基于FY-2F卫星数据研究对流初生的云顶物理量特征
发布时间：2022-01-23 21:42
基于FY-2F静止气象卫星提供的2015年5-9月的高分辨率数据,通过识别与追踪对流云团,研究与分析对流初生（Convective Initiation,CI）阶段的云顶物理量特征。通过筛选、修改卫星对流分析与追踪方法（SATellite Convection AnaylSis and Tracking,简称SATCAST方法）的指标和阈值,对CI进行识别,并在此基础上,添加云像素滤波方法。在连续的卫星图像上,根据相邻时次卫星云图中CI的位移距离,来追踪CI的发展。在识别和追踪对流云团的基础上,使用温度阈值法识别出深、浅对流后,分析和比较了深、浅对流在CI至发展阶段中云顶高度、云顶快速降温率CTC（Cloud Top Cooling rate）以及多通道差值等云顶物理量特征的变化异同。基于CI阶段深、浅对流的CTC最低值的差异,对深、浅进行预警试验。在选取适当对流面积阈值的基础上,研究并分析了对流云团的面积变化特征,根据面积变化特征,得到面积拟合函数并分析函数中各参数的意义。以下为主要结论:（1）在使用修改的SATCAS方法识别CI的基础上,通过云像素滤波方法,可以剔除大部分由水平移动...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＲＤＴ对流识别方法示意图［５５］??此外，美国利用静止气象卫星云图对Ｃｌ进行检测的方法主要有：美国阿拉巴马大??
而面积重叠法其核心是，在相邻时刻的卫星云图中分别识别出对流云团，若下一??刻时刻识别出的对流云团与上一个时刻识别出的对流云团存在重叠面积，且重叠面积达??到一定程度，则认为这两个是同一个对流云团。因此重叠面积的阈值选择十分关键，不??同大小、形状的对流云团，阈值选择均有不同。图３．３为基于３０?ｍｉｎ卫星图像上不同椭??圆率、大小的对流云团在面积重叠法中对重叠面积率的最低要求，图中纵坐标为面积重??叠率（面积重叠率＝重叠面积／前一时刻对流云面积），横坐标为对流云团的大小（单位??为像元数），不同的曲线表示椭圆率不同。从图中可以看到，椭圆率相同的对流云，其??面积越大，则对重叠面积率要求越高；而面积相同，椭圆率不同的曲线，椭圆率越大，??即对流云团形状越扁，对重叠面积率的要求也越高。同时，随着卫星技术的发展，时间??分辨率的提高，对流云团在相邻时间间隔内的水平位移相对较小，为面积重叠法提供了??很大的使用空间。在面积重叠法的算法中，若目标对流云团移动速度较快或相邻时次的??时间间隔过长，那么有可能会存在目标对流云团面积无重叠部分的情况，这是面积重叠??法的局限性。??８０％，?：???
?分别位于江浙皖、湘西和川渝黔等地区，通过改良后的ＳＡＴＣＡＳＴ方法识别出的ＣＩ?（图??３．２ａ中红色像元区）大多分布在上述三片云区周围。图３．２ｂ为该时刻对ＣＩ进一步判识??后，剔除了由于云的水平移动而引起的识别误差后的结果。与图３．２ａ相比，图３．２ｂ中??剔除了大部分云区周围由于云的水平移动而引起的ＣＩ误判区域，保留了由于云的垂直??上升运动而产生的ＣＩ。采用以ＩＲ１值＜２４１?（＜２２１）?Ｋ作为浅（深）对流的识别标准，??图３．２ｃ为ｌｈ后卫星云图，可见深对流区域（红色）分别在苏北和皖南、湘西南及渝黔??交界处等地。对比图３．２ｂ和图ｌｃ可见，ｌｈ后有四个新生对流区（图３．２ｃ中红色圈所??圈的区域）与图３．２ｂ中识别出的可能出现ＣＩ的区域（图ｌｂ中红色像元区）相对应。由??此可见，在ＳＡＴＣＡＳＴ方法的基础上，进行云像素滤波处理，可以在识别出ＣＩ的基础??上，滤去大部分虚假的ＣＩ预警。??３５Ｎ?－ｉ??１００Ｅ?１０５Ｅ?１１０Ｅ
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用FY-2E红外和水汽波段对强对流云团的识别和演变研究[J]. 肖笑,魏鸣. 大气科学学报. 2018(01)
[2]山东省初秋一次大范围强对流过程落区和抬升触发机制分析[J]. 侯淑梅,王秀明,尉英华,李婕,张骞,谷山青. 气象. 2018(01)
[3]“5·6”四川盆地对流云团特征及触发机制[J]. 张琪,任景轩,肖递祥,康岚. 气象. 2017(12)
[4]福建春季西南急流暖湿强迫背景下的强对流天气流型配置及环境条件分析[J]. 冯晋勤,俞小鼎,蔡菁,赖巧珍. 气象. 2017(11)
[5]基于卫星和雷达资料的对流云团识别跟踪[J]. 张春桂,周乐照,林炳青. 气象科技. 2017(03)
[6]一次强降水过程涡旋状MCS结构特征及成因初步分析[J]. 吴涛,张家国,牛奔. 气象. 2017(05)
[7]利用FY-2F数据检测快速发展对流[J]. 汪柏阳,覃丹宇,刘传才. 遥感学报. 2015(05)
[8]风云静止与极轨卫星产品在湖北暴雨监测和预报方法中的应用研究[J]. 徐双柱,吴涛,张萍萍,王继竹,董良鹏. 气象. 2015(09)
[9]气象卫星发展历程和启示[J]. 方宗义. 气象科技进展. 2014(06)
[10]基于交叉相关法的风暴体追踪外推算法[J]. 王龙,王萍. 计算机应用. 2014(S1)
博士论文
[1]对流云合并的卫星雷达观测研究[D]. 黄勇.南京信息工程大学 2015
[2]亚洲季风区深对流系统特征及其成因研究[D]. 吴学珂.兰州大学 2014
[3]华南和江淮地区夏季风期间降水和对流的一些统计特征和个例研究[D]. 汪会.中国气象科学研究院 2014
[4]气象卫星遥感云图和水汽图的图像处理及强云团识别[D]. 余远东.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]梅雨锋面对流的动力和微物理特征雷达观测研究[D]. 徐立理.南京大学 2017
[2]基于多通道卫星云图的对流启动监测[D]. 汪柏阳.南京理工大学 2015
[3]融合降水及多种卫星降水产品评估研究[D]. 成璐.南京信息工程大学 2013
[4]静止气象卫星资料的强对流云团的识别与预报研究[D]. 肖笑.南京信息工程大学 2013
[5]暴雨监测分析系统的设计和实现[D]. 苏伟冬.电子科技大学 2010
[6]甘肃省一次强对流天气形成机理的分析和研究[D]. 叶燕华.南京信息工程大学 2005
本文编号：3605198
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＲＤＴ对流识别方法示意图［５５］??此外，美国利用静止气象卫星云图对Ｃｌ进行检测的方法主要有：美国阿拉巴马大??
而面积重叠法其核心是，在相邻时刻的卫星云图中分别识别出对流云团，若下一??刻时刻识别出的对流云团与上一个时刻识别出的对流云团存在重叠面积，且重叠面积达??到一定程度，则认为这两个是同一个对流云团。因此重叠面积的阈值选择十分关键，不??同大小、形状的对流云团，阈值选择均有不同。图３．３为基于３０?ｍｉｎ卫星图像上不同椭??圆率、大小的对流云团在面积重叠法中对重叠面积率的最低要求，图中纵坐标为面积重??叠率（面积重叠率＝重叠面积／前一时刻对流云面积），横坐标为对流云团的大小（单位??为像元数），不同的曲线表示椭圆率不同。从图中可以看到，椭圆率相同的对流云，其??面积越大，则对重叠面积率要求越高；而面积相同，椭圆率不同的曲线，椭圆率越大，??即对流云团形状越扁，对重叠面积率的要求也越高。同时，随着卫星技术的发展，时间??分辨率的提高，对流云团在相邻时间间隔内的水平位移相对较小，为面积重叠法提供了??很大的使用空间。在面积重叠法的算法中，若目标对流云团移动速度较快或相邻时次的??时间间隔过长，那么有可能会存在目标对流云团面积无重叠部分的情况，这是面积重叠??法的局限性。??８０％，?：???
?分别位于江浙皖、湘西和川渝黔等地区，通过改良后的ＳＡＴＣＡＳＴ方法识别出的ＣＩ?（图??３．２ａ中红色像元区）大多分布在上述三片云区周围。图３．２ｂ为该时刻对ＣＩ进一步判识??后，剔除了由于云的水平移动而引起的识别误差后的结果。与图３．２ａ相比，图３．２ｂ中??剔除了大部分云区周围由于云的水平移动而引起的ＣＩ误判区域，保留了由于云的垂直??上升运动而产生的ＣＩ。采用以ＩＲ１值＜２４１?（＜２２１）?Ｋ作为浅（深）对流的识别标准，??图３．２ｃ为ｌｈ后卫星云图，可见深对流区域（红色）分别在苏北和皖南、湘西南及渝黔??交界处等地。对比图３．２ｂ和图ｌｃ可见，ｌｈ后有四个新生对流区（图３．２ｃ中红色圈所??圈的区域）与图３．２ｂ中识别出的可能出现ＣＩ的区域（图ｌｂ中红色像元区）相对应。由??此可见，在ＳＡＴＣＡＳＴ方法的基础上，进行云像素滤波处理，可以在识别出ＣＩ的基础??上，滤去大部分虚假的ＣＩ预警。??３５Ｎ?－ｉ??１００Ｅ?１０５Ｅ?１１０Ｅ
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用FY-2E红外和水汽波段对强对流云团的识别和演变研究[J]. 肖笑,魏鸣. 大气科学学报. 2018(01)
[2]山东省初秋一次大范围强对流过程落区和抬升触发机制分析[J]. 侯淑梅,王秀明,尉英华,李婕,张骞,谷山青. 气象. 2018(01)
[3]“5·6”四川盆地对流云团特征及触发机制[J]. 张琪,任景轩,肖递祥,康岚. 气象. 2017(12)
[4]福建春季西南急流暖湿强迫背景下的强对流天气流型配置及环境条件分析[J]. 冯晋勤,俞小鼎,蔡菁,赖巧珍. 气象. 2017(11)
[5]基于卫星和雷达资料的对流云团识别跟踪[J]. 张春桂,周乐照,林炳青. 气象科技. 2017(03)
[6]一次强降水过程涡旋状MCS结构特征及成因初步分析[J]. 吴涛,张家国,牛奔. 气象. 2017(05)
[7]利用FY-2F数据检测快速发展对流[J]. 汪柏阳,覃丹宇,刘传才. 遥感学报. 2015(05)
[8]风云静止与极轨卫星产品在湖北暴雨监测和预报方法中的应用研究[J]. 徐双柱,吴涛,张萍萍,王继竹,董良鹏. 气象. 2015(09)
[9]气象卫星发展历程和启示[J]. 方宗义. 气象科技进展. 2014(06)
[10]基于交叉相关法的风暴体追踪外推算法[J]. 王龙,王萍. 计算机应用. 2014(S1)
博士论文
[1]对流云合并的卫星雷达观测研究[D]. 黄勇.南京信息工程大学 2015
[2]亚洲季风区深对流系统特征及其成因研究[D]. 吴学珂.兰州大学 2014
[3]华南和江淮地区夏季风期间降水和对流的一些统计特征和个例研究[D]. 汪会.中国气象科学研究院 2014
[4]气象卫星遥感云图和水汽图的图像处理及强云团识别[D]. 余远东.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]梅雨锋面对流的动力和微物理特征雷达观测研究[D]. 徐立理.南京大学 2017
[2]基于多通道卫星云图的对流启动监测[D]. 汪柏阳.南京理工大学 2015
[3]融合降水及多种卫星降水产品评估研究[D]. 成璐.南京信息工程大学 2013
[4]静止气象卫星资料的强对流云团的识别与预报研究[D]. 肖笑.南京信息工程大学 2013
[5]暴雨监测分析系统的设计和实现[D]. 苏伟冬.电子科技大学 2010
[6]甘肃省一次强对流天气形成机理的分析和研究[D]. 叶燕华.南京信息工程大学 2005
本文编号：3605198
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3605198.html
