云图定量降水估测研究

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1、江西气象科技JIANGXIMETEOROLOGICALSCIENCE&TECHNOLOGY1999年第22卷第1期No.11999云图定量降水估测研究曹晓岗何财福王欢提要:分析了降水的云图特征。找出了与降水关系密切的云顶温度，云顶温度变量及水汽通道灰度等因子。在此基础上建立了云图定量降水的统计模式，于1998年5～8月投入业务试用，效果较好。关键词：数字云图定量降水业务试验THESTUDYOFESTIMATINGRAINAMOUNTBYGEOSTATIONARYSATELLINTIMAGESCao

2、XiaogangHeCaifuWangHuan(JiangxiMeteorologicalObservatory,Nanchang330046)AbstractInthispaper，thesatelliteimagescharacterofrainfallisanalysed.Somefactorsbeingrelationtorainfallarefound,suchascloudtoptemperature,variableofcloudtoptemperatureandsatellitei

3、magesforvaperchanel.Amodelofestimatingrainamountfromsatelliteimagesismadeout.ThemodelisusedfromMaytoAugestin1998,theresultsarequitegoodattherainfallestimation.Keywords:digitalimages,rainfallestimation,perationalexperiment引言　　静止气象卫星的发展，使得监视天气系统的发展演变更加有

4、效。静止气象卫星资料具有时间和空间分辨率非常高、复盖面广、资料来源可靠，信息可利用率高等诸多优点。因此，它在日常的天气预报业务中，在灾害性天气的监测中，已成为最受重视的信息依据。应用卫星资料估计降水的分布和强度，作为卫星资料应用的一个重要方面也同时发展起来。在应用实践中，人们早已发现，降水特别是灾害性天气降水现象的发生与云团的活动有着很密切的内在关系。但是，要把云—雨之间的这种内在关系合理地、定量化地描述出来，却是一件很不容易的事。　　目前，国内外利用卫星图像资料估计降水的方法，大致有：以Scof

5、ield技术[1]为代表的云生命史法和以Ajkin技术[2]为代表的云指数法，云指数法又称“云分类法”。在国内，细致地分析中国的降水特点，利用卫星云图估计强对流降水云团的降水及梅雨降水等均做了大量工作[3][4]。近两年，我台在省局的支持下，开展了定量降水估测研究，本文介绍了其中的部分工作。1降水的云图特征　　卫星主要有红外、可见光、水汽三类云图资料。由于可见光受到白天的限制，所以作定量降水一般用红外及水汽云图资料。近年来人们着重考虑红外云图上云顶亮度温度(Tbb)、亮度温度的时间变化率、不同亮度

6、温度的面积及其时间变化率、降水云中心到云边界的梯度等。6、7微米水汽云图，主要反映700hPa到200hPa之间大气中水汽放射的辐射，相应的图像表示对流层中、上层的湿空气和云区，一般是白亮色调表示中、高云区，灰的色调表示有大量湿空气区域的低能量辐射，非常暗色调(黑色)表示对流层中、上部为干区。对于700hPa以下的云区与水汽，在6、7微米水汽图上无法观测到。用云图估计降水首先必须对产生降水主要云图系统中尺度雨团生消的物理成因清楚了解。1.1中尺度云团生消的物理特性　　中尺度降水云团的生消、发展的不

7、同阶段，其物理特性不一样。研究指出[5]，对流云团的演化可划分为三个基本阶段，即积云阶段、成熟阶段和消散阶段，各阶段的物理特性存在明显的差别。　　积云阶段：即云团的初生期，主要表现为单个或多个塔状积云(对流单体)，它们由边界层中的水汽辐合所支持，云中盛行上升气流，只在积云顶和顺切变一侧可发生下沉气流，在云下气层中，通常不会出现明显的降雨。成熟阶段：此时，多发生对流单体的合并，形成尺度较大的对流系统，其中上升气流和下沉气流结偶同存，上升气流可自下而上贯穿整个对流层，有时可上冲平流层，形成“园顶云”(

8、亦称穿透性云顶)，在对流层顶之下，上升气流向外辐散，在环境切变的顺切变一侧形成前伸的砧状云系(其中盛行下沉气流)，在逆切变一侧，则转成下沉气流，至近地层向外辐散，形成阵风锋，强迫前方暖湿不稳定空气抬升，输向云团内部，为云团垂直对流的维持和积云新生提供上升气流和水汽补给。降水突然发生和增强往往是这一阶段的重要特征。　　消散阶段：云团中开始盛行下沉气流，仅在云团的上层局部区块上维持着弱的对流性上升气流，云体的侧后挟卷加强，云内对流快速减弱，原先形成的“园顶云”完全消失。盛行的下沉气流至