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不同观测分辨率强台风云系的遥感特征

刘健 蒋建莹

刘健, 蒋建莹. 不同观测分辨率强台风云系的遥感特征. 应用气象学报, 2014, 25(1): 1-10..
引用本文: 刘健, 蒋建莹. 不同观测分辨率强台风云系的遥感特征. 应用气象学报, 2014, 25(1): 1-10.
Liu Jian, Jiang Jianying. Multi-scale satellite data sensitivity study on cloud analysis of strong typhoon. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(1): 1-10.
Citation: Liu Jian, Jiang Jianying. Multi-scale satellite data sensitivity study on cloud analysis of strong typhoon. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(1): 1-10.

不同观测分辨率强台风云系的遥感特征

资助项目: 

国家科技支撑计划项目 2012BAC22B05

国家自然科学基金项目 41175022

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201206003

详细信息
    通信作者:

    刘健, email: liujian@cma.gov.cn

Multi-scale Satellite Data Sensitivity Study on Cloud Analysis of Strong Typhoon

  • 摘要: 静止气象卫星的快速区域扫描是监测不同天气过程的有利手段。以获取的风云静止气象卫星快速区域扫描数据为基础,选取2011年台风梅花 (1109) 及2012年台风海葵 (1211) 的观测数据,采用Hovmöller分析图、变异系数等参数,研究不同时空分辨率观测数据对台风云系结构特征参数监测的敏感性影响。分析结果表明:可见光通道10 min观测时间间隔配以1.25 km空间分辨率可以很好地反映云系演变特征,在相同观测时间分辨率条件下,降低空间分辨率会对云系结构特征的提取有较大影响; 在相同空间分辨率条件下,观测时间分辨率的降低对云系结构及演变特征的分析影响较小; 基于变异系数的分析说明云像元特性在60 min的观测时间间隔下发生了较大变化,如果以60 min为观测时间间隔将会失去较多的云像元变化特征。水汽通道不同观测时间的变异系数差值小于红外通道1,说明云像元在红外通道1的特性演变对观测时间的敏感性高于水汽通道,提高观测频率可获取更多的云像元红外通道1的辐射特性。
  • 图  1  2011年8月3日03:03—04:50平均观测时间间隔为10 min的空间分辨率为1.25 km台风梅花 (1109) 中心云区可见光通道反射率图像

    Fig. 1  The reflectivity image of typhoon Muifa (2011) of FY-2C visible channel during 0303 UTC—0450 UTC on 3 August 2011 with the spatial resolution of 1.25 km and the temporal resolution about 10 minutes

    图  2  2012年8月7日01:00 FY-2F气象卫星空间分辨率1.25 km (a)、5 km (b) 台风海葵 (1211) 云系和1.25 km分辨率台风眼区 (c) 可见光通道反射率图像

    Fig. 2  Reflectivity image of typhoon Haikui (2012) of FY-2F visible channel at 0100 UTC 7 Aug 2012 (a) typhoon image with the spatial resilution of 1.25 km, (b) typhoon image with the spatial resolution of 5 km, (c) typhoon eye image with the spatial resolution of 1.25 km

    图  3  2011年8月3日03:03—07:03平均观测时间间隔10 min的空间分辨率为5 km (a) 和1.25 km (b) 台风梅花 (1109) 云系Hovmöller分析图

    Fig. 3  The reflectivity Hovmöller diagram of typhoon Muifa (2011) during 0303 UTC— 0703 UTC on 3 Aug 2011 with the spatial resolution of 5 km (a) and 1.25 km (b) and the temporal resolution about 10 minutes

    图  4  2011年8月3日04:10 1.25 km空间分辨率可见光通道反射率图像

    (图中黑框为Hovmöller分析区范围)

    Fig. 4  The reflectivity image of visible channel at 0410 UTC 3 Aug 2011 with the spatial resolution of 1.25 km

    (black box in the image shows the analysis area used by Hovmöller diagram)

    图  5  2011年8月3日03:03—07:03空间分辨率为1.25 km、平均观测时间间隔为30 min (a) 和10 min (b) 台风梅花 (1109) 云系Hovmöller分析图

    Fig. 5  The reflectivity Hovmöller diagram of typhoon Muifa (2011) during 0303 UTC— 0703 UTC on 3 Aug 2011 with the spatial resolution of 1.25 km and the temporal resolution about 30 minutes (a) and 10 minutes (b)

    图  6  台风梅花 (1109) 眼区及眼区周边云墙2011年8月3日03:03不同空间分辨率 (a) 和2011年8月3日03:00—09:00不同时间分辨率 (b) 可见光通道反射率剖线

    Fig. 6  Reflectivity profile around eye and convective wall of typhoon Muifa (2011) with different spatial resolutions at 0303 UTC 3 Aug 2011(a) and with different temperal resolutions during 0300 UTC—0900 UTC on 3 Aug 2011(b)

    图  7  2011年8月3日03:03—14:50空间分辨率为5 km平均观测时间间隔为10 min (a)、30 min (b) 和60 min (c) 台风梅花 (1109) 云系红外通道1亮温的Hovmöller分析图

    Fig. 7  The brightness temperature Hovmöller diagram of typhoon Muifa (2011) of infrared window channel during 0303 UTC—1450 UTC on 3 Aug 2011 with spatial resolution of 5 km and the temporal resolutions about 10 minutes (a), 30 minutes (b) and 60 minutes (c)

    图  8  2011年8月3日03:03—14:50空间分辨率为5 km平均观测时间间隔为10 min (a)、30 min (b) 和60 min (c) 台风梅花 (1109) 云系水汽通道亮温的Hovmöller分析图

    Fig. 8  The brightness temperature Hovmöller diagram of typhoon Muifa (2011) of water vapor channel during 0303 UTC—1450 UTC on 3 Aug 2011 with the spatial resolution of 5 km and the temporal resolution about 10 minutes (a), 30 minutes (b) and 60 minutes (c)

    图  9  不同观测时间间隔台风梅花 (1109) 和台风海葵 (1211) 眼区红外通道1亮温和水汽通道亮温随时间的演变

    Fig. 9  The change of eye area brightness temperature of typhoon Muifa (2011) and typhoon Haikui (2012) of infrared window channel and water vapor channel with different temporal resolutions

    图  10  红外通道1(a) 和水汽通道 (b) 不同观测时间分辨率的变异系数差值经向分布

    Fig. 10  The distribution of CV difference between different observation temporal resolutions as the function of latitude for infrared window channel (a) and water vapor channel (b)

    表  1  红外通道1和水汽通道的不同观测时间间隔推算值与观测值差值等级像元百分比

    Table  1  The pixel percentage of different brightness temperature level between extrapolated and observed data of infrared window channel and water vapor channel

    推算值与实测值
    差值分类
    红外通道1 水汽通道
    10 min 30 min 10 min 30 min
    [0, 1) 58.7% 41.7% 65.2% 41.7%
    [1, 2) 21.7% 8.3% 19.6% 33.3%
    [2, 3) 10.9% 25.0% 10.9% 16.7%
    [3, 4) 4.3% 16.7% 4.3% 8.3%
    [4, 5) 2.1% 0.0%
    [5, 6) 0.0% 8.3%
    [6, 7) 2.1%
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-02
  • 修回日期:  2013-07-08
  • 刊出日期:  2014-01-31

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