HY-2衛(wèi)星實現(xiàn)了全天時、全天候、高精度對海面風場要素的觀測,為氣象科學、海洋科學的研究與應用以及全球氣候變化分析提供了大量的近海面環(huán)流觀測反演數(shù)據(jù)。通過對衛(wèi)星資料進行融合處理,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)星觀測的海面風場資料(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。本文運用NOAA (The National Oceanic and Atmospheric Administration)下屬ESRL實驗室研發(fā)的局地分析與預報系統(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)品應用。LAPS系統(tǒng)對數(shù)據(jù)融合過程中,具有對分析要素的時空協(xié)調(diào)以及不同要素間的相互協(xié)調(diào)進行質(zhì)量控制,使氣象要素滿足環(huán)境演變規(guī)律的優(yōu)勢。為了衛(wèi)星反演資料的觀測信息能在融合分析場中更好地表現(xiàn)出來,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),從而進行數(shù)據(jù)融合。本文分別測試利用LAPS系統(tǒng)地面分析模塊和風分析模塊進行SSW融合分析。經(jīng)多重檢驗和統(tǒng)計等分析,結果表明,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比通過云導風分析模塊融合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,對反演的觀測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預處理后,再經(jīng)接口將數(shù)據(jù)輸入LAPS系統(tǒng)。資料預處理過程包括對HY-2衛(wèi)星海面風場反演數(shù)據(jù)經(jīng)異常值剔除、衛(wèi)星軌道坐標網(wǎng)格處理、衛(wèi)星數(shù)據(jù)平滑濾波等幾項預處理步驟。經(jīng)檢驗,此類預處理是必要的,可以修訂衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)的固有偏差和濾除衛(wèi)星精細化掃描攜帶的噪音,更恰當?shù)仫@示衛(wèi)星對近海面風場的精細化描述。交叉驗證的結果顯示,經(jīng)預處理后的衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)在LAPS的分析場中能夠有效保留原始反演數(shù)據(jù)中的重要精細化信息。通過LAPS地面分析模塊融合衛(wèi)星SSW,所獲得的融合后區(qū)域近海面風場,分別應用于對臺風“蘇力”、海面高壓、海上輻合線的海面風場分析。結果表明衛(wèi)星反演SSW的LAPS融合風場,對海上臺風、海上高壓、輻合中心的海面風場的中尺度結構特征提供了更為細致和定量化的描述。尤其是LAPS融合產(chǎn)品改善了因衛(wèi)星軌道時間變化造成的衛(wèi)星掃描區(qū)相對任意固定區(qū)域,其空間覆蓋率在時空上的多變性；并對海上天氣系統(tǒng)的時間演變過程提供加密步長的多時刻展現(xiàn),對系統(tǒng)的時間演變規(guī)律有較好的參考意義。LAPS融合系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)坐標格式更適合常規(guī)海洋預報和研究,提供了可進行物理量診斷計算的經(jīng)緯度網(wǎng)格區(qū)域場,滿足了現(xiàn)代專業(yè)分析和研究對時空精細化實況資料的要求。將衛(wèi)星反演的SSW數(shù)據(jù)進行LAPS系統(tǒng)融合,獲得的融合產(chǎn)品SSW的分析場,能夠更細致地描述海面風場的中尺度結構特征以及時間演變特征,為充分及時地使用衛(wèi)星SSW和更有效地提取衛(wèi)星資料精細化信息提供了基礎。
【學位單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：P412.27
【部分圖文】：

背景場（數(shù)值模式預報產(chǎn)品）基礎上采用距離權重插值將多源觀測數(shù)據(jù)融合，??得到規(guī)范化經(jīng)紳度網(wǎng)格點要素值，并對溫、壓、風關系采用三維變分進行約束，??對垂直水汽分布采用一維變分進行約束等。圖２－１總結了?ＬＡＰＳ系統(tǒng)融合過程??中的邏輯數(shù)掘流，包括四層過程：源數(shù)據(jù)（第一層）通過程序格式化（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融合方案設計??融合試驗區(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，對衛(wèi)星海面風資料（圖３－１）進行融合??試驗，方案設計如表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－：號衛(wèi)雖觀測的海面風場??（ａ為升軌觀測，ｂ為降軌觀測；單位：ｍ／ｓ）??為了檢驗ＨＹ－２衛(wèi)星海面風場資料（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行融合試驗：只有ＧＦＳ背景場的ＬＡＰＳ分析、??既有邸Ｓ背景場又有地面模塊融合ＳＳＷ的ＬＡＰＳ分析和既有邱Ｓ背景場又有??云導風模塊飄合ＳＳＷ的ＬＡＰＳ分析。用Ｌ：ａ寸論在背景場的基礎上，通過不同分??析模塊融合ＳＳＷ，ＬＡＰＳ分析場對背景場的改善效果。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在分析場中的表現(xiàn)。??２３??

圖３－２?ＬＡＰＳ分析０９時（ＵＴＣ）的海面風場??（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：單位：ｍ／ｓ）??圖３－１為海洋１１號丑星觀測的西北太平洋海面風場，該海域海面主要由一??個高皮系統(tǒng)控制，衛(wèi)星升軌觀測時（圖３－ｌａ）可Ｗ看出，２（Ｔ?ＮＷ南海域海面??存在小范圍的風速波動（風速大于１５ｍ／ｓ）。不同分辨率情況下
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本文編號：2856608