臺風(fēng)是一種劇烈的海氣相互作用過程,其發(fā)生過程往往伴隨著大風(fēng)和降雨過程,會給登陸地區(qū)造成嚴(yán)重的氣象災(zāi)害和生命財產(chǎn)損失。因此,對臺風(fēng)的監(jiān)測和預(yù)報就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法包括浮標(biāo)、海洋站和鉆井平臺等。但這些觀測手段難以實現(xiàn)大范圍的同步觀測。散射計、輻射計、高度計和合成孔徑雷達(dá)(SAR)等衛(wèi)星微波載荷以其全天時、全天候和較寬的覆蓋范圍而成為臺風(fēng)監(jiān)測的重要手段。然而散射計和輻射計的空間分辨率比較低,在近海岸數(shù)十公里范圍內(nèi)很難獲取到風(fēng)場;高度計只能對衛(wèi)星天底點進行觀測,缺少風(fēng)向信息;與上述載荷相比,SAR具有較高的空間分辨率,能夠獲取精細(xì)的臺風(fēng)風(fēng)場結(jié)構(gòu),在臺風(fēng)監(jiān)測中具有獨特的優(yōu)勢。Sentinel-1衛(wèi)星系列包括sentinel-1A和sentinel-1B兩顆C波段的SAR衛(wèi)星。該衛(wèi)星系列的干涉寬幅成像模式(IW)具有250公里的寬度覆蓋范圍和20米的空間分辨率。本文利用sentinel-1衛(wèi)星的SAR數(shù)據(jù)對臺風(fēng)風(fēng)場進行反演研究,分別采用LG法和FFT法對風(fēng)向進行反演,風(fēng)速的反演用的是CMOD4和CMOD5兩種經(jīng)驗函數(shù)。在得到反演結(jié)果之后結(jié)合WindSat、ASCAT和HY-2A數(shù)據(jù)對反演結(jié)果進行分析比較,驗證了 SAR用于臺風(fēng)風(fēng)場反演的可行性。在將2015年24號臺風(fēng)巨爵的SAR圖像風(fēng)場反演結(jié)果與匹配到的ASCAT數(shù)據(jù)進行對比之后發(fā)現(xiàn),FFT法獲得的風(fēng)向反演結(jié)果的均方根誤差為31.26°,而局部梯度法(LG)的這一值為23.83°。結(jié)合前人研究成果可知,FFT方法適用于開闊大洋海域,本文中所使用的SAR圖像大多位于近岸區(qū)域,因此后續(xù)臺風(fēng)反演實例中風(fēng)向的反演均采用空間域的LG方法。巨爵臺風(fēng)的風(fēng)速結(jié)果與ASCAT數(shù)據(jù)進行對比,ASCAT數(shù)據(jù)中最大風(fēng)速值為36.2m/s,CMOD4函數(shù)反演結(jié)果最大風(fēng)速值為28.07m/s,CMOD5函數(shù)反演結(jié)果的最大風(fēng)速值為44.87m/s。CMOD4反演結(jié)果與ASCAT相比均方根誤差為5.86m/s,而CMOD5的這一數(shù)值為4.09m/s。CMOD5函數(shù)對臺風(fēng)的反演效果較好,CMOD4整體精度較差,特別是在高風(fēng)速區(qū)域(風(fēng)速≥25m/s),CMOD4風(fēng)速反演結(jié)果精度較差,存在著對風(fēng)速的明顯低估。對于2014年臺風(fēng)巴蓬、2016年臺風(fēng)鲇魚和2017年臺風(fēng)蘇拉也進行了風(fēng)場的反演。這三個臺風(fēng)實例的反演采用的是LG法和CMOD5函數(shù)。將臺風(fēng)巴蓬的反演結(jié)果與WindSat進行比較。將臺風(fēng)蘇拉的反演結(jié)果與國產(chǎn)的HY-2A數(shù)據(jù)進行了比較。而鲇魚臺風(fēng)由于當(dāng)天的ASCAT數(shù)據(jù)和WindSat數(shù)據(jù)的獲取時間與SAR影像獲取時間相差較大,沒有進行對比。這幾個臺風(fēng)實例的反演結(jié)果表明,基于LG法和CMOD5函數(shù)對SAR數(shù)據(jù)進行風(fēng)場反演,能夠較好的取得臺風(fēng)的風(fēng)場信息。由于SAR具有很高的分辨率,反演結(jié)果還能夠比較細(xì)致地刻畫臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P444
【部分圖文】：

臺風(fēng)（Ｓｕｐｅｒ邋Ｔｙｐｈｏｏｎ），最大風(fēng)速＾１６級（２５１．０ｍ／ｓ）。低煒度的熱帶洋面是臺風(fēng)的發(fā)逡逑源地，臺風(fēng)源地主要有８個海區(qū)。在這其中，位于北半球的是北大西洋北部，西逡逑北太平洋，孟加拉灣和阿拉伯海，東北太平洋這５個海區(qū)。圖１－１是２０１７年西逡逑太平洋地區(qū)臺風(fēng)路徑圖：逡逑１逡逑

＇ｆ逡逑圖１－１邋２０１７年西北太平洋區(qū)域臺風(fēng)路徑圖，來源于日本氣象廳熱帶氣旋網(wǎng)逡逑（ｈｔｔｐ：／／ｓｈａｒａｋｕ．邋ｅｏｒｃ．邋ｊａｘａ．邋ｊｐ／ＴＹＰ＿ＤＢ／ｉｎｄｅｘ＿ｅ．邋ｓｈｔｍｌ）逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｔｙｐｈｏｏｎ邋ｔｒａｃｋｓ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋２０１７邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ邋ｐａｃｉｆｉｃ邋ｒｅｇｉｏｎ逡逑從圖中可以看出，不同季節(jié)西北太平洋臺風(fēng)的路徑具有不同的特點：在１－４逡逑月，沒有在我國登陸的臺風(fēng)，臺風(fēng)路徑最常見的情況是在北緯１０度以南向西移逡逑動，然后在馬里亞納海溝以西及呂宋島以東洋面向偏北方向移動，最后轉(zhuǎn)向偏東逡逑方移動，在這一時間段內(nèi)南海海區(qū)很少有臺風(fēng)活動。５－６月這一時間段內(nèi)臺風(fēng)路逡逑徑最常見的情況是在北緯１０度到１５度之間向西移動，之后往沖繩群島附近海面逡逑移向日本本州島，另外一條路徑進入南海北部海域。７－８月，這一時期是臺風(fēng)活逡逑動最頻繁的時期，我國的沿海地區(qū)在這一時期均有收到臺風(fēng)登陸影響的可能。這逡逑一時期臺風(fēng)的路徑顯著北移。這一時期臺風(fēng)路徑的另一主要分支轉(zhuǎn)向經(jīng)過沖繩群逡逑島影響日本海域或者經(jīng)過東海的東部海區(qū)從而影響朝向半島地區(qū)。９－１０月這一時逡逑期的臺風(fēng)主要會影響我國的長江口以南地區(qū)。在這一時間段內(nèi)臺風(fēng)路徑最常見的逡逑情形是在北緯１５度至北煒２０度之間向西移動從而影響日本

數(shù)據(jù)的應(yīng)用是非常廣泛的。Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１衛(wèi)星基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該項觀測計劃能夠在所有天氣狀種強大的觀測能力能夠使得ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１衛(wèi)區(qū)監(jiān)測。而該衛(wèi)星可提供交叉極化信息這分類有著很大的優(yōu)勢。Ｓｅｍｉｎｅｌ－１衛(wèi)星X椙吭趾嗖狻⒖傘⒌刂始俺鞘泄婊料莘縵帳諶ㄓ沒Ы芄患嗖庵饕暮皆寺廢擼曰疃ぞ藎觳馕揮諂兜厙姆欠ńㄖ疃郟�。笁衾袎q目燜偈荽淠芰�，较短将蕼厦ｓｅｎｔｉｎｅe蔽佬竊謨庇τ梅矯娣⒒猶寤攏嗍韉冉糇純�。辶x

本文編號：2818061