基于衛(wèi)星云圖與微波散射計的臺風中心定位研究.pdf

1、臺風是生成在熱帶洋面上強烈的大氣渦旋，在衛(wèi)星云圖和微波散射計風場數(shù)據(jù)中都能表現(xiàn)出有組織的氣旋。我國東南沿海地區(qū)緊鄰西北太平洋，是世界上遭受臺風影響最嚴重的地區(qū)之一。準確的臺風中心定位對于有效監(jiān)測和預報臺風具有重要意義。然而由于臺風形態(tài)及其運動規(guī)律的復雜性，目前對臺風中心定位仍處于研究和探索階段。
　　在國內(nèi)外已有研究基礎上，本文嘗試運用衛(wèi)星云圖和微波散射計數(shù)據(jù)，開展臺風中心定位及相關問題研究，具體內(nèi)容如下：
　　1．基于FY

2、-2衛(wèi)星的可見光、紅外云圖和HY-2衛(wèi)星的微波散射計風場數(shù)據(jù)，對臺風中心定位方法進行研究分析。提出基于FY-2衛(wèi)星云圖的“螺旋-環(huán)中心”臺風中心定位方法，HY-2衛(wèi)星微波散射計的“區(qū)域風速法”和“區(qū)域風向法”臺風中心定位方法。選取具體臺風案例進行應用實驗，并將結(jié)果與中國氣象局（National Meteorological Administration,CMA）、日本氣象廳（Japan Meteorological Agency,JMA

3、）和美國聯(lián)合臺風警報中心（Joint Typhoon Warning Center,JTWC）的最優(yōu)路徑數(shù)據(jù)進行對比分析，并選擇最大圓距離法（單位：km，后文所涉及的單位均為km）進行精度評價，結(jié)果如下：
　　臺風“燦鴻”HY-2衛(wèi)星微波散射計臺風中心定位及監(jiān)測路徑與CMA、JMA、JTWC的最大圓距離分別為63.45、55.61、65.66，其標準差分別為31.74、48.54、55.56；臺風“蘇迪羅”HY-2衛(wèi)星微波散射計臺

4、風中心定位及監(jiān)測路徑與CMA、JMA、JTWC的最大圓距離分別為47.29、53.45、59.87，其標準差分別為73.93、89.77、91.17；臺風“杜鵑”HY-2衛(wèi)星微波散射計臺風中心定位及監(jiān)測路徑與CMA、JMA、JTWC的最大圓距離分別為60.78、45.66、57.88，其標準差分別為44.37、41.71、58.69。
　　2．在上述不同臺風中心定位方法的基礎上，利用線性與非線性的回歸方法，通過自變量與因變量的最優(yōu)

5、擬合，經(jīng)過大量的實驗分析，總結(jié)出FY-2衛(wèi)星云圖與HY-2衛(wèi)星微波散射計之間的數(shù)學關系，尋求最優(yōu)分段擬合函數(shù)，建立基于FY-2衛(wèi)星云圖與HY-2衛(wèi)星微波散射計風場數(shù)據(jù)之間的數(shù)學模型，最終得到擬合數(shù)據(jù)。在沒有HY-2衛(wèi)星微波散射計數(shù)據(jù)的臺風監(jiān)測期間，用該數(shù)據(jù)對臺風進行中心定位，并進行精度驗證。結(jié)果表明，擬合后的產(chǎn)品能夠有效替代HY-2衛(wèi)星散射計數(shù)據(jù)缺失情形下的海面風場，從而確定臺風中心，結(jié)果如下：
　　臺風“燦鴻”與CMA、JMA、

6、JTWC的最大圓距離比微波散射計臺風中心定位及監(jiān)測路徑分別提高了9.86、0.91、9.07；臺風“蘇迪羅”與CMA、JMA、JTWC的最大圓距離比微波散射計臺風中心定位及監(jiān)測路徑分別提高了0.59、5.16、9.28；臺風“杜鵑”與CMA、JMA、JTWC的最大圓距離比微波散射計臺風中心定位及監(jiān)測路徑分別提高了4.38、0.91、6.82。
　　以上研究表明，本文建立的基于FY-2衛(wèi)星云圖與HY-2衛(wèi)星微波散射計的擬合方法及其產(chǎn)