HY-2衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了全天時(shí)、全天候、高精度對(duì)海面風(fēng)場(chǎng)要素的觀測(cè),為氣象科學(xué)、海洋科學(xué)的研究與應(yīng)用以及全球氣候變化分析提供了大量的近海面環(huán)流觀測(cè)反演數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)衛(wèi)星資料進(jìn)行融合處理,可獲得規(guī)范化的區(qū)域再分析資料,是高效使用HY-2衛(wèi)星觀測(cè)的海面風(fēng)場(chǎng)資料(sea surface wind, SSW)的重要方式和充分利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息的一種趨勢(shì)。本文運(yùn)用NOAA (The National Oceanic and Atmospheric Administration)下屬ESRL實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的局地分析與預(yù)報(bào)系統(tǒng)LAPS (Local Analysis and Prediction System),研究HY-2衛(wèi)星SSW資料在LAPS系統(tǒng)中的融合及產(chǎn)品應(yīng)用。LAPS系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)融合過(guò)程中,具有對(duì)分析要素的時(shí)空協(xié)調(diào)以及不同要素間的相互協(xié)調(diào)進(jìn)行質(zhì)量控制,使氣象要素滿足環(huán)境演變規(guī)律的優(yōu)勢(shì)。為了衛(wèi)星反演資料的觀測(cè)信息能在融合分析場(chǎng)中更好地表現(xiàn)出來(lái),需要選取合適的系統(tǒng)輸入接口將衛(wèi)星SSW資料輸入LAPS系統(tǒng),從而進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。本文分別測(cè)試?yán)肔APS系統(tǒng)地面分析模塊和風(fēng)分析模塊進(jìn)行SSW融合分析。經(jīng)多重檢驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)等分析,結(jié)果表明,LAPS多源數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)可用于HY-2衛(wèi)星的SSW的數(shù)據(jù)融合,而且LAPS系統(tǒng)地面分析模塊融合SSW比通過(guò)云導(dǎo)風(fēng)分析模塊融合SSW數(shù)據(jù)效果更理想。為了保障衛(wèi)星反演SSW在輸入LAPS系統(tǒng)后的數(shù)據(jù)質(zhì)量,對(duì)反演的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后,再經(jīng)接口將數(shù)據(jù)輸入LAPS系統(tǒng)。資料預(yù)處理過(guò)程包括對(duì)HY-2衛(wèi)星海面風(fēng)場(chǎng)反演數(shù)據(jù)經(jīng)異常值剔除、衛(wèi)星軌道坐標(biāo)網(wǎng)格處理、衛(wèi)星數(shù)據(jù)平滑濾波等幾項(xiàng)預(yù)處理步驟。經(jīng)檢驗(yàn),此類預(yù)處理是必要的,可以修訂衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)的固有偏差和濾除衛(wèi)星精細(xì)化掃描攜帶的噪音,更恰當(dāng)?shù)仫@示衛(wèi)星對(duì)近海面風(fēng)場(chǎng)的精細(xì)化描述。交叉驗(yàn)證的結(jié)果顯示,經(jīng)預(yù)處理后的衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)在LAPS的分析場(chǎng)中能夠有效保留原始反演數(shù)據(jù)中的重要精細(xì)化信息。通過(guò)LAPS地面分析模塊融合衛(wèi)星SSW,所獲得的融合后區(qū)域近海面風(fēng)場(chǎng),分別應(yīng)用于對(duì)臺(tái)風(fēng)“蘇力”、海面高壓、海上輻合線的海面風(fēng)場(chǎng)分析。結(jié)果表明衛(wèi)星反演SSW的LAPS融合風(fēng)場(chǎng),對(duì)海上臺(tái)風(fēng)、海上高壓、輻合中心的海面風(fēng)場(chǎng)的中尺度結(jié)構(gòu)特征提供了更為細(xì)致和定量化的描述。尤其是LAPS融合產(chǎn)品改善了因衛(wèi)星軌道時(shí)間變化造成的衛(wèi)星掃描區(qū)相對(duì)任意固定區(qū)域,其空間覆蓋率在時(shí)空上的多變性；并對(duì)海上天氣系統(tǒng)的時(shí)間演變過(guò)程提供加密步長(zhǎng)的多時(shí)刻展現(xiàn),對(duì)系統(tǒng)的時(shí)間演變規(guī)律有較好的參考意義。LAPS融合系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)坐標(biāo)格式更適合常規(guī)海洋預(yù)報(bào)和研究,提供了可進(jìn)行物理量診斷計(jì)算的經(jīng)緯度網(wǎng)格區(qū)域場(chǎng),滿足了現(xiàn)代專業(yè)分析和研究對(duì)時(shí)空精細(xì)化實(shí)況資料的要求。將衛(wèi)星反演的SSW數(shù)據(jù)進(jìn)行LAPS系統(tǒng)融合,獲得的融合產(chǎn)品SSW的分析場(chǎng),能夠更細(xì)致地描述海面風(fēng)場(chǎng)的中尺度結(jié)構(gòu)特征以及時(shí)間演變特征,為充分及時(shí)地使用衛(wèi)星SSW和更有效地提取衛(wèi)星資料精細(xì)化信息提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P412.27
【部分圖文】：

背景場(chǎng)（數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品）基礎(chǔ)上采用距離權(quán)重插值將多源觀測(cè)數(shù)據(jù)融合，??得到規(guī)范化經(jīng)紳度網(wǎng)格點(diǎn)要素值，并對(duì)溫、壓、風(fēng)關(guān)系采用三維變分進(jìn)行約束，??對(duì)垂直水汽分布采用一維變分進(jìn)行約束等。圖２－１總結(jié)了?ＬＡＰＳ系統(tǒng)融合過(guò)程??中的邏輯數(shù)掘流，包括四層過(guò)程：源數(shù)據(jù)（第一層）通過(guò)程序格式化（第二層）??用于ＬＡＰＳ；程序產(chǎn)生的中間文件（第Ｈ層）為適合ＬＡＰＳ分析（第四層）的格??式。??１２??

３．３．２融合方案設(shè)計(jì)??融合試驗(yàn)區(qū)域位于西北太平洋海域，區(qū)域中必經(jīng)韓度為（２２．５°?Ｎ，１３１。Ｅ），??ＬＡＰＳ系統(tǒng)分析網(wǎng)格采用Ｌａｍｂｅｒｔ投影，對(duì)衛(wèi)星海面風(fēng)資料（圖３－１）進(jìn)行融合??試驗(yàn)，方案設(shè)計(jì)如表３－１。??＾該竣?！黃島毎該詞??扛乳｜＃＃１送伊’??１２０Ｅ?１?如Ｅ?１４０Ｅ?１２０Ｅ?１３０Ｅ?１４０Ｅ??ｍｍｍｍ?ｍａｍｕｍ??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?ｉａ?２０?巧?２４?２６?２８?３０??圖３－１?２０１３年７月１３日海洋－：號(hào)衛(wèi)雖觀測(cè)的海面風(fēng)場(chǎng)??（ａ為升軌觀測(cè)，ｂ為降軌觀測(cè)；單位：ｍ／ｓ）??為了檢驗(yàn)ＨＹ－２衛(wèi)星海面風(fēng)場(chǎng)資料（ＳＳＷ）在ＬＡＰＳ系統(tǒng)不同融合模塊中的??融合效果，分為蘭種融合方案進(jìn)行融合試驗(yàn)：只有ＧＦＳ背景場(chǎng)的ＬＡＰＳ分析、??既有�。颖尘皥�(chǎng)又有地面模塊融合ＳＳＷ的ＬＡＰＳ分析和既有邱Ｓ背景場(chǎng)又有??云導(dǎo)風(fēng)模塊飄合ＳＳＷ的ＬＡＰＳ分析。用Ｌ：ａ寸論在背景場(chǎng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)不同分??析模塊融合ＳＳＷ，ＬＡＰＳ分析場(chǎng)對(duì)背景場(chǎng)的改善效果。另外，每種融合方案分??別采用５ｋｍ、１０ｋｍ、２５ｋｍ?Ｈ種水平分辨率的分析網(wǎng)格，探究不同分辨率情況??下，衛(wèi)星ＳＳＷ在分析場(chǎng)中的表現(xiàn)。??２３??

圖３－２?ＬＡＰＳ分析０９時(shí)（ＵＴＣ）的海面風(fēng)場(chǎng)??（ａ－ｃ分別為５虹１、１０ｋｍ、２５ｋｍ的分辨率，１－３分別為融合方案一至方案蘭：?jiǎn)挝唬海恚螅??圖３－１為海洋１１號(hào)丑星觀測(cè)的西北太平洋海面風(fēng)場(chǎng)，該海域海面主要由一??個(gè)高皮系統(tǒng)控制，衛(wèi)星升軌觀測(cè)時(shí)（圖３－ｌａ）可Ｗ看出，２（Ｔ?ＮＷ南海域海面??存在小范圍的風(fēng)速波動(dòng)（風(fēng)速大于１５ｍ／ｓ）。不同分辨率情況下
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