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中国区域不同被动传感器冰云特性的对比评估

2020-12-08阅读(748)

中国区域不同被动传感器冰云特性的对比评估

论文摘要

冰云的水平分布会影响地球-大气辐射系统,造成辐射收支平衡差异,同时导致区域性环境变化,是理解气候不确定性的主要来源。为了评估不同被动极轨卫星传感器冰云资料差异,找出与冰云实际特征更加接近的产品,提高云区卫星资料利用率,本文选取2013年1月-2015年12月MODIS、AIRS、AIRS/AMSU-A三级产品资料,以DARDAR二级主动产品为参照,以中国陆面及海域冰云特性整体水平迁移变化、小尺度范围数值大小和三年时间段时间规律为研究条件,根据云热力学相态和卫星资料计算得出冰云发生概率、冰云光学厚度、冰云有效粒子半径和冰云云顶温度,对比分析四种资料冰云特性在不同研究条件下的差异,得出如下结论:四种资料的冰云发生概率反演结果都符合中国内陆随纬度增大而增大,海面随纬度增大而减小的趋势。选取MODIS传感器描述中国冰云发生概率的整体变化更合理;在所有中国内陆小尺度区域,AIRS/AMSU-A的数值大小更接近DARDAR资料,对于中国东部海域可以选取MODIS,而南海海域依旧是AIRS/AMSU-A效果更佳;无论是内陆还是海域,冰云发生概率的三年变化、季节规律都宜选取MODIS被动传感器。DARDAR资料反演的中国及周边区域冰云光学厚度在2-8之间,AIRS和AIRS/AMSUA集中在4-6内,MODIS产品大部分在6-16之内,少许甚至达到了20。中国内陆冰云光学厚度呈现南方偏大,北方偏小的特点,且海面平均稍大于陆面。适宜选取AIRS/AMSUA资料描述中国冰云光学厚度整体水平分布;冰云光学厚度小尺度范围数值变化在中国内陆和东部海域,融合微波的AIRS/AMSU-A更接近DARDAR资料,而南海海域则是MODIS更佳;中国区域AIRS和AIRS/AMSU-A资料冰云光学厚度时间变化幅度都过小,在3-5间波动,MODIS传感器更接近主动产品。AIRS、AIRS/AMSU-A和DARDAR资料中国内陆区域冰粒半径变化情况呈南方偏高,北方偏低,MODIS相反呈西南偏小、东北偏大。海域冰粒半径数值比内陆稍小,尤其是南部海域。宜选取AIRS传感器分析中国内陆及海域冰云有效粒子半径的整体分布;在所有小尺度区域内冰粒半径的数值大小研究上,MODIS被动传感器均更贴近主动产品;冰云有效粒子半径时间变化依旧是MODIS传感器最接近主动产品,在中国内陆融合微波技术的AIRS/AMSU-A可以提升红外信号冰粒半径时间规律的反演效果。从中国南海到内陆北部,DARDAR冰云云顶温度呈现先增大后减小的趋势,南海海域较小为210K左右,西南区域、南部、华中等偏大可达245K,内陆北部又偏小为235K左右。全国范围内冰云云顶温度的整体变化选取AIRS传感器更合适;不同小尺度区域数值研究,适宜选取的被动传感器各异:西北、青藏高原、南方、南海海域适宜选取AIRS传感器,而北方、西南、东部海域区域则MODIS更接近DARDAR资料;MODIS适合研究中国区域云顶温度的年变化,分析总体时间趋势,而季节性特征则是AIRS被动传感器效果更佳。

论文目录

  • 中英释义表
  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 前言
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 国内外研究进展
  •     1.2.1 MODIS与其它被动传感器的对比
  •     1.2.2 AIRS与其它被动传感器的对比
  •     1.2.3 AIRS/AMSU-A与其它被动传感器的对比
  •     1.2.4 DARDAR与其它主动传感器的对比
  •   1.3 研究进展不足之处
  •   1.4 研究内容
  •   1.5 研究目的及意义
  •     1.5.1 研究目的
  •     1.5.2 研究意义
  • 第二章 资料与方法
  •   2.1 资料介绍
  •     2.1.1 MODIS资料
  •     2.1.2 AIRS资料
  •     2.1.3 AIRS/AMSU-A资料
  •     2.1.4 DARDAR资料
  •   2.2 研究区域介绍
  •   2.3 研究方法
  •     2.3.1 资料处理介绍
  •     2.3.2 冰云发生概率的计算方法
  •     2.3.3 Taylor评分指数
  • 第三章 不同被动传感器中国大范围冰云水平分布
  •   3.1 冰云发生概率
  •     3.1.1 不同被动传感器与主动产品拟合情况
  •     3.1.2 不同传感器中国及周边区域水平分布对比
  •   3.2 冰云光学厚度
  •     3.2.1 不同被动传感器与主动产品拟合情况
  •     3.2.2 不同传感器中国及周边区域水平分布对比
  •   3.3 冰云有效粒子半径
  •     3.3.1 不同被动传感器与主动产品拟合情况
  •     3.3.2 不同传感器中国及周边区域水平分布对比
  •   3.4 冰云云顶温度
  •     3.4.1 不同被动传感器与主动产品拟合情况
  •     3.4.2 不同传感器中国及周边区域水平分布对比
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 不同被动传感器中国小尺度数值对比
  •   4.1 冰云发生概率
  •     4.1.1 不同传感器中国陆地区域对比
  •     4.1.2 不同传感器中国海域对比
  •   4.2 冰云光学厚度
  •     4.2.1 不同传感器中国陆地区域对比
  •     4.2.2 不同传感器中国海域对比
  •   4.3 冰云有效粒子半径
  •     4.3.1 不同传感器中国陆地区域对比
  •     4.3.2 不同传感器中国海域对比
  •   4.4 冰云云顶温度
  •     4.4.1 不同传感器中国陆地区域对比
  •     4.4.2 不同传感器中国海域对比
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 不同被动传感器时间变化对比
  •   5.1 冰云发生概率
  •     5.1.1 不同传感器中国内陆年变化对比
  •     5.1.2 不同传感器中国海域年变化对比
  •     5.1.3 不同传感器中国内陆及海域季变化对比
  •   5.2 冰云光学厚度
  •     5.2.1 不同传感器中国内陆时间变化对比
  •     5.2.2 不同传感器中国海域时间变化对比
  •   5.3 冰云有效粒子半径
  •     5.3.1 不同传感器中国内陆时间变化对比
  •     5.3.2 不同传感器中国海域时间变化对比
  •   5.4 冰云云顶温度
  •     5.4.1 不同传感器中国内陆及海域年变化对比
  •     5.4.2 不同传感器中国内陆及海域季变化对比
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 主要结论
  •   6.2 本文特色
  •   6.3 不足展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者简介

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杜傢义

    导师: 郑有飞

    关键词: 被动传感器,冰云发生概率,冰云光学厚度,冰云有效粒子半径,冰云云顶温度

    来源: 南京信息工程大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 气象学,气象学

    单位: 南京信息工程大学

    基金: 国家自然科学基金项目

    分类号: P412.27;P426.5

    DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000137

    总页数: 88

    文件大小: 4441K

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