發(fā)布時間：2020-07-01 02:22

【摘要】：星載微波散射計是獲取全球海面風場的主要遙感手段。在常規(guī)海況下,微波散射計反演的海面風場具有較高的精度,廣泛應用在海洋學、氣象學各個領域。然而,在高海況下,散射計風場反演受到限制,產(chǎn)品精度下降。本論文針對高海況微波散射計風場反演關鍵難點,針對性地開展了降雨、高風速、波浪破碎等復雜高海況下散射計風場反演算法研究,取得如下創(chuàng)新性研究成果:(1)利用TAO浮標、NDBC浮標數(shù)據(jù)、ASCAT散射計數(shù)據(jù)和NCEP模式風場評估了HY-2A微波散射計反演的海面風場,結果表明HY-2A散射計具有較好的風場反演效果。(2)研究了降雨對HY-2A散射計后向散射系數(shù)及對風速風向反演的影響,并在此基礎上,建立了降雨條件下散射計后向散射系數(shù)的修正模型,該模型能夠提高降雨條件下散射計風場反演精度。(3)針對高風速下的波浪破碎問題,本文利用Kudryavtsev(2003)散射模型,定量研究了波浪破碎對散射信號的影響;建立了適合于HY-2A散射計的地球物理模式函數(shù),該函數(shù)能夠提高高風速下風場反演效果。(4)利用HY-2A的散射計和輻射計數(shù)據(jù)建立了主、被動相結合的海面風場反演算法,提高了高風速下的反演精度。針對最為常見高海況天氣系統(tǒng)—熱帶氣旋,本文通過遙感數(shù)據(jù)與Argo數(shù)據(jù)相結合,研究了熱帶氣旋引起的上層海洋響應,特別是溫鹽結構和葉綠素濃度的時空變化特征。通過實例分析發(fā)現(xiàn):熱帶氣旋誘發(fā)的垂向混合和Ekman上升流,會導致海面溫度下降,溫躍層抬升,海面高度降低,海表面葉綠素濃度大幅度上升等現(xiàn)象;葉綠素最大值出現(xiàn)的時間滯后于海面風速最大值;先前存在于熱帶氣旋路徑上的冷渦會增大氣旋過后海洋的響應程度,使得海面溫度下降、葉綠素增高更顯著;熱帶氣旋經(jīng)過近岸的,會引起懸浮物泥沙和有色物質的增高,造成衛(wèi)星反演的葉綠素出現(xiàn)虛高值。論文研究成果可為我國自主衛(wèi)星散射計的海面風場遙感反演技術提供基礎。發(fā)現(xiàn)的上層海洋對不同熱帶氣旋響應機制的差異,可為遙感資料在該領域的研究提供理論參考。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院海洋研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P732.3;P715.7
【圖文】：

圖 2-1 散射計雷達波束的幾何示意圖向散射截面：散射計是一種主動式雷達，達其天線接收到的功率與磁波長、天線增益及效率、雷達與目標物的距離以及目標的散射特以用雷達方程來表達。雷達方程的具體形式為： = 2（4π）3 40 在該方程中， 是雷達接受到的回波信號的功率， 是雷達發(fā)射的發(fā)射天線的增益，R 為散射計到目標物的距離， 是接受天線的增益效率，λ 是發(fā)射的電磁脈沖的波長，A 是散射目標的有效照射面積，的散射截面（Normalized Radar Cross Section， NRCS），它是一個系數(shù)，其物理意義是單位面積總散射功率與入射波能流密度的比值，物體后向散射計強度的一種物理量。目標物表面粗糙度越大，0隨越

為了定量的刻畫海面粗糙度，前人提出了二分法，二分法ht 為判定標準。二分法認為如果滿海面起伏的垂直高度 hλ/8，則此時的海面為平滑海面，否則為海面為粗糙海面。其中，，θ為散射計入射角。面無風時，發(fā)射到海面的電磁波將產(chǎn)生鏡面反射，僅在垂直海面方反射的電磁波能量，在其他入射角觀測不到散射計發(fā)射的電磁信示，當海面有風時，風會驅動海面產(chǎn)生毛細重力波，此時，海面粗面會對散射計發(fā)射出的雷達波束進行后向散射，減弱了垂直海面方，傾斜入射角的觀測也可以接收到海面的散射信號。風通過調制海影響散射計的后向散射強度，海面后向散射系數(shù)是風速、風向、入射極化方式的函數(shù)。我們可以建立后向散射系數(shù)與海面風矢量的經(jīng)驗風場的反演。這是散射計反演海面風場的最基本的原理。

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 樊琦,梁必騏;熱帶氣旋災情的預測及評估[J];地理學報;2000年S1期

2 穆海振,屠其璞;1949～1995年西太平洋熱帶氣旋活動的氣候學特征[J];南京氣象學院學報;2000年01期

3 樊琦,梁必騏;熱帶氣旋災害經(jīng)濟損失的模糊數(shù)學評測[J];氣象科學;2000年03期

4 李開奇;合力隨時間線性變化的熱帶氣旋路徑分析[J];氣象;2000年06期

5 ;第11屆全國熱帶氣旋科學討論會在蘇州召開[J];應用氣象學報;2000年01期

6 林志強;1999年影響我國的熱帶氣旋及其特點[J];廣東氣象;2000年03期

7 吳恒強;太陽黑子活動與影響廣西的熱帶氣旋的關系[J];廣西氣象;2000年S1期

8 張容焱,吳濱,宋德眾;影響福建熱帶氣旋的若干基本氣候特征[J];臺灣海峽;2000年01期

9 陳曉梅;氣象界的一次學術研討盛會——記第十一屆全國熱帶氣旋科學討論會[J];新疆氣象;2000年01期

10 沈武;雙熱帶氣旋相互作用研究動態(tài)[J];浙江氣象;2000年03期

相關會議論文 前10條

1 蔡秀華;曹鴻興;呂文忠;;1949-2008年靖宇劃定區(qū)域熱帶氣旋的統(tǒng)計和分析[A];第26屆中國氣象學會年會熱帶氣旋科學研討會分會場論文集[C];2009年

2 林毅;劉愛鳴;劉銘;;臺灣島東岸登陸熱帶氣旋路徑打轉分析[A];第26屆中國氣象學會年會熱帶氣旋科學研討會分會場論文集[C];2009年

3 俞燎霓;雷媛;曹美蘭;;浙江熱帶氣旋統(tǒng)計特征分析[A];第三屆長三角氣象科技論壇論文集[C];2006年

4 陳宏義;楊萬裕;;影響浙江的晚秋熱帶氣旋特征淺析[A];第六屆長三角氣象科技論壇論文集[C];2009年

5 劉峰;鐘加杰;;南海熱帶氣旋0809號“北冕”對華南天氣的影響[A];2009年海峽兩岸氣象科學技術研討會論文集[C];2009年

6 高曉梅;馬守強;;影響山東熱帶氣旋的氣候特征[A];第27屆中國氣象學會年會應對氣候變化分會場——人類發(fā)展的永恒主題論文集[C];2010年

7 劉彬賢;于玉斌;呂江津;;熱帶氣旋“尤特”(2006)南海突然減弱的機理分析[A];第27屆中國氣象學會年會災害天氣研究與預報分會場論文集[C];2010年

8 王長青;;熱帶氣旋探討[A];氣象海洋環(huán)境與船舶航行安全論文集[C];2010年

9 王遠飛;朱海燕;孫建鶴;張偉;;基于空間相似的熱帶氣旋路徑檢索[A];“資源環(huán)境與區(qū)域發(fā)展中的計算問題”研討會論文集[C];2006年

10 劉靜;吳啟樹;龔振彬;鄭穎青;;近30年來影響福州的熱帶氣旋統(tǒng)計研究[A];2006年華南地區(qū)學術交流會論文集[C];2006年

相關重要報紙文章 前10條

1 孫銳　黃幸媛;知名專家傳授熱帶氣旋研究前沿知識[N];中國氣象報;2007年

2 侯小健;今年將有6至8個熱帶氣旋影響海南[N];海南日報;2007年

3 記者 郭起豪 孫楠 張倩;三個熱帶氣旋共同影響我國并不多見[N];中國氣象報;2010年

4 本報記者 姚小敏;遲來的“熱帶氣旋”[N];人民日報海外版;2010年

5 本報記者 高琳;風電場遇熱帶氣旋利好還是利空？[N];中國氣象報;2012年

6 華凌;下世紀熱帶氣旋或更強更頻繁[N];科技日報;2013年

7 中國東方航空股份有限公司運行控制中心 左璇 羅咪 施Ya 朱玲怡 王帥 吳飛飛 周俊年 王秀春;華東近海北上、轉向熱帶氣旋對長三角飛行區(qū)域運行控制的影響分析[N];中國民航報;2014年

8 王乃仙;熱帶氣旋的編號和命名[N];光明日報;2004年

9 陳磊;熱帶氣旋衛(wèi)星微波分析系統(tǒng)顯神威[N];中國氣象報;2006年

10 彭瑩輝;中國熱帶氣旋活動呈減弱趨勢[N];中國氣象報;2007年

相關博士學位論文 前10條

1 李大偉;高海況海面風場的微波反演技術及海洋對熱帶氣旋響應的遙感觀測研究[D];中國科學院大學(中國科學院海洋研究所);2016年

2 劉玲玲;熱帶氣旋在海洋能量平衡和水團平衡中的作用[D];中國海洋大學;2008年

3 徐奎;沿海城市暴雨潮位關聯(lián)特性及洪澇風險分期控制研究[D];天津大學;2014年

4 楊兵;南海北部上層海洋對熱帶氣旋的響應[D];中國科學院研究生院(海洋研究所);2016年

5 邢蕊;熱帶氣旋、副熱帶高壓及遠距離降水間的關系研究[D];南京信息工程大學;2015年

6 劉寅;衛(wèi)星臭氧資料的質量控制與同化及其對熱帶氣旋模擬的影響研究[D];南京信息工程大學;2015年

7 朱琳;熱帶氣旋Debby(2006)在非洲東風波中生成機制研究以及集合對比分析[D];南京信息工程大學;2015年

8 凌征;熱帶氣旋對南海上層海洋影響研究[D];中國海洋大學;2011年

9 儲惠蕓;環(huán)境因子對熱帶氣旋時空特征的影響[D];南京大學;2012年

10 許士斌;1990年代末北印度洋及西北太平洋春季熱帶氣旋活動的年代際突變[D];中國海洋大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 趙雪;影響南海的熱帶氣旋與西太平洋副熱帶高壓的關系研究[D];中國海洋大學;2008年

2 董貞花;近年來影響中國的熱帶氣旋東折成因的診斷分析[D];浙江大學;2010年

3 于海俠;高層強增溫與熱帶氣旋路徑及其強度變化關系[D];浙江師范大學;2010年

4 馬曉星;理想熱帶氣旋登陸數(shù)值模擬研究[D];南京氣象學院;2003年

5 龔（龍?zhí)欤?小型島嶼地形對登陸熱帶氣旋影響的數(shù)值模擬[D];南京氣象學院;2003年

6 王桂娟;廣東省熱帶氣旋災害分析與風險區(qū)劃[D];南京信息工程大學;2013年

7 姚愷豐;熱帶氣旋引發(fā)電網(wǎng)群發(fā)性故障的動態(tài)事故集生成方法[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

8 張霏;北印度洋熱帶氣旋對中國降水的影響[D];南京信息工程大學;2015年

9 許可;云輻射強迫效應對熱帶氣旋的影響[D];南京信息工程大學;2015年

10 荀換苗;2005-2011年廣東省熱帶氣旋對傳染病的影響研究[D];山東大學;2015年

本文編號：2736161