卫星云参数处理方法与1991年的云气候特征分析.pdfVIP

第5卷 第2期 应 用 气 象学 报 Vol.5,W-2 1994年5月 QUARTERLYJOURNALOFAPPLIEDMETEOROLOGY May1994 卫星云参数处理方法和 1991年的云气候特征分析 方宗义 刘玉洁 朱小祥 (国家卫星气象中心.北京100081) 提 要 参考国际卫星云气候计划和目前出现的几种云参数处理方法[[}lw设计了一种适用于东 亚和热带海洋地区的云参教处理方法，并粉重进行了总云f的反演 处理的资料取自GMS-4 的5·VISSR资料131硬盖范口为50N-305.800-175E.时间为1991年的1,4,7,10四个 月.使用上述方法对卫星资料计算得到了日、旬、月的平均云t.通过与其它资料和处理结果 的对比分析，对处理方法和处理结果的真实性进行了初步检脸.利用1991年4个典型月份的 处理结果，研究了大范围云的季节变化，如赤道辐合带云系和副热带高压少云区的纬向移动， 季风云系的姆发等.研究了一些局地区域云的季节分布;并对处理区城内云t的日变化进行 了研究. 关.询:云参数;云气候.辐合带云系. 1 ql 言 随着卫星气象学的发展和国际卫星云气候计划的出现，作为卫星气象学中重要物理 量之一的云参数的提取，早已引起人们的广泛重视，许多卫星气象工作者在探索云参数处 理方法，并从卫星侧量的辐射值中获取不少有用的云信息[[4][67[6][7].但受卫星资料、辐射传 愉理论和缺少 “真实”云量资料等因素的限制，给卫星云参数处理方法的优化和改进造成 了很大困难.到目前为止，我国利用静止气象卫星资料对大范围的云参数提取LJ乎还是空 白，云量在气候方面的应用研究更是如此，远远落后于国外对这些方面的研究.为此，我们 按照国际卫星云气候计划的国内卫星气象学发展的要求，设计了一种较为简单的类似于 红外阂值方法的云参数处理方法，对云参数的提取和应用研究进行初步尝试，为以后对云 参数的处理和它在气候方面的应用研究打下基础. 1992年11月23日收到.1993年 ‘月11日收到修改稿 一 143一 应 用 气 象 学 报 5卷 z 云参数处理方法和计算过程 通常的云参数处理方法有二种类型，即闹值法和统计法.处理过程一般包括云检测和 云分析两个步骤 云检测是把卫星观测到的辐射值进行区分，判断是睛空辐射还是云辐 射.云分析则由卫星测得的辐射值对云特性进行定量确定.考虑到国家卫星气象中心目前 拥有的资料情况，我们设计了一种对云参数的总云量(即云筱盖率)进行计算的试验方法. 此方法以红外资料为主，这样有利于得到云量反演结果的一致性和云量日变化的研究.红 外图像资料中的每个象元，由下列判别式确定该象元是否有云.当TT,一△T时，认为 此象元有云;当T妻T:一△T时，认为此象元无云.式中，T为卫星红外云图资料中该象 元所对应的亮度温度,T:为该象元的睛空亮温，△T为亮温闹值变量.睛空亮温资料由连 续十天中每日对应的相同时次红外资料取其亮温极大值来得到.亮温用值变量由不同的 QT值试验，并把试验结果与可见光资料反复比较得到.结果表明:在陆地上△T值取6K 和洋面上△T值取5-5K左右比较合适.对个别有特殊天气系统的图像，如冷锋过境等， 局部图像区域QT值应当提高，具体大小视冷锋的强弱而定.云筱盖率由有云象元之和给 出.此方法隐含了云顶温度低于下垫面睛空亮度的假设，并假设每个象元被云充满. 为了研究云量的季节分布、变化、局部区域云系的特征、日变化等，我们提取资料的分 辨率为lOkm,砚盖范围为50N-300S,800-1750E,共取了1991年1,4,7,10四个月的 GMS-4的SVISSR资料，分别代表冬、春、夏、秋4个季节.每月各取