现代大气探测学-第mw娱乐城十三讲-大气遥感探测ppt

边锋掼蛋 2019-06-12 15:47102http://www.nyfavors.com/admin

这是一个关于现代大气探测学-第十三讲-大气遥感探测ppt,主要介绍了13.1 概述。13.2 地基雷达大气遥感探测。13.3 卫星大气遥感探测等等内容。欢迎点击下载!

PPT预览

现代大气探测学-第十三讲-大气遥感探测ppt

PPT内容


1、遥感
      就是不直接接触测量目标物或有关的大气物理现象,通过探测器接收来自被测目标物发出的辐射信息,并对其处理、分类和识别的一种技术 
2、遥感的分类
      遥感按探测器的工作方式可分为主动式大气遥感 探测和被动式大气遥感探测两种
3、主动式大气遥感探测
      是探测器本身发射某一波长的电磁辐射,然后再接收目标物反射回来的电磁辐射强度的变化来推测被测物体的特性和气象要素的分布
4、被动式大气遥感探测
      是在一定电磁波谱段内测量被测物体发射的电磁辐射,然后由物理定理推出被测物体的特性和气象要素的分布
在需要空间和时间很密集的资料时,观测区域是常规观测仪器所不能达到的,或者使用常规观测仪器获取又很不经济,此时,遥感就成为了一种特别有用的探测手段
主要内容
13.1 概述
13.2 地基雷达大气遥感探测
13.3 卫星大气遥感探测
2、地基雷达大气遥感探测
1、雷达
  “雷达”是Radio Detection And Ranging缩写Radar的音译,字面上含义是无线电探测和测距。确切的讲,就是无线电方法发现并测定空间目标的位置。
  最主要的作用:就是用于警戒强对流灾害性天气。同时,也可以把它作为研究大气物理的重要手段
常规天气雷达 50年代开始使用军事雷达 58年引进第一部天气雷达 60年代末711X波段
数字化天气雷达 70年代自行生产711、712、713 80年代具有数字处理系统的714S波段,引进多普勒雷达
多普勒天气雷达 90年代已生产出714CD、714SD型脉间相干雷达 99年对WSR-88D进行改造,第一部先进的S波段全相干脉冲多普勒雷达CINRAD/CC 3824型
4、雷达气象方程
雷达机各参数及其在雷达探测中的作用
气象因子的作用
距离因子的影响
6、散射是雷达探测大气的基础。 雷达截面:雷达截面的大小反映了粒子所造成的后向散射的大小。 雷达反射率:单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和,以η表示 雷达反射率因子:单位体积中粒子的数密度与直径6次方乘积的总和,用Z表示。 反射率因子Z值的大小,反映了气象目标内部粒子的尺度和数密度,常用来表示气象目标的强度。由于反射率因子Z只取决于气象目标本身而与雷达参数和距离无关,所以不同参数的雷达所测得的Z值可以相互比较。 等效反射率因子Ze:能够产生同样回波功率,与小球粒子的         等效的Z的数值。引进Ze值后.即使在米散射情况下.只要以Ze值代替Z值,雷达气象方程仍可保持瑞利散射时的简单形式
衰减:就是吸收和散射两种作用的总和,由于衰减,使回波图像、定量测量情况与实际情况之间出现偏差,造成回波的失真。了解衰减对雷达探测的影响,对于正确使用回波资料是十分重要的。衰减物:大气、云、降水粒子
云的衰减
(1)液态云:衰减与波长、温度成反比。
(2)液态云:10cm雷达波云的衰减可以忽略;
             5cm雷达波云的衰减一般可以忽略;
             3cm雷达波穿过较长距离的云层时,
                云的衰减不可以忽略。
(3)冰云:由于冰的介电常数小,冰云的衰减要比液态云的衰减小2~3个量级,因此冰云的衰减可以忽略。
雨的衰减考虑
10cm雷达除特大暴雨外,一般雨滴可以忽略
5cm雷达对中、小雨滴可以忽略
3cm雷达对雨滴不能忽略
8、脉冲多普勒雷达测量的基本参数
             多普勒雷达的探测出可以得到雷达反射率因子外,还可以以多普勒效应为基础,通过接收和发射信号之间的相位或频率差异,测定有效照射体内散射粒子相对于雷达的平均速度、速度谱以及速度谱宽等物理量
9、研究回波强度分布和回波径向速度场特征的意义
前者可以了解回波强弱和性质,从而可以知道属于什么类型和性质的回波
后者除进一步证实上述回波的强弱和性质外,还可以了解大气流场、气流垂直速度分布等
两者结合,加上有时间序列的连续探测资料,就可以了解回波演变和移动规律
10、回波分类
(1)气象回波:分为降水回波和非降水回波。
     成因:大气中云、降水中的各种水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中温、压、湿等气象要素剧烈变化而引起的。
     降水回波:层状云连续性降水回波、对流云降水回波、积层混和云降水回波、雪的回波,冻雨、沙暴中降水、第二次扫描回波等其他类型降水回波。
     非降水回波:云的回波、雾的回波、闪电信号及其回波、晴空大气回波(点状或圆点状、窄带状、细胞状、层状、大气波动和湍流、环状、海风)。
(2)非气象回波:
     成因:地物、飞机等非气象目标物对电磁波的反射以及由于雷达的性能而引起的虚假回波。
     包括:地物回波、超折射回波、同波长干扰回波、飞机船只等的回波、海浪回波、由天线辐射特性造成的虚假回波。
多普勒径向速度场分析技术
对其基本特征的研究,①可按零径向速度线;②朝向雷达雷达分量(负)、离开雷达分量(正)范围、分布及中心;③强多普勒径向速度梯度带;三个方面进行分析。
在PPI上,当距离变远,即距离增加实际风向始终和零径向速度线正交。即任意高度上零径向速度廓线方位转过±90º,就是该高度上的实际风向。
距离高度显示器(RHI)
反射率剖面图,典型强对流冰雹天气,回波高度达12.0Km, 强度达60dBz
距离仰角显示器(REl)
等高平面位量显示器(CAPPl)
基本速度图,由风场看出上下层均为一致东南风,水汽充沛,降水维持
风廓线图, 强劲的东南偏南风,输送足够的水汽,有利于降水天气产生及维持
速度方位显示,入流大于出流,说明低层有辐合
垂直液态含水量(VIL),垂直液态含水量最大达到44kg/m2。水汽充沛,有利于产生冰雹 。
回波顶高、回波显示高度达11.6Km,说明对流发展旺盛。回波顶高是一个监测对流性天气产生强降水的重要指标
主要内容
13.1 概述
13.2 地基雷达大气遥感探测
13.3 卫星大气遥感探测
13.2 卫星大气遥感探测
13.2 卫星大气遥感探测
1、可见光探测
          可见光谱段是一个很狭窄的波长间隔,波长在0.35-0.8微米之间,这一谱段的最大特点是它对人眼的视网膜施以一种特殊的刺激引起视觉,因而人眼可以感觉它,可见光通过梭镜可以分解为紫、蓝、绿、黄、橙、红等颜色
1、可见光探测
          可见光探测主要测量地面(包括云面)对太阳辐射反射的可见光辐射,物体对太阳辐射的反射辐射可以从0.3微米的紫外光谱区延伸至波长2.5微米的近红外光谱区。从0.75微米到2.5微米的近红外光谱区称为反射红外辐射区
1、可见光探测
           可见光探测主要应用于卫星遥感。卫星探测器属于被动式遥感探测仪器(实际上现在已经发展了主动式可见光卫星传感器,如CALIOP(星载激光雷达)),其在可见光谱段测量目标物对太阳光的反射辐射。若把卫星测得的这种辐射转换成图象便得到可见光云图
      在一定太阳高度角下,可见光云图上物象的色调主要决定于目标物的反照率。一般说来,目标物的反照率愈大,其色调愈白。从可见光云图可以观测到云系的各种分布,地表特征(高山、平原、沙漠、河流、积雪等),海流、海冰等
2、红外辐射探测
      红外辐射光谱段从0.8微米到1000微米。红外辐射也称热辐射。红外辐射是人眼看不见的光线,但是利用仪器可以测量它。
2、红外辐射探测
          卫星上的红外辐射探测器测量的是地球
  ——大气系统发出的红外辐射,若把卫星测得的这种辐射转换成图象便得到红外云图。在红外云图上,色调愈黑处表示目标物发射的辐射愈强,色调愈浅表示目标物发射的辐射愈弱。由于红外辐射取决于温度,温度愈高辐射愈强,温度愈低辐射愈弱,所以红外云图也可看成为一张温度分布图。这样一来,就可以根据红外云图上色调的深浅判断温度的高低。色调愈白,温度愈低;色调愈黑,温度愈高。由于大气温度随高度是递减的,低云和地表的温度较高,中云次之,卷云最低。所以由红外云图可以判别云顶高度和云的种类
2、红外辐射探测
           卫星的红外辐射探测不仅可以得到云系分布、云顶高度、云顶温度,而且还可以确定海面温度、地表温度、洋流、海洋石油污染等。
      红外辐射探测还可以测定大气垂直温度分布廓线。大气垂直温度分布状况是数值天气预报所需要的重要数据。
      另外,红外辐射探测可以利用大气中各种成份的吸收光谱特性,接收太阳辐射或反射,对大气中的某种成份进行遥感测量。如监测CO2,常使用波长为2.06微米的CO2吸收带;测量大气中的CH4含量,常使用波长为3.34微米的CH4的P(2)吸收线
3、微波探测
          微波辐射通常指1毫米到30厘米波长范围的辐射。微波辐射本质也是一种“长波热辐射”。自然界里许多物体都能吸收和发射微波辐射。利用感应器测量物体发射的微波辐射来探测物体的各种特性的技术称微波遥感
3、微波探测
          微波探测  比红外辐射探测精度高;微波窗口透明度高,受外界干扰小,可以透过云层测量云下的温度。但是微波辐射能量小,温度100K、波长10厘米的微波辐射能量仅为波长10微米的红外辐射的亿万分之一。同时微波的空间分辨率低,取样速度慢,所以通常将微波探测和红外辐射探测结合起来进行大气探测。
OMI 数据
OMI(臭氧监测仪)是下视成像光谱仪,装载在美国Aura卫星上。
测量直射和散射太阳光的270—500 nm的光谱,由此反演NO2等微量气体。
Aura卫星是一颗太阳同步极轨卫星,过顶北京时间约13时30分。每天可以获得在北京上空观测的NO2数据。OMI具有每日覆盖和高空间分辨率(24*13平方千米,在星下点)。
荷兰KNMI负责OMI的数据处理,基于物理反演-同化-模拟相结合的方法获得准实时的对流层NO2柱总量。
动画
现有星载传感器-气溶胶遥感
气溶胶光学厚度卫星遥感产品
长序列气溶胶光学厚度卫星遥感产品
AVHRR
     海洋,精度低, 1981-,1度
TOMS/OMI
     海陆,生物质燃烧和沙尘,1978-,精度低,1度
MODIS
     海陆,暗地表和亮地表,2000-,10 km
MISR
     海陆,swath窄,2000-,17.6 km
 

mw娱乐城_开户免费送金:现代大气探测学-第mw娱乐城十三讲-大气遥感探测ppt

Copyright © 2002-2017 mw娱乐城_开户免费送金 版权所有 备案号:鄂ICP备12013456号-2 鄂公网安备61032703000318