利用FY-2C静止卫星资料反演云微物理参数的试验研究

论文摘要

云微物理参数对于气候、天气、环境及人工影响天气等领域的研究具有重要意义。论文基于SBDART辐射传输模式，利用FY-2C静止气象卫星可见光、红外1和中红外通道资料，根据“云在非吸收的可见光波段，反射函数主要是云光学厚度的函数，在吸收的近红外波段，反射函数主要是云粒子大小的函数”的原理，反演了云粒子有效半径和云光学厚度，并利用这两个反演的微物理参数计算了液水路径，发展了适用于我国的实时可业务化运行的云微物理参数产品。论文介绍了主要的反演原理和步骤，分析了除云粒子有效半径和云光学厚度外，对反演结果会产生影响的其它因子的作用（地表反照率、云底高度、太阳天顶角、卫星天顶角、相对方位角等），并有针对性的进行敏感性实验，发现这些因子的影响在一般情况下要小于云粒子有效半径和云光学厚度分别对两通道反射函数的作用。然后，鉴于云微物理参数在人工增雨作业中的应用，选取一次层状云降水过程进行研究，并利用同时次的MODIS资料、雷达资料和Micaps资料对反演结果进行比对和统计检验，发现具有较好的一致性，反演的可行性和可信度较高，并进一步对可能的误差原因进行了分析。最后，通过对海洋和陆地两个不同性质的典型降水个例的反演，比较深入地分析了它们在各自的有效粒子半径图像上的表现特征及其成因。台风是影响我国沿海地区的一种重要的灾害性天气系统，因此，在海洋个例中重点对一台风个例的反演特征进行分析和研究。而陆地降水则选取我国北方一次大面积降水过程进行讨论。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 卫星遥感的特点
• 1.2 反演云的微物理参数的意义
• 1.3 国内外进展
• 第二章 资料介绍
• 2.1 FY-2C 卫星资料介绍
• 2.2 MICAPS 系统资料介绍
• 2.3 雷达资料介绍
• 2.4 MODIS 资料介绍
• 第三章 反演方法
• 3.1 背景知识介绍
• 3.1.1 辐射的定律之一——普朗克定律
• 3.1.2 遥感反演简介
• 3.1.3 水云的微物理特性
• 3.1.4 水云的吸收系数和光学厚度
• 3.2 计算原理
• 3.2.1 云层的反射函数
• 3.2.2 考虑到地表面反射后的云层的反射和透射函数
• 3.2.3 云光学厚度的确定
• 3.2.4 有效粒子半径的确定
• 3.2.5 液水路径的确定
• 第四章 模式 SBDART 介绍
• 4.1 SBDART 模式的基本假定
• 4.2 SBDART 模式的功能
• 第五章 敏感性分析
• 5.1 双通道的反射函数对云光学厚度和云粒子有效半径的敏感性
• 5.2 双通道反射函数对散射几何（太阳天顶角、卫星天顶角、相对方位角）的敏感性
• 5.3 双通道反射函数对地表类型、云底高度及大气模式的敏感性
• 5.4 小结
• 第六章 反演流程
• 第七章 一次层状云降水过程的反演试验及验证
• 7.1 预判断分析
• 7.2 反演及对比验证
• 第八章 一次台风个例和北方大面积降水的反演结果对比分析
• 8.1 海洋上空典型降水
• 8.2 陆地上空典型降水
• 第九章 总结、讨论与展望
• 9.1 总结
• 9.2 讨论
• 9.3 展望
• 参考文献
• 致谢