基于新一代静止气象卫星资料的区域云分析

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云是天气系统演变过程的“主要演员”,受不同的季风、副热带高压以及热带气旋强度、位置变化等因素的影响,云的时间特征有明显季节变化,此外空间分布特征上云量变化也很大。在面临复杂的地理条件和气候环境时,高尖端技术的武器装备例如导弹、隐形战斗机J20、舰载机J15等的全面部署和高效运用,战略规划、战役部署、战术行动的统筹实施,云都是重要的环境要素。低云是导弹精确击打目标的重要影响因素之一。南海,现在作为各国虎视眈眈之地,我国南海地区有着重要的战略地位,同时气候复杂。在南海地区及其周围区域,常规观测资料十分稀少。即使在中国南海沿海城市和台湾岛有地面台站的常规观测资料以及一些不稳定的船舶气象资料,空间分辨率也较差,在时间分辨率上也没法和卫星资料相提并论。此外,在夜间,人工对云的观测而导致的误差是较大的。为了能够在资料封锁或者资料缺乏时提供南海区域的云信息,本文深入系统性地研究了新一代静止气象卫星葵花8的云检测算法、云分类算法以及相关云产品的特性。利用葵花8以及FY-2G的云产品资料进行合成计算,通过计算结果产生的云图对区域云进行分析,主要内容为如下:(1)本文主要利用葵花8卫星的原始数据资料系统地研究葵花8卫星的云产品的算法、云分类算法以及对流云识别算法;(2)利用葵花8、FY-2G卫星的云产品资料进行计算得到云合成气候图,选取某一站点的计算结果和实况资料进行对比分析,验证了利用葵花8资料合成的云气候图的合理性和可靠性;(3)利用云合成气候图分析南海及其周边地区云的时空分布特征,并深入研究低云与海表温度的相关性。南海及其周边地区总云量的分布存在显著的季节变化,全年总云量最多的季节是夏季。结果表明:高云春、秋、冬季云量较多的是在靠近赤道的地区,而夏季主要是沿副热带高压外围,高云的分布存在着有明显的季节变化,在夏季,主要受热带气旋和季风的影响,高云云量远高于其他季节;中云的云量总体是南北多,中间少,主要是云量高值区还是集中在赤道附近,常年存在低值中心;低云主要分布在南海海域,陆地由于受副高的影响,云量相对较少。对比分析总云量、高、中、低云云量的空间分布发现,低云的高值区在南海北部;中云的高值区域是在沿福建、广州海陆分界线一带上空;高云主要分布在在南海南部。高云与总云量高值区分布有大致重合,且季节变化基本相似,高云占总云量比重最大。南海及其周边区域的云量存在明显的月际变化,总云量的变化与高云云量变化最为接近。从1-4月低云量较多,在总云量中起中坚力量;4-10月总云量中高云占比重较大;而11-12月中云不容忽视。低云受下垫面对影响较大,尤其是受海表温度分布影响明显,在海表温度梯度大的地方,低云云量明显偏多。而中高云主要是与强对流系统相对应,因为距离下垫面较远,受其影响较小。
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