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FY-2E资料空间响应订正及对强对流监测改进

王新 郭强 陈怡羽

王新, 郭强, 陈怡羽. FY-2E资料空间响应订正及对强对流监测改进. 应用气象学报, 2016, 27(1): 102-111. DOI: 10.11898/1001-7313.20160111..
引用本文: 王新, 郭强, 陈怡羽. FY-2E资料空间响应订正及对强对流监测改进. 应用气象学报, 2016, 27(1): 102-111. DOI: 10.11898/1001-7313.20160111.
Wang Xin, Guo Qiang, Chen Yiyu. Performance improvement for FY-2E convection monitoring using a spatial-response matched filter method. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(1): 102-111. DOI:  10.11898/1001-7313.20160111.
Citation: Wang Xin, Guo Qiang, Chen Yiyu. Performance improvement for FY-2E convection monitoring using a spatial-response matched filter method. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(1): 102-111. DOI:  10.11898/1001-7313.20160111.

FY-2E资料空间响应订正及对强对流监测改进

DOI: 10.11898/1001-7313.20160111
资助项目: 

国家自然科学基金项目 91338203

国家自然科学基金项目 41105029

国家自然科学基金项目 41275034

详细信息
    通信作者:

    郭强, email: guoqiang@cma.gov.cn

Performance Improvement for FY-2E Convection Monitoring Using a Spatial-response Matched Filter Method

  • 摘要: 建立空间响应匹配滤波 (spatial-response matched filter, SRMF) 方法,针对强对流低温研究目标,开展我国风云二号E星 (FY-2E) 红外亮温订正计算,并选取2013—2014年典型对流天气进行统计分析,从对流的空间分布、发展过程、云团结构等多角度进行方法性能评估。结果表明:对于对流云团结构,SRMF方法可改进FY-2E卫星红外波段对对流云团识别的准确度,减小高温背景对低温对流云团的邻近像元效应,增加了FY-2E卫星对中尺度对流内部小尺度精细化结构的揭示能力;对于对流空间分布,SRMF方法降低了对流判识空间分布统计误差,减少极短时间、极小范围强对流天气的漏判;对于对流识别时间响应,SRMF方法能够正确且提前显现出云团由弱对流向强对流的发展潜势,提高FY-2E卫星探测仪器对强对流天气的临近预警能力。
  • 图  1  2013年6月11日15:00 TBB(a) 和TBB(b) 及ΔTBB(c)

    Fig. 1  TBB distribution with difference at 1500 BT 11 Jun 2013

    (a)TBB, (b)TBB, (c)ΔTBB

    图  2  2014年6月5日13:30 TBB(a) 和TBB(b) 及ΔTBB(c) (图中红色实线为CloudSat卫星过境轨道)

    Fig. 2  TBB distribution with difference at 1330 BT 5 Jun 2014

    (the solid red line denotes CloudSat satellite orbit) (a)TBB, (b)TBB, ΔTBB

    图  3  2014年6月5日13:35与图 2对应的CloudSat雷达反射率因子垂直剖面图

    Fig. 3  Vertical section of CloudSat radar reflectivity corresponding Fig. 2 at 1335 BT 5 Jun 2014

    图  4  2014年6月5日14:00 TBB(a) 和TBB(b)

    Fig. 4  Distribution of TBB(a) and TBB(b) at 1400 BT 5 Jun 2014

    图  5  北京及周边地区2013年6月雷暴日数分布 (单位:d)

    Fig. 5  The number of thunderstorm days surrounding Beijing in Jun 2013(unit:d)

    图  6  2013年6月北京及周边地区深对流活动频率的空间分布

    (a) 基于TBB, (b) 基于TBB

    Fig. 6  The deep convection frequency distribution surrounding Beijing in Jun 2013

    (a) based on TBB, (b) based on TBB

    图  7  典型对流个例的亮温差直方图统计

    (a) 全部数据,(b)TBB≤-32℃,(c)TBB≤-52℃

    Fig. 7  Difference histogram statistics of TBB for all typical convection cases

    (a) all TBB, (b)TBB ≤-32℃, (c)TBB≤-52℃

    图  8  2013年6月11日01:00—20:00北京强对流过程的Hovmöller时序分析

    (沿40.5°N的经度-时间剖面) (a)TBB, (b)TBB

    Fig. 8  Hovmöller analysis during the convective processing from 0100 BT to 2000 BT on 11 June 2013

    (along 40.5°N longitude-time cross section) (a)TBB, (b)TBB

    表  1  SRMF方法订正前后对5次对流过程的强对流发展趋势统计

    Table  1  Nowcasting performance statistics using SRMF method for five typical convection cases

    序号 对流统计时段 发生区域 ΔTBB<0的面积占总对流面积比例/%
    全部数据 TBB≤-32℃
    1 2013年6月4日08:00—24:00 北京西北部 74 80
    2 2013年6月11日12:00—20:00 北京北部、城区 57 60
    3 2013年6月30日18:00—24:00 北京北部 66 71
    4 2014年6月15日12:00—15:00 北京中部、东南部 59 68
    5 2014年6月17日13:00—24:00 北京、河北中部 50 78
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  • [1] 卢乃锰, 吴蓉璋.强对流降水云团的云图特征分析.应用气象学报, 1997, 8(3):269-275. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19970339&flag=1
    [2] 韩雷, 俞小鼎, 郑永光, 等.京津及邻近地区暖季强对流风暴的气候分布特征.科学通报, 2009, 54(11):1585-1590. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGQX200811014015.htm
    [3] 方宗义, 覃丹宇.暴雨云团的卫星监测和研究进展.应用气象学报, 2006, 17(5):583-593. doi:  10.11898/1001-7313.20060501
    [4] Maddox R A.Meoscale convective complexes.Bull Amer Meteor Soc, 1980, 61(11):1374-1387. doi:  10.1175/1520-0477(1980)061<1374:MCC>2.0.CO;2
    [5] Maddox R A.The Structure and Life-cycle of Midlatitude Mesoscale Convective Complexes.Colorado:Colorado State University, 1981.
    [6] 白洁, 王洪庆, 陶祖钰.GMS卫星红外云图强对流云团的识别与追踪.热带气象学报, 1997, 13(2):158-167. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX702.007.htm
    [7] 费增平, 郑永光, 张炎, 等.基于静止卫星红外云图的MCS普查研究进展及标准修订.应用气象学报, 2008, 19(1):82-90. doi:  10.11898/1001-7313.20080113
    [8] 束宇, 潘益农.红外云图上中尺度对流系统的自动识别.南京大学学报:自然科学版, 2010, 46(3):337-348. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJDZ201003011.htm
    [9] 孙继松, 陶祖钰.强对流天气分析与预报中的若干基本问题.气象, 2012, 38(2):164-173. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201202007.htm
    [10] 郑永光, 陈炯, 陈明轩, 等.北京及周边地区5—8月红外云图亮温的统计学特征及其天气学意义.科学通报, 2007, 52(14):1700-1706. doi:  10.3321/j.issn:0023-074x.2007.14.017
    [11] 郑永光, 陈炯, 朱佩君.中国及周边地区夏季中尺度对流系统分布及其日变化特征.科学通报, 2008, 53(4):471-481. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-BJQX200811001002.htm
    [12] 祁秀香, 郑永光.2007年夏季我国深对流活动时空分布特征.应用气象学报, 2009, 20(3):287-294. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090304&flag=1
    [13] 刘健, 蒋建莹.FY-2C高时间分辨率扫描数据在强对流云团监测中的应用研究.大气科学, 2013, 37(4):873-880. doi:  10.3878/j.issn.1006-9895.2012.12062
    [14] Guo Qiang, Wang Xin.Spatial-response matched filter and its application in radiometric accuracy improvement of FY-2 satellite thermal infrared band.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2015, 53(5):2397-2408. doi:  10.1109/TGRS.2014.2359935
    [15] Guo Qiang, Yang Changjun, Wei Caiying.A new approach to the on-orbit evaluation of point spread function of thermal infrared images with applications to FY-2 satellite products.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2010, 48(3):1598-1612. doi:  10.1109/TGRS.2009.2030330
    [16] Level 2 Combined Radar and Lidar Cloud Scenario Classification Product Process Description and Interface Control Document.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, 2013.
    [17] 何立富, 陈涛, 谌芸, 等.大气探测资料在中尺度暴雨中的分析和应用.应用气象学报, 2006, 17(增刊Ⅰ):88-97. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KJCB201216086.htm
    [18] 钟水新, 王东海, 张人禾, 等.基于CloudSat资料的冷涡对流云带垂直结构特征.应用气象学报, 2011, 22(3):257-264. doi:  10.11898/1001-7313.20110301
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-01
  • 修回日期:  2015-11-26
  • 刊出日期:  2016-01-31

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