基于风云三号微波成像仪的热带气旋强度的多元统计估计方法研究.pdf

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1、第201351卷年第2月1期JOURNAL热OF带TRO气PIC象AL学ME报TEOROLOGYVo1．3I。NO．1Feb．．2015张稼，邱红，万捌，寺．基十风石=号微凝厩像仪的热带气旋强度的多兀驽云计估计万研冤[J】．热帚气象掌撤，2015，31(1)：87’94文章编号：1004—4965(2015)01-0087-08基于风云三号微波成像仪的热带气旋强度的多元统计估计方法研究张淼，邱红，方翔，卢乃锰(中围旨象局中国谣{l蠡1丁犀辐射测量和审标重点开前宴聆富／围家1丁层旨袅中j京100081)摘要：利用中国风云三

2、号微波成像仪数据开展西北太平洋热带气旋强度多元统计估计方法研究。(1)分析各通道以热带气旋中心为圆心，不同半径的同心圆和同心圆环内的亮温参数与热带气旋最大风速之间的定量关系，结果表明：低频通道1．0。和1．5。以内亮温的最小值、大于某亮温阈值的象元百分比和平均值与最大风速之间的相关性最高。(2)利用主分量分析和多元回归方法建立适合于西北太平洋上的热带气旋强度估计模型，其独立样本检验的均方根误差为l3kt。此模型在热带气旋发展的初始阶段会出现最大风速的高估，而在热带气旋发展的成熟阶段会出现最大风速的低估，正负偏差的分界点出

3、现在70kt左右，偏差较大的个例大多是未形成规则的热带气旋云系结构，且具有非常明显的不对称性。因此估计热带气旋强度时考虑热带气旋的云系结构特征将有助于进一步提高估计精度，且随着热带气旋样本数的增多，精度也有望进一步提高。关键词：应用气象学；热带气旋强度；多元统计估计；风云三号卫星；微波成像仪中图分类号：P414．4文献标识码：ADoi：10．16032／j．issn．1004．4965．2015．01．010降水与水汽、潜热的关系。王晓丹等【用TRMM1引言TMI资料研究了台风Aere(2004年)的降水水平结构，显示星

4、载微波对台风具有更好的探测能力。热带气旋所产生的狂风暴雨常常给社会带来巨大的经济损失和人员伤亡，因此发展和改进估一些学者开展了运用微波垂直探测仪器估计热带气旋强度的研究，主要是利用星载微波垂直温度计热带气旋强度的方法对预防热带气旋所造成的探测仪器探测到的热带气旋的中心上层增暖，建灾害有重要作用。在常规气象资料非常稀少的大洋上，卫星数据对热带气旋监测具有重要作用。立增暖强度与热带气旋强度之间的关系¨。而Dvorak[卜2】建立了利用可见光和红外云图上的热利用微波成像仪估计热带气旋强度的研究，最初只利用85GHz通道信息[1

5、2-14]，一方面是由于它的带气旋云系和云型特征估计热带气旋强度的方法，成功应用于各个业务部门，取得较好的应用分辨率较高，另一方面是由于它对降水冰粒子很效果[。但红外影像很难探测到卷云下的中低层敏感，而较高的冰粒子含量与强对流结构相对应，热带气旋特征，而被动微波探测可以穿透上层卷对流过程释放的潜热提供了热带气旋维持和发展云，探测到卷云下不同层次上的热带气旋内部信所需的能量，因此可以用于估计实时及预测未来的热带气旋强度[14】。之后Hoshino等[】开展了息[4-。牛晓蕾等[6]利用TRMM(TropicalRainfa

6、llMeasuringMission)卫星上搭载的TMI(微波成用TRMM／TMI数据估计热带气旋强度的方法，此像仪)资料，定量分析了西北太平洋上热带气旋方法采用以热带气旋中心为圆心，在其半径为2。收稿日期：2014．01．06；修订日期：2014．11-21基金项目：国家公益性行业(气象)专项(GYHY200906002)资助通讯作者：邱红，女，辽宁省人，副研究员，博士，主要从事卫星大气遥感研究。E-mail：qiuhong@cma．gov．cn88热带气象学报范围内以0．5。为间隔划分同心圆环，对划分出的2．2原理介

7、绍同心圆和同心圆环分别计算各通道亮温的平均图1、图2分别是2013年第28号台风“利值、最大值、最小值，以及大于某亮温阈值的象奇马”10月24日FY．3BMWRI升轨观测到的各元百分比，做为亮温参数，通过消除相关性较高通道水平极化亮温图像和相近时刻的可见光红外的参数，挑选出30个候选参数；再从3O个参数中扫描辐射计(VIRR)观测到的红外、可见光图像。选出3个参数计算回归方程；再将精度最高的10相对于红外和可见光观测，微波能更清楚地揭示个方程作为候选方程；以最后10个候选方程计算热带气旋云系中的降水云，特别是眼墙和螺旋雨

8、得到的台风强度的平均作为最后台风强度。带上深厚的对流云。Yoshida等[16]运用与文献[15】相同的技术发展了表1MWRI各通道特征用AMSR—E(AdvancedMicrowaveScanningRadiometer-earthobservingsysterm)数据估计热带气旋强度的方法，这两种方法均利用低频通