5  Distribution pattern of multi-annual temperature difference between clear surface and cloud to p along 83. 75° E, 106. 25° E and 126.25°E for every 3 hours in October

    图  6  被雾覆盖区扫描线上观测像元的FY-2C红外亮温、提取的动态阈值及ISCCP晴空多年平均下垫面亮温

    Fig. 6  Pixel' s FY-2C infra red brightness temperature, the dynamic threshold value and the ISCCP multi-annual mean clear sky surface temperature in selected fog area

    图  7  云检测阈值合理性检验前后的判识对比图(白色为云像元, 黑色为晴空像元; 方框为所选目标区域)

    (a) FY-2C红外窗区通道亮温, (b) 用云检测阈值直接判识结果图, (c) 利用气候背景场订正云检测阈值后的云检测判识图

    Fig. 7  Cloud detection image s before and after validation for cloud detection threshold value (white area is cloud pixel an d black area is clear pixel; square frame denotes the target region)

    (a) brightness temperature at infared channel of FY-2C, (b) cloud detection image using cloud threshold directly, (c) cloud detection image after adjusted cloud threshold by climate background data

    图  8  青藏高原地区扫描线上观测像元的FY-2C红外亮温、提取的动态阈值及ISCCP晴空多年平均地表亮温

    Fig. 8  Pixel' s FY-2C infrared brightness temperature , the dy namic threshold value and the ISCCP multi-annual mean clear surface temperature over the Tibet area

  • [1] 翁笃鸣, 韩爱梅.我国卫星总云量与地面总云量分布的对比分析.应用气象学报, 1998, 9(1) : 2-37. http://qk.cams.cma.gov.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19980105&flag=1
    [2] William B Rossow, Alison W Walker, Garder L C. Compari-son of ISCCP and Other Cloud Amounts. J Climate, 1993, 6 (12) : 2394-2418. doi:  10.1175/1520-0442(1993)006<2394:COIAOC>2.0.CO;2
    [3] William B Rossow, Robert A Schiffer.Advances in understanding clouds from ISCCP.Bull Amer Meteor Soc, 1999,80(11):2261-2287. doi:  10.1175/1520-0477(1999)080<2261:AIUCFI>2.0.CO;2
    [4] 丁守国, 石广玉, 赵春生.利用ISCCPD2资料分析近20年全球不同云类云量的变化及其对气候可能的影响.科学通报,2004,49(11):1105-1111. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB200411016.htm
    [5] 刘洪利, 朱文琴, 宜树华, 等.中国地区云的气候特征分析.气象学报, 2003, 61(4) : 466-473. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200304007.htm
    [6] 陈勇航, 黄建平, 陈长和, 等.西北地区空中云水资源的时空分布特征.高原气象, 2005, 24(6) : 905-912. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX200506008.htm
    [7] 陈勇航, 黄建平, 王天河, 等.西北地区不同类型云的时空分布及其与降水的关系.应用气象学报, 2005, 16(6) : 717-727. http://qk.cams.cma.gov.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050694&flag=1
    [8] 刘艳, 翁笃鸣.青藏高原云对地气系统长波射出辐射(OLR) 强迫的气候研究.南京气象学院学报, 2000, 23(2) : 270-276. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200002016.htm
    [9] 刘瑞霞, 刘玉洁, 杜秉玉.利用ISCCP资料分析青藏高原云气候特征.南京气象学院学报, 2002,25(2):226-234. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200202012.htm
    [10] 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://qk.cams.cma.gov.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19980466&flag=1
    [11] 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://qk.cams.cma.gov.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19990132&flag=1
    [12] Alan V D V, William J E, Senior Member.An automated dynamic threshold cloud masking algorithm for daytime AVHRR images over land. IEEE Transact ions on Geoscience and Remote Sensing, 2002, 40(8):1682-1694. doi:  10.1109/TGRS.2002.802455
    [13] Saunders R W, Kriebel K T.An improved method of detec-ting clear sky and cloudy radiances from AVHRR data. Int J Remote Sens, 1988, 9 : 123-150. doi:  10.1080/01431168808954841
    [14] Peak J E, Tag P M.Segmentation of satellite imagery using hierarchical thresholding and neural networks. J Appl Meteor, 1994, 33 : 605-616. doi:  10.1175/1520-0450(1994)033<0605:SOSIUH>2.0.CO;2
    [15] Nowcasting and Very Short Range Forecasting SAF.Proto-type Scientific Description for Météo France/CMS. SAF/NWC/MFCMS/MTR/PSD, Issue 1, Rev 1, 2000.
    [16] 刘希, 许健民,杜秉玉.用双通道动态阈值对GMS-5图像进行自动云检测.应用气象学报,2005,16(4):434-444. http://qk.cams.cma.gov.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050454&flag=1
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-09-23
  • 修回日期:  2009-07-17
  • 刊出日期:  2009-12-31

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