發(fā)布時間：2020-10-26 06:05

　　 HY-2衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了全天時、全天候、高精度對海面風(fēng)場要素的觀測,為氣象科學(xué)、海洋科學(xué)的研究與應(yīng)用以及全球氣候變化分析提供了大量的近海面環(huán)流觀測反演數(shù)據(jù)。通過對衛(wèi)星資料進(jìn)行融合處理,可獲得規(guī)范化的區(qū)域再分析資料,是高效使用HY-2衛(wèi)星觀測的海面風(fēng)場資料(sea surface wind, SSW)的重要方式和充分利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的一種趨勢。本文運(yùn)用NOAA (The National Oceanic and Atmospheric Administration)下屬ESRL實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的局地分析與預(yù)報(bào)系統(tǒng)LAPS (Local Analysis and Prediction System),研究HY-2衛(wèi)星SSW資料在LAPS系統(tǒng)中的融合及產(chǎn)品應(yīng)用。LAPS系統(tǒng)對數(shù)據(jù)融合過程中,具有對分析要素的時空協(xié)調(diào)以及不同要素間的相互協(xié)調(diào)進(jìn)行質(zhì)量控制,使氣象要素滿足環(huán)境演變規(guī)律的優(yōu)勢。為了衛(wèi)星反演資料的觀測信息能在融合分析場中更好地表現(xiàn)出來,需要選取合適的系統(tǒng)輸入接口將衛(wèi)星SSW資料輸入LAPS系統(tǒng),從而進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。本文分別測試?yán)�用LAPS系統(tǒng)地面分析模塊和風(fēng)分析模塊進(jìn)行SSW融合分析。經(jīng)多重檢驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)等分析,結(jié)果表明,LAPS多源數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)可用于HY-2衛(wèi)星的SSW的數(shù)據(jù)融合,而且LAPS系統(tǒng)地面分析模塊融合SSW比通過云導(dǎo)風(fēng)分析模塊融合SSW數(shù)據(jù)效果更理想。為了保障衛(wèi)星反演SSW在輸入LAPS系統(tǒng)后的數(shù)據(jù)質(zhì)量,對反演的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后,再經(jīng)接口將數(shù)據(jù)輸入LAPS系統(tǒng)。資料預(yù)處理過程包括對HY-2衛(wèi)星海面風(fēng)場反演數(shù)據(jù)經(jīng)異常值剔除、衛(wèi)星軌道坐標(biāo)網(wǎng)格處理、衛(wèi)星數(shù)據(jù)平滑濾波等幾項(xiàng)預(yù)處理步驟。經(jīng)檢驗(yàn),此類預(yù)處理是必要的,可以修訂衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)的固有偏差和濾除衛(wèi)星精細(xì)化掃描攜帶的噪音,更恰當(dāng)?shù)仫@示衛(wèi)星對近海面風(fēng)場的精細(xì)化描述。交叉驗(yàn)證的結(jié)果顯示,經(jīng)預(yù)處理后的衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)在LAPS的分析場中能夠有效保留原始反演數(shù)據(jù)中的重要精細(xì)化信息。通過LAPS地面分析模塊融合衛(wèi)星SSW,所獲得的融合后區(qū)域近海面風(fēng)場,分別應(yīng)用于對臺風(fēng)“蘇力”、海面高壓、海上輻合線的海面風(fēng)場分析。結(jié)果表明衛(wèi)星反演SSW的LAPS融合風(fēng)場,對海上臺風(fēng)、海上高壓、輻合中心的海面風(fēng)場的中尺度結(jié)構(gòu)特征提供了更為細(xì)致和定量化的描述。尤其是LAPS融合產(chǎn)品改善了因衛(wèi)星軌道時間變化造成的衛(wèi)星掃描區(qū)相對任意固定區(qū)域,其空間覆蓋率在時空上的多變性；并對海上天氣系統(tǒng)的時間演變過程提供加密步長的多時刻展現(xiàn),對系統(tǒng)的時間演變規(guī)律有較好的參考意義。LAPS融合系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)坐標(biāo)格式更適合常規(guī)海洋預(yù)報(bào)和研究,提供了可進(jìn)行物理量診斷計(jì)算的經(jīng)緯度網(wǎng)格區(qū)域場,滿足了現(xiàn)代專業(yè)分析和研究對時空精細(xì)化實(shí)況資料的要求。將衛(wèi)星反演的SSW數(shù)據(jù)進(jìn)行LAPS系統(tǒng)融合,獲得的融合產(chǎn)品SSW的分析場,能夠更細(xì)致地描述海面風(fēng)場的中尺度結(jié)構(gòu)特征以及時間演變特征,為充分及時地使用衛(wèi)星SSW和更有效地提取衛(wèi)星資料精細(xì)化信息提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P412.27
【部分圖文】：

背景場（數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品）基礎(chǔ)上采用距離權(quán)重插值將多源觀測數(shù)據(jù)融合，??得到規(guī)范化經(jīng)紳度網(wǎng)格點(diǎn)要素值，并對溫、壓、風(fēng)關(guān)系采用三維變分進(jìn)行約束，??對垂直水汽分布采用一維變分進(jìn)行約束等。圖２－１總結(jié)了?ＬＡＰＳ系統(tǒng)融合過程??中的邏輯數(shù)掘流，包括四層過程：源數(shù)據(jù)（第一層）通過程序格式化（第二層）??用于ＬＡＰＳ；程序產(chǎn)生的中間文件（第Ｈ層）為適合ＬＡＰＳ分析（第四層）的格??式。??１２??

３．３．２融合方案設(shè)計(jì)??融合試驗(yàn)區(qū)域位于西北太平洋海域，區(qū)域中必經(jīng)韓度為（２２．５°?Ｎ，１３１。Ｅ），??ＬＡＰＳ系統(tǒng)分析網(wǎng)格采用Ｌａｍｂｅｒｔ投影，對衛(wèi)星海面風(fēng)資料（圖３－１）進(jìn)行融合??試驗(yàn)，方案設(shè)計(jì)如表３－１。??＾該竣?！黃島毎該詞??扛乳｜＃＃１送伊’??１２０Ｅ?１?如Ｅ?１４０Ｅ?１２０Ｅ?１３０Ｅ?１４０Ｅ??ｍｍｍｍ?ｍａｍｕｍ??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?ｉａ?２０?巧?２４?２６?２８?３０??圖３－１?２０１３年７月１３日海洋－：號衛(wèi)雖觀測的海面風(fēng)場??（ａ為升軌觀測，ｂ為降軌觀測；單位：ｍ／ｓ）??為了檢驗(yàn)ＨＹ－２衛(wèi)星海面風(fēng)場資料（ＳＳＷ）在ＬＡＰＳ系統(tǒng)不同融合模塊中的??融合效果，分為蘭種融合方案進(jìn)行融合試驗(yàn)：只有ＧＦＳ背景場的ＬＡＰＳ分析、??既有�。颖尘皥鲇钟械孛婺�塊融合ＳＳＷ的ＬＡＰＳ分析和既有邱Ｓ背景場又有??云導(dǎo)風(fēng)模塊飄合ＳＳＷ的ＬＡＰＳ分析。用Ｌ：ａ寸論在背景場的基礎(chǔ)上，通過不同分??析模塊融合ＳＳＷ，ＬＡＰＳ分析場對背景場的改善效果。另外，每種融合方案分??別采用５ｋｍ、１０ｋｍ、２５ｋｍ?Ｈ種水平分辨率的分析網(wǎng)格，探究不同分辨率情況??下，衛(wèi)星ＳＳＷ在分析場中的表現(xiàn)。??２３??

圖３－２?ＬＡＰＳ分析０９時（ＵＴＣ）的海面風(fēng)場??（ａ－ｃ分別為５虹１、１０ｋｍ、２５ｋｍ的分辨率，１－３分別為融合方案一至方案蘭：單位：ｍ／ｓ）??圖３－１為海洋１１號丑星觀測的西北太平洋海面風(fēng)場，該海域海面主要由一??個高皮系統(tǒng)控制，衛(wèi)星升軌觀測時（圖３－ｌａ）可Ｗ看出，２（Ｔ?ＮＷ南海域海面??存在小范圍的風(fēng)速波動（風(fēng)速大于１５ｍ／ｓ）。不同分辨率情況下
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳德文;商少平;商少凌;張文舟;;臺風(fēng)期間臺灣島周邊海域海面風(fēng)場特征的衛(wèi)星遙感研究[J];廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年01期

2 王鐵;;合成孔徑雷達(dá)反演黃海海面風(fēng)場[J];海洋湖沼通報(bào);2007年04期

3 周鑫;丁菊麗;田偉;張帆;;海面風(fēng)場的數(shù)值模擬與反演的研究進(jìn)展[J];廣東氣象;2009年01期

4 韓延磊;李洪平;;遙感資料反演海面風(fēng)場的新方法研究[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2010年07期

5 蔣興偉;宋清濤;;基于微波散射計(jì)觀測的氣候態(tài)海面風(fēng)場和風(fēng)應(yīng)力場[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);2010年06期

6 周凱;陳希;李妍;毛科峰;王樓;陸正民;;兩種海面風(fēng)場的對比及對海浪模擬的影響[J];海洋預(yù)報(bào);2012年03期

7 張曉東;黃健;孫喜艷;黃金霞;鄭延慶;黃海燕;白玉潔;;2009年11月汕尾紅海灣海面風(fēng)場的觀測分析[J];熱帶氣象學(xué)報(bào);2012年03期

8 呂柯偉;胡建宇;楊小怡;;南海及鄰近海域海面風(fēng)場季節(jié)性變化的空間差異[J];熱帶海洋學(xué)報(bào);2012年06期

9 張雷;石漢青;龍智勇;杜華棟;張子楊;;星載合成孔徑雷達(dá)圖像反演海面風(fēng)場方法綜述[J];海洋通報(bào);2012年06期

10 錢志春;;海面風(fēng)場兩層診斷模式試驗(yàn)初步結(jié)果[J];浙江氣象科技;1989年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 馬艷;臺風(fēng)海面風(fēng)場的動力分析、四維同化及數(shù)值試驗(yàn)[D];中國科學(xué)院海洋研究所;2000年

2 馮倩;多傳感器衛(wèi)星海面風(fēng)場遙感研究[D];中國海洋大學(xué);2004年

3 王振占;海面風(fēng)場全極化微波輻射測量[D];中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2005年

4 賈瑞才;基于航海雷達(dá)圖像的海面風(fēng)場反演算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高雅;HY-2衛(wèi)星風(fēng)場資料LAPS系統(tǒng)融合及其應(yīng)用研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 薄文波;渤海海面風(fēng)場數(shù)值模擬與預(yù)報(bào)研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

3 陳德文;臺灣島周邊海域臺風(fēng)海面風(fēng)場及其模型化研究[D];廈門大學(xué);2006年

4 楊亮;基于遙感數(shù)據(jù)的西北太平洋海面風(fēng)場時空特征分析[D];國家海洋局第一海洋研究所;2007年

5 劉宇昕;星載微波散射計(jì)數(shù)據(jù)和數(shù)值模式產(chǎn)品海面風(fēng)場混合分析研究[D];國家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)研究中心;2013年

6 高曉萍;全極化微波輻射計(jì)海面風(fēng)場測量的反演及精度分析[D];華中科技大學(xué);2012年

7 馬艷輝;基于散射計(jì)數(shù)據(jù)的南極周邊海域海面風(fēng)場特征研究[D];中國海洋大學(xué);2013年

8 張毅;L波段SAR海面風(fēng)場反演研究[D];中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2007年

9 徐丹;航海雷達(dá)圖像反演海面風(fēng)場算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

10 王志雄;HY-2A衛(wèi)星微波散射計(jì)海面風(fēng)場反演算法改進(jìn)[D];中國海洋大學(xué);2014年

本文編號：2856608