气象卫星微波大气遥感

目录
丛书序
前言
第1章 气象卫星微波大气遥感简介 1
1.1 风云三号气象卫星大气探测系统发展历程 1
1.2 风云三号气象卫星微波成像仪发展历程 4
1.3 风云三号气象卫星微波载荷性能指标简介 6
1.3.1 风云三号微波温度计 7
1.3.2 风云三号微波湿度计 9
1.3.3 风云三号微波成像仪 11
1.4 当代国外气象应用卫星代表性微波载荷简介 12
1.4.1 先进微波扫描辐射计(AMSR-E/AMSR-2) 14
1.4.2 先进技术微波探测器(ATMS) 15
1.4.3 微波临边探测器(MLS) 16
1.4.4 全球降水测量计划微波成像仪(GMI) 17
参考文献 18
第2章 气象卫星微波辐射传输计算 20
2.1 分子大气对微波辐射的吸收 20
2.2 微波辐射的精确计算 22
2.2.1 矢量离散纵坐标辐射传输模式(VDISORT) 22
2.2.2 LIEBE/毫米波传输模型 25
2.2.3 MONORTM模式 39
2.3 微波辐射的快速计算 40
2.3.1 快速透过率计算 40
2.3.2 回归方程解 41
2.3.3 RTTOV 42
2.3.4 CRTM 46
2.4 微波地表发射率计算 48
2.4.1 陆表微波辐射特性 48
2.4.2 海表微波辐射特性 51
2.4.3 植被对地表微波辐射特性影响分析 52
2.4.4 地表粗糙度对地表微波辐射特性影响分析 53
2.4.5 地表微波辐射随观测角度的变化 54
2.5 云雨大气微波散射计算 55
2.5.1 云雾、降水对微波辐射的衰减 55
2.5.2 云雨大气快速微波散射辐射计算 57
参考文献 59
第3章 静止轨道微波大气探测仿真分析 62
3.1 静止轨道微波大气探测需求分析 63
3.1.1 天气分析技术发展对静止轨道微波大气探测的需求 63
3.1.2 数值天气预报技术发展对静止轨道微波探测的需求 65
3.1.3 世界气象监视网对静止轨道微波探测需求 66
3.1.4 探测台风降水对静止轨道微波资料空间分辨率需求 68
3.1.5 探测台风降水对静止轨道微波资料时间分辨率需求 70
3.2 静止轨道微波探测频点选择的仿真分析 71
3.2.1 大气吸收线分析 71
3.2.2 吸收线频点特性分析 72
3.3 载荷双边带参数设计仿真分析 74
3.3.1 边带中心频点设计仿真分析 75
3.3.2 带宽设计仿真分析 75
3.4 探测敏感度指标设计仿真分析 77
3.4.1 仿真基础数据及模型 78
3.4.2 大气上界微波辐射对大气温度结构的敏感性分析 79
3.4.3 大气上界微波辐射对大气水汽结构的敏感性分析 83
3.4.4 大气上界微波辐射对大气水凝物的敏感性分析 86
3.5 空间分辨率对静止轨道微波探测影响的仿真分析 92
3.5.1 水平空间分辨率对于大气温湿廓线探测精度的影响 92
3.5.2 水平空间分辨率对积云和层云降水测量结果的影响 93
3.5.3 水平空间分辨率对热带气旋不同云区降水测量结果的影响分析 98
3.6 扫描角对静止轨道微波探测影响的仿真分析 102
3.6.1 天线扫描方式分析 102
3.6.2 视场空间一致性分析 103
3.6.3 探测高度影响分析 104
3.7 静止轨道微波大气参数反演仿真分析 108
3.7.1 大气参数反演仿真模拟分析基础 108
3.7.2 大气参数反演仿真模拟分析 109
参考文献 111
第4章 气象卫星微波大气参数反演 114
4.1 卫星大气参数反演方法 115
4.1.1 多源卫星数据融合 115
4.1.2 卫星资料质控与检测 117
4.1.3 卫星资料大气廓线反演的统计方法 121
4.1.4 卫星资料大气廓线反演的物理方法 123
4.2 风云三号资料大气温湿廓线反演 131
4.2.1 VASS数据融合 131
4.2.2 FY-3A大气温湿廓线反演分析 132
4.2.3 FY-3C大气温湿廓线反演 136
参考文献 143
第5章 大气降水参数的被动微波遥感原理与应用 147
5.1 微波遥感降水的方法及发展现状 147
5.1.1 微波遥感降水的方法及发展现状 147
5.1.2 微波遥感降水廓线的技术方法 149
5.2 基于星载微波辐射计数据的降水反演原理 151
5.3 FY-3Ｂ微波成像仪降水反演方法 155
5.3.1 MWRI微波成像仪降水反演技术流程 155
5.3.2 MWRI降水反演结果与NSIDC降水产品的对比分析 156
5.3.3 MWRI与TRMM PR降雨产品的对比分析 161
5.4 FY-3C微波探测仪降水反演方法 163
5.4.1 多元线性回归反演算法原理 163
5.4.2 BP神经网络反演算法原理 165
5.4.3 台风降水反演研究 166
5.5 主被动微波遥感器数据结合的微波降水遥感方法 169
5.5.1 MWRI GPROF物理算法流程 169
5.5.2 FY-3B MWRI观测亮温校准 171
5.5.3 MWRI GPROF热带气旋降水反演结果分析 172
5.6 FY-3C／MWRI业务降水反演算法 181
5.6.1 构建亮温-降水先验数据集 182
5.6.2 降雨判识 182
5.6.3 降雨估计 183
5.6.4 降雨业务反演总体流程 183
5.6.5 业务反演产品及结果检验 184
5.7 大气可降水反演算法及验证 188
5.7.1 FY-3C微波大气可降水产品反演算法 188
5.7.2 FY-3C微波大气可降水产品及检验 189
参考文献 193
第6章 星载微波热带气旋遥感研究 197
6.1 热带气旋结构 197
6.2 微波遥感热带气旋发展 199
6.2.1 微波遥感热带气旋的热力结构 200
6.2.2 微波监测热带气旋的云雨结构 202
6.2.3 主动微波探测在热带气旋监测中的应用 204
6.3 热带气旋结构模拟与观测 205
6.3.1 热带气旋(飓风)热力结构的模拟分析 205
6.3.2 热带气旋云雨结构的模拟与观测分析 212
6.4 AMSU反演热带气旋中心海平面气压的算法与应用研究 226
6.4.1 热带气旋中心地面气压方程 226
6.4.2 热带气旋中心海平面气压反演方法 227
6.4.3 热带气旋中心海平面气压模拟反演试验 228
6.4.4 西北太平洋热带气旋中心海平面气压反演试验 229
6.5 AMSU在热带气旋环境场水汽分析中的应用研究 232
6.5.1 AMSU观测对大气水汽及云水含量的敏感性分析 233
6.5.2 AMSU反演大气水汽及云水算法 239
6.5.3 海洋上水汽及云水反演试验 241
6.5.4 AMSU反演台风环境场水汽特征分析中的应用 244
6.6 风云三号MWRI 热带气旋强度估计 248
6.6.1 亮温参数与热带气旋**风速之间的关系 249
6.6.2 台风强度估计算法的建立和结果分析 253
6.6.3 热带气旋强度估计应用分析 255
6.7 风云三号MWTS-II西北太平洋热带气旋强度估计 257
6.7.1 数据来源及处理 258
6.7.2 热带气旋暖核结构特征 259
6.7.3 热带气旋中心增暖与热带气旋强度的相关性 261
6.7.4 热带气旋强度估计应用与分析 262
参考文献 265
第7章 气象卫星微波资料在数值预报中的同化应用 270
7.1 微波资料同化方法 272
7.1.1 变分同化框架 272
7.1.2 微波资料的质量控制 274
7.2 风云三号MWTS资料同化对台风路径预报的影响 276
7.2.1 MWTS仪器和观测特征 276
7.2.2 利用VIRR云检测实现MWTS像元的降水检测 278
7.2.3 VIRR匹配降水检测对通道观测模拟偏差的影响 280
7.2.4 MWTSⅡ资料同化对台风分析和预报的影响 282
7.3 风云三号微波温度探测资料同化对全球数值预报的影响 283
7.3.1 MWHSⅡ降水检测产品 284
7.3.2 同化系统对观测资料偏差订正的效果 284
7.3.3 MWTSⅡ辐射率资料质量控制 285
7.3.4 降水检测前后卫星观测资料的O-A及标准偏差 287
7.4 风云三号微波温度计资料应用的新方法 291
7.4.1 全天的快速辐射传输计算 292
7.4.2 像元面积融合方法 293
7.4.3 辐射传输模式对云水分布的敏感性分析 294
7.4.4 不同云高对透过率的影响 295
7.4.5 利用云水垂直分布对正演精度的影响建立质控查找表 296
7.4.6 试验与结论 296
7.5 风云三号微波湿度计探测资料全球数值预报同化应用 303
7.5.1 辐射偏差随角度变化的变化特征分析 304
7.5.2 资料辐射偏差订正 305
7.5.3 同化效果分析 307
7.6 小结 311
参考文献 312
第8章 风云三号气象卫星微波载荷辐射定标 315
8.1 发射前真空定标 316
8.1.1 风云三号A星微波湿度计真空定标试验简介 318
8.1.2 主探测频点(183 GHz)真空试验数据分析 319
8.1.3 真空定标试验不确定性分析 322
8.2 在轨星上业务辐射定标 323
8.2.1 在轨星上业务辐射定标技术流程 323
8.2.2 辐射定标基础数据质量检验控制原理 325
8.2.3 地气系统目标亮温辐射定标 327
8.2.4 在轨星上业务辐射定标结果分析 329
8.3 综合辐射定标 330
8.3.1 交叉定标原理 330
8.3.2 微波外定标技术 336
8.3.3 观测-背景差分析技术原理 344
8.4 历史数据再定标 347
参考文献 349
英文缩写与中英文对照表 352