《风云气象卫星资料在暴雨监测和预报中应用-国家卫星气象中心》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风云气象卫星资料在暴雨监测和预报中应用-国家卫星气象中心（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2014 年全国气象卫星应用技术交流会风风云云气气象象卫卫星星资资料料 在在暴暴雨雨监监测测和和预预报报中中应应用用武武汉汉中中心心气气象象台台 徐徐双双柱柱2 20 01 14 4 年年 5 5 月月内容一一、引引言言二二、暴暴雨雨云云团团识识别别跟跟踪踪三三、卫卫星星资资料料暴暴雨雨短短时时预预报报四四、卫卫星星云云图图12 小小时时暴暴雨雨预预警警五五、暴暴雨雨卫卫星星监监测测预预报报应应用用平平台台一一、引引 言言随随着着风风云云系系列列气气象象卫卫星星的的发发射射，我我国国的的气气象象卫卫星星遥遥感感技技术术得得到到了了快快速速的的发发展展，自自主主卫卫星星产产品品也也日日益益丰丰富
2、富。武武汉汉中中心心气气象象台台2007-2009 年年通通过过风风云云 3 号号 A 星星的的开开发发与与应应用用项项目目，2009-2012 年年通通过过公公益益性性行行业业科科研研专专项项“卫卫星星云云图图解解译译技技术术研研究究” ，2013 年年以以来来通通过过风风云云三三号号气气象象卫卫星星应应用用系系统统二二期期工工程程应应用用示示范范项项目目等等持持续续性性研研究究工工作作，卫卫星星资资料料的的应应用用水水平平得得到到明明显显的的提提升升。本本文文介介绍绍近近几几年年武武汉汉中中心心气气象象台台利利用用风风云云气气象象卫卫星星资资料料在在暴暴雨雨监监测测预预报报中中应应用用的的
3、研研究究成成果果。二二、暴暴雨雨云云团团识识别别跟跟踪踪1.1 资料 F FY Y3 3A A- -V VI IR RR RD D 红红外外 2 2 通通道道（波波段段范范围围 1 10 0. .3 3- -1 11 1. .3 3 m m ）辐辐射射率率数数据据，分分辨辨率率达达1 1. .1 1 k km m。 F FY Y2 2E E- -红红外外云云图图，格格点点分分辨辨率率5 5 k km m，等等经经纬纬度度投投影影 方方式式。 湖湖北北省省 S SW WA AN N 拼拼图图：M MC CR R、M MT TO OP P、M MV VI IL L，格格点点分分辨辨率率 1 1 k
4、 km m 。 湖湖北北省省加加密密雨雨量量站站小小时时降降水水资资料料。 云云团团识识别别区区域域为为长长江江中中上上游游地地区区，范范围围1 10 00 0- -1 12 20 0E E ，2 25 5- -3 37 7. .5 5N N。N37.5N25 E100 E120 1.2 云团识别云云团团形形状状描描叙叙方方式式 Freeman 链链码码表表示示轮轮廓廓作作用用：计计算算云云团团的的几几何何参参数数（如如椭椭圆圆参参数数）及及保保存存外外形形 。多阈值法分离粘连云团第第一一阈阈值值识识别别云云团团区区域域NO下下一一温温度度阈阈 值值结结束束 -40YES云云团团中中心心区区域
5、域识识别别云云团团中中心心区区域域和和上上一一级级 别别云云团团区区域域扩扩展展-50云团1-55云团2粘连云团：包含多亮温中心的云团云云团团边边界界相相交交检检测测云云团团面面积积过过滤滤多阈值法识别云团算法流程图1.3 云团跟踪 云云团团跟跟踪踪实实现现对对不不同同时时次次云云图图中中同同一一云云团团识识别别。 采采用用面面 积积 重重 叠叠 法法，即即相相邻邻时时次次内内两两个个云云团团的的重重叠叠程程度度越越大大，则则为为同同一一云云团团的的可可能能性性越越高高，同同一一云云团团所所对对应应的的重重叠叠程程度度最最大大。1.3云团跟踪TT+1TT+1TT+1云云团团匹匹配配云云团团分分
6、裂裂云云团团跟跟踪踪示示意意图图云云团团合合并并1.4 云团参数计算几几何何参参数数:AAA以以 Freeman 链链码码表表示示的的云云团团轮轮廓廓。椭椭圆圆参参数数，包包括括中中心心位位置置、长长半半轴轴长长度度、短短半半轴轴长长度度及及长长半半轴轴旋旋转转角角度度。云云团团质质心心位位置置，以以亮亮温温值值为为权权重重的的中中心心。1.4 云团参数计算物物理理量量参参数数:AAAAA云云团团面面积积。移移动动矢矢（移移向向、移移速速） 。根根据据云云团团历历史史移移动动路路径径，采采用用最最小小二二乘乘法法计计算算得得出出。平平均均亮亮温温、最最低低亮亮温温、平平均均亮亮温温变变率率、最
7、最低低亮亮温温变变率率 。最最大大 MCR、MTOP、MVIL。过过程程最最大大降降雨雨量量、过过程程平平均均降降雨雨量量、1 小小时时最最大大降降雨雨量量、1 小小时时平平均均降降雨雨量量。1.4 云团参数计算 过过程程最最大大降降雨雨量量定定义义为为云云团团在在最最近近时时次次经经过过雨雨量量站站点点所所产产生生的的最最大大降降雨雨。过过程程时时间间：至至少少有有一一个个格格点点能能代代表表云云团团从从开开 始始抵抵达达到到离离开开的的时时间间。雨雨量量站站点点：云云团团在在过过程程时时间间内内经经过过的的站站点点。最最大大降降雨雨量量：所所有有站站点点降降雨雨量量的的最最大大值值。YY移
8、移动动矢矢t0 blaXXt0-t云云团团降降水水过过程程时时间间的的计计算算示示意意图图1.5 云团临近预报 根根据据当当前前云云团团移移动动矢矢，假假定定云云团团形形状状不不变变，采采用用线线性性外外推推法法，分分别别预预报报未未来来1、2、3 小小时时的的位位置置。 根根据据当当前前云云团团过过去去1 小小时时最最大大（平平均均）降降水水量量，采采用用线线性性外外推推法法，分分别别预预报报未未来来1、2、3 小小时时的的累累积积降降水水量量。1.6 实例分析 2013 年 7 月 20 日江汉平原暴雨云团特征50mm100mm1 1. .6 6. .1 1 暴暴雨雨云云团团特特征征201
9、3 年 7 月 20 日 21 时云团识别初始暴雨云团减弱暴雨云团未识别出的云团暴雨云团跟踪异常路径 移动路径（a a）05:0005:00（b b）06:0006:00 云云团团分分裂裂1 12（c c）07:0007:00云云团团分分裂裂（d d）07:3007:30212313（d d）08:0008:00云云团团分分裂裂26未未识识别别出出粘粘连连云云团团351云团分裂现象识别亮温（）面积（Km2）雨量(mm)最低平均亮温-30 -35 2013-2013-2013-2013-2013-2013-2013-40 7-207-207-217-217-217-217-21 21:0023:
10、001:002:004:006:007:30-45 -50-55-60-65-7016000014000012000010000080000 6000040000200000云团面积云团面积分裂-75 -80 时间云团逐时最大降雨量100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0分裂2013- 2013- 2013- 2013- 2013- 2013- 2013- 7-20 7-20 7-21 7-21 7-21 7-21 7-21 21:00 23:00 1:00 2:00 4:00 6:00 7:30 时间2013- 7-20 21:002013- 7-20 23:0020
11、13- 7-21 1:002013- 2013- 7-21 7-21 2:00 4:002013- 7-21 6:002013- 7-21 7:30 时间1.6.2 暴雨云团的雷达回波特征强降水回波：带状混合型降水 CR:45-55 dBz，VIL:5-15 kg/m2经过统计分析得到： 系统能正确识别出范围较大对流云团。 系统能正确跟踪单个云团和识别云团分裂。 云团变化趋势：亮温先降低再上升，面积先增后降。云团 分裂加剧亮温、面积变化。 云顶最低亮温低于-50。 云团面积在最低亮温达到峰值之后维持增加趋势。 强降水呈双峰分布，最强降水集中在云团发展阶段。1 1. .7 7 暴暴雨雨云云团团特
12、特征征统统计计分分析析0.60.50.450-59mm60-69mm暴雨云团最 低亮温概率0.370-79mm80-89mm呈单峰分布，0.20.1090-99mm100-109mm110-119mm120-199mm-60 70 出现的概率 最大。-50-60-70-80-90-100三三、卫卫星星资资料料暴暴雨雨短短时时预预报报利用 FY-3A/B 提供的相应时次高分辨率微波湿度计产品、风云系列气象卫星多通道探测资料、卫星气象中心下发的相关导出产品、以及欧洲中心细网格模式预报相应预报时段的物理量产品，用“配料法”思想建立06小时暴雨短时预报模型。每日提供4 次长江中游06 小时（北京时02
13、 时、08 时、14 时、20 时）分县点对点06 小时暴雨以上量级短时预报产品。暴雨短时定量落区预报流程微波湿度计产品hs1：第1 通道亮温（水平极化） ，用来探测云中含水量和强降雨、卷云等 大气参数。 hs2：第2 通道亮温（垂直极化）,同上 hs3：第3 通道亮温，主要探测400hPa 的大气水汽分布特征。 hs4：第4 通道亮温，主要探测600hPa 的大气水汽分布特征。 hs5：第5 通道亮温，主要探测800hPa 的大气水汽分布特征。 ave=（hs1+hs2）/2：极化均值 hv=hs2-hs1：极化差 hv1=hs2/hs1：极化比 Pct=（1+a）*hs1-a*hs2 ：极
14、化修正亮温，a=0.8181 hs34=hs3-hs4: 3、4 通道亮温差 hs35=hs3-hs5: 3、5 通道亮温差 hs45=hs4-hs5: 4、5 通道亮温差 sdl：深对流分布，深对流结构判识算法如下 hs3-hs40.05， hs3-hs50.05，hs4-hs50.05红外辐射计产品virr4：FY3B 4 通道亮温，相当于Fy2E 红外 1 通道亮温数据。virr5：FY3B 5 通道亮温，相当于Fy2E 红外 2 通道亮温数据。中分辨率光谱成像仪产品配配料料因因子子的的选选取取微波湿度计资料分析个例分析1-2013071702（微波湿度计通道产品）17 日02-08 时
15、加密自动站降水实况17 日01 时05 分微波湿度计1 通道亮温hs117 日01 时05 分微波湿度计2 通道亮温hs23332313010911011111211311411511617 日01 时05 分微波湿度计3 通道亮温hs317 日01 时05 分微波湿度计4 通道亮温hs417 日01 时05 分微波湿度计5 通道亮温hs5微波湿度计15 通道亮温：与 6 小时暴雨落区吻合较好个例分析1-2013071702（微波湿度计通道计算产品）17 日02 时-08 时加密自动站降水实况17 日01 时05 分微波湿度计极化均值ave17 日01 时05 分微波湿度计深对流分布sdl33
16、32313010911011111211311411511617 日01 时05 分微波湿度计极化比hv117 日01 时05 分微波湿度计极化差hv17 日01 时05 分微波湿度计极化修正亮温pct微波湿度计极化均值、极化修正亮温与6 小时暴雨落区吻合较好；极化比和极 化差在暴雨落区附近分别出现了大、小值中心对，更好的标识短时暴雨区。33323130109110111112113114115116个例分析1-2013071702（微波湿度计通道计算产品）17 日02 时-08 时加密自动站降水实况17 日01 时05 分微波湿度计4、5 通道亮温差17 日01 时05 分微波湿度计3、5 通道亮温差17 日01 时05 分微波湿度计3、4 通道亮温差个例分析2-201205072
