兰州大学学报(自然科学版)
蘭州大學學報(自然科學版)
란주대학학보(자연과학판)
JOURNAL OF LANZHOU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES)
2015年
2期
193-201
,共9页
张北斗%黄建平%郭杨%商建%吴琼
張北鬥%黃建平%郭楊%商建%吳瓊
장북두%황건평%곽양%상건%오경
微波辐射计%降水雷达%温湿廓线%水汽
微波輻射計%降水雷達%溫濕廓線%水汽
미파복사계%강수뢰체%온습곽선%수기
microwave radiometer%precipitation radar%temperature and humidity profile%water vapor
利用TP/WVP-3000型地基微波辐射计12通道亮温观测资料,发展了一套大气温湿及液态水廓线反演算法。首先对近20年历史探空数据进行数据转换、插值等处理后,分无云和有云两种类型,运用MWMOD微波辐射传输模式,计算无云情况下的微波亮温集,根据相对湿度廓线,利用模式的绝热液水含量分析方法,模拟计算出液态水廓线及对应的微波亮温数据集,利用改进BP神经网络计算模型,通过神经网络学习训练,获取代表该地区的神经网络系数,用于反演计算大气温度、水汽密度、相对湿度和液态水廓线。与GPS探空数据对比,反演的大气温度廓线在7 km以下误差均在3 K以内,水汽密度廓线在6 km以下误差均在3 g/m2以内,部分底层廓线的反演值与GPS探空观测接近,获得了较好的反演结果。同时,通过模式分析出云水廓线,弥补GPS探空不足,利用微波辐射计观测进行验证,估算雷达路径积分衰减,用于试验降水雷达反演分析。
利用TP/WVP-3000型地基微波輻射計12通道亮溫觀測資料,髮展瞭一套大氣溫濕及液態水廓線反縯算法。首先對近20年歷史探空數據進行數據轉換、插值等處理後,分無雲和有雲兩種類型,運用MWMOD微波輻射傳輸模式,計算無雲情況下的微波亮溫集,根據相對濕度廓線,利用模式的絕熱液水含量分析方法,模擬計算齣液態水廓線及對應的微波亮溫數據集,利用改進BP神經網絡計算模型,通過神經網絡學習訓練,穫取代錶該地區的神經網絡繫數,用于反縯計算大氣溫度、水汽密度、相對濕度和液態水廓線。與GPS探空數據對比,反縯的大氣溫度廓線在7 km以下誤差均在3 K以內,水汽密度廓線在6 km以下誤差均在3 g/m2以內,部分底層廓線的反縯值與GPS探空觀測接近,穫得瞭較好的反縯結果。同時,通過模式分析齣雲水廓線,瀰補GPS探空不足,利用微波輻射計觀測進行驗證,估算雷達路徑積分衰減,用于試驗降水雷達反縯分析。
이용TP/WVP-3000형지기미파복사계12통도량온관측자료,발전료일투대기온습급액태수곽선반연산법。수선대근20년역사탐공수거진행수거전환、삽치등처리후,분무운화유운량충류형,운용MWMOD미파복사전수모식,계산무운정황하적미파량온집,근거상대습도곽선,이용모식적절열액수함량분석방법,모의계산출액태수곽선급대응적미파량온수거집,이용개진BP신경망락계산모형,통과신경망락학습훈련,획취대표해지구적신경망락계수,용우반연계산대기온도、수기밀도、상대습도화액태수곽선。여GPS탐공수거대비,반연적대기온도곽선재7 km이하오차균재3 K이내,수기밀도곽선재6 km이하오차균재3 g/m2이내,부분저층곽선적반연치여GPS탐공관측접근,획득료교호적반연결과。동시,통과모식분석출운수곽선,미보GPS탐공불족,이용미파복사계관측진행험증,고산뢰체로경적분쇠감,용우시험강수뢰체반연분석。
An atmospheric profile retrieval algorithm was proposed based on the MWMOD microwave radiation transmission model and neural network using a twelve channel microwave radiometer. Temperature profile, water vapor profile, relative humidity profile, liquid water profile, integrated water vapor and liquid water path were retrieved through an analysis of the observed microwave radiation brightness and temperature, which are very important for an airborne field campaign. The error of the inversion temperature profile was lower than 3 K in the 7 km, and the one of humidity profiles was lower 3 g/m2 in the 6 km. The inversion results were better in some cases. The path-integrated attenuation (PIA) of the ground-base radar could be computed by analyzing the liquid water content of cloud, and could be validated using the observation of TP/WVP-3000 Radiometer. Using a ground-based multi-channel microwave radiometer, GPS radiosonde data and MWMOD model, the integrated attenuation of the Ka-band radar was computed and the attenuation correction was accomplished. The retrieval data has important reference value for estimating the attenuation of ground-based weather radar echoes.