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利用衛星微波觀測亮溫與云輻射模擬亮溫的臺風定位分析

2022-10-18 09:40畢明明鄒曉蕾
氣象科學 2022年4期
關鍵詞:颶風微波臺風

畢明明 鄒曉蕾

(南京信息工程大學 資料同化研究和應用聯合中心,南京 210044)

引 言

熱帶氣旋是一個由云和雷暴組成的有組織的旋轉系統,起源于熱帶或副熱帶洋面上,并具有閉合的低層環流。由于熱帶氣旋常伴隨暴雨、強風、大浪,引發滑坡、泥石流、洪水等嚴重的自然災害,熱帶氣旋的演變一直是氣象研究者的關注重點,用到的資料仍以大氣再分析資料居多[1-4]。熱帶氣旋中心位置是熱帶氣旋業務預報中必不可少的一個變量,同時也是渦旋初始化的必備參數,對改進熱帶氣旋路徑和強度的預報具有重要意義[5]。由于熱帶氣旋主要在海洋上發生和加強,缺少常規觀測數據,因此氣象衛星遙感數據是對其進行中心定位的主要依據[6]。使用衛星紅外或可見光資料對熱帶氣旋定位在很大程度上依賴于臺風眼是否形成[7],而微波波段可以穿透非降水云,使得定位更加準確[8]。

最佳路徑數據集融合了衛星、飛機偵察和船舶等觀測資料[9-10],并加入了預報員的一些主觀調整,是目前熱帶氣旋強度和路徑最準確和最完整的臺風數據集[11]。Schenkel,et al[12]將臺風附近的海平面最低氣壓值的位置作為臺風中心位置,計算了CFSR、ERA-40、ERA-I、JRA-25和MERRA 5種全球大氣再分析資料的臺風中心位置與最佳路徑的平均距離,分別為64、189、127、72.5和177 km。由于分別使用了渦旋重定位方法和最佳路徑數據集反演的熱帶氣旋中心附近的風廓線數據[13],JRA-25和CFSR再分析資料在熱帶氣旋強度和位置上要比ERA-40、ERA-I、和MERRA再分析資料更接近最佳路徑[14]。

衛星微波濕度計觀測資料可以清晰反映臺風周圍的水汽和云雨分布結構。第一代微波濕度計AMSU-B(Advanced Microwave Sounding Unit B)搭載于1998年發射的NOAA-15,后被2005年及以后發射的NOAA-18、NOAA-19、MetOp-A/B/C上搭載的微波濕度計(Microwave Humidity Sounder,MHS)替代。目前,除了MHS,還有美國發射的S-NPP和NOAA-20衛星上搭載的新一代先進技術微波探測儀(Advanced Technology Microwave Sounder,ATMS),中國發射的FY-3C/D上搭載的微波濕度計2型(以MWHS-2表示)和FY-3E上搭載的微波濕度計3型(以MWHS-3表示)。HU,et al[15]將方位譜臺風定位方法應用于ATMS和MHS單通道微波觀測亮溫資料,成功實現對熱帶風暴和臺風中心的定位,對熱帶風暴和臺風等級的熱帶氣旋定位結果與最佳路徑相比平均僅33.8 km和26.2 km。若用大氣再分析資料模擬衛星微波濕度計資料,是否可以用類似方法對再分析資料中的臺風進行定位?

利用大氣再分析資料模擬衛星微波濕度計資料可以使用大氣快速輻射傳輸模式(Radiative Transfer for TOVS,RTTOV)。RTTOV的早期版本是在1990s初由歐洲中期天氣預報中心開發,可以模擬微波波段,紅外波段和可見光波段的衛星傳感器亮溫[16]。RTTOV對微波輻射的模擬可分為晴空和有云兩種情況,晴空模擬只考慮大氣的吸收作用,有云模擬通過調用云散射模塊(Scattering,SCATT)將散射作用加入其中,能有效抑制晴空模擬對大氣水汽含量的高估[17-18]。本研究基于微波濕度計單通道觀測亮溫和ERA5再分析資料全天空模擬亮溫,對用方位譜臺風中心位置定位方法得到的臺風中心位置與最佳路徑數據集的中心位置進行比較,進而分析造成兩類資料臺風中心定位差異的主要原因。

1 資料簡介

1.1 衛星微波濕度計資料特點

微波濕度計MHS、MWHS和先進技術微波探測儀ATMS都是跨軌掃描微波輻射計,其中由我國研發的微波濕度計縮寫用MWHS表示是為了區分歐洲研發的微波濕度計(MHS)。MWHS通道5((183.31±7.0)GHz)和ATMS通道18的中心頻率完全相同,和MHS通道5(190.31 GHz)略有不同。這3個通道的權重函數峰值高度均位于800 hPa左右,可以探測到云和對流層低層的水汽分布特征。ATMS相較于MHS有更寬的掃描帶寬度,在熱帶地區連續兩軌數據之間幾乎沒有數據缺口,這對于觀測熱帶氣旋至關重要[19]。ATMS、MHS和MWHS每條掃描線上分別有96、90和98個觀測視場,3個儀器的星下點分辨率均為15 km左右。本文使用下午星S-NPP搭載的ATMS通道18、上午星MetOp-A搭載的MHS通道5和下午星FY-3B搭載的MWHS通道5亮溫資料,獲得最多4~6次·d-1的臺風觀測資料。

1.2 全球大氣再分析資料簡介

研究所用的大氣再分析資料為歐洲中心第五代全球大氣再分析資料ERA5,時間分辨率為1 h,水平分辨率為0.25°×0.25°,垂直方向共37層,使用ERA5在時間和空間線性插值到微波濕度計在臺風區域的觀測時間和地點的資料。ERA5是基于2016年就在業務中運行的集合預報系統Cy41r2生成的,在模式中同化了多種衛星觀測資料和站點資料,其中濕度計資料僅包括FY-3B和FY-3C搭載的MWHS和MWHS-2[20]。

1.3 臺風個例描述

選取2012年在北美登陸的兩個颶風Sandy和Isaac展開研究,颶風分級采用薩菲爾—辛普森(Saffir-Simpson)分級標準,即將熱帶氣旋分為熱帶低壓、熱帶風暴、颶風CAT1—5等級。最佳路徑資料用的是美國國家颶風中心最佳路徑數據集HURDAT2,包含逐6 h的熱帶氣旋位置、強度、中心氣壓和最大風速等信息。由于微波濕度計數據和最佳路徑數據集在時間上存在差異,在研究中比較微波濕度計觀測和模擬亮溫的定位結果時將最佳路徑數據集的颶風中心位置線性插值到微波濕度計在颶風附近的觀測時次上。

圖1為颶風Sandy和Isaac整個生命史期間的最佳路徑及最大持續風速。Sandy于2012年10月22日在加勒比海西南部生成,并快速增強于25日達到CAT3等級,最大風速約50 m·s-1,27日后又發生一次增強于29日達到CAT2等級,最大風速約42.5 m·s-1。Sandy生成初期在加勒比海向西移動,越過巴拿馬后開始向東北方向移動到達中緯度地區,最后于28日向西北方向移動并在30日登陸美國大西洋城。Isaac于2012年8月21日在非洲西海岸生成,并于當天達到維持了7 d的熱帶風暴強度,在28日上午達到CAT1等級,最大風速約35 m·s-1。Isaac在25日之前一直向西移動,25日后開始向西北方向移動,于29日在美國路易斯安那東南部登陸。

圖1 2012年10月颶風Sandy(空心)和8月颶風Isaac(實心):(a)最佳路徑;(b)最大可持續風速(m·s-1)

2 利用觀測和模擬亮溫的臺風中心定位方法

2.1 有云亮溫模擬

采用大氣快速輻射傳輸模式(RTTOV V13.0)[21]獲得大氣再分析資料的模擬亮溫。RTTOV通過訓練好的系數文件和大氣變量信息計算出光學厚度,再依據光學厚度與透射率之間的線性關系計算得到透射率,從而完成輻射傳輸方程的求解,得到晴空條件下的模擬輻射[16,21]。全天空模擬通過調用云散射模塊計算得到有云模擬的輻射和大氣層中的有效云比例(由等壓面層上的云量、云中液態水含量、云中冰水含量、雨水含量和雪水含量計算得到[22-23]),再與晴空條件下的模擬輻射線性組合得到全天空模擬輻射:

Ltotal=(1-C)Lclear-sky+CLcloudy,

(1)

晴空模擬在計算輻射率時用到的主要數學方法是統計回歸,而云散射模塊則為delta-Eddington近似法。通過delta-Eddington近似,Lcloudy計算表達式如下:

Lcloudy(z)=C1exp(Λ(z))+

C2exp(-Λ(z))+B(Ttop),

(2)

Λ2(z)=3[αe(z)-αs(z)]

[αe(z)-αs(z)g(z)]。

(3)

其中:z是大氣層頂高度;Ttop是大氣層頂的平均溫度;B(Ttop)是溫度為Ttop時的普朗克函數;αe是大氣消光系數;αs是散射系數;g是前向散射系數;C1和C2是待定系數,通過邊界條件確定,即輻射率需在包括大氣上下界在內的N+1個分層界面上滿足邊界條件[17]。

2.2 臺風中心定位方法簡介

在臺風附近衛星觀測的亮溫場中,對稱分量通常占主導地位[24]。通過譜展開可以提取亮溫場的對稱分量及其他波數分量,以亮溫場中不同位置為中心進行譜展開,可將最大對稱分量的位置作為臺風中心位置[15,25]。方位譜中心位置定位所用資料為ATMS通道18、MHS通道5和MWHS通道5的亮溫資料。圖2a展示了2012年10月24日14時38分(世界時,下同)的MHS通道5觀測亮溫在颶風Sandy附近的水平分布。以圖2為例,方位譜中心位置定位方法具體步驟如下:

圖2 2012年10月24日14時38分MetOp-AMHS通道5的:(a)觀測亮溫;(b)1.5°網格平均觀測亮溫;(c)第一步譜分析得到的颶風Sandy的中心位置(三角形符號)、預估中心點(黑色點)和預估范圍(灰色方框);(d)第二步譜分析得到的颶風位置(圓圈)、預估中心范圍(最小方框)和半徑為360 km的虛線圓(黑色和灰色叉分別表示1.5°網格及向東、北方向平移0.75°后的1.5°網格的最低平均觀測亮溫位置;紅色叉是初估位置;臺風符號是最佳路徑位置)

(1)按1.5°×1.5°網格分辨率計算微波濕度計通道5的平均亮溫(圖2b),并將該網格上的網格點向東北方向移動0.75°后再計算平均亮溫,將前后兩次得到的最低亮溫(圖2b中黑色叉和灰色叉)點的中間位置(圖2b中的紅色叉)作為臺風的初估位置;

(2)將亮溫插值到0.15°×0.15°分辨率的網格上(圖2c),然后在臺風初估位置(圖2c中的黑色叉)附近4°×4°的范圍內(預估范圍,圖2c中的灰色方框)的每一點用方位譜分析展開,得到每一點上的30~360 km徑向距離的0波分量,滿足30~360 km內平均0波分量最大且30 km和360 km的0波分量大于預估范圍內網格點在30 km和360 km的平均值兩個條件的位置作為第一步方位譜分析定位結果(圖2c中的三角形符號);

(3)以第一步方位譜分析定位結果為中心,將網格點加密為0.05°×0.05°的2°×2°區域(預估中心范圍,圖2d中最小方框),再用方位譜分析展開得到所有預估中心30~360 km徑向距離的0波分量,同樣滿足第一步譜分析定位中兩個條件的位置作為最終定位結果(圖2d中的圓圈符號)。

圖3是2012年10月24日14時38分用ERA5再分析資料全天空模擬的MetOp-A MHS通道5的亮溫水平分布(圖3a)、1.5°×1.5°網格分辨率的平均亮溫水平分布(圖 3b),及采用第一步和第二步方位譜分析定位的颶風Sandy中心位置(圖3c、d)。圖3a全天空模擬亮溫水平分布能夠顯示出臺風的螺旋結構,但沒有明顯的臺風眼,且模擬亮溫整體較觀測亮溫偏高。初估位置一般表示臺風附近最強的對流區域,對于圖2a中的觀測亮溫,低亮溫區在臺風中心南北兩側均有分布,但對于圖3a中的模擬亮溫,低亮溫區主要在臺風中心的東北側,導致觀測和模擬亮溫的初估位置分別位于臺風中心西南側和東北側,說明模擬得到的臺風中心附近的對流云在位置和強度上存在偏差。從圖2c、3c中可以看到,初估位置的不同不影響方位譜分析定位,因為觀測和模擬亮溫的預估范圍都能夠將臺風中心包含在內。最后,圖2d觀測亮溫方位譜分析定位的臺風中心位于臺風眼,與最佳路徑相差18.3 km,圖3d模擬亮溫定位中心位于低亮溫區的對流云處,與最佳路徑相差90.4 km。

圖3 通過ERA5再分析資料得到的MetOp-AMHS通道5全天空模擬亮溫,其他同圖2

3 數值結果

3.1 衛星觀測和全天空模擬亮溫定位結果

方位譜分析不僅可以得到亮溫場的對稱分量,還能得到其他波數分量。圖4展示了觀測和模擬亮溫方位譜分析定位中心的0~4波振幅的徑向變化,相較于非0波分量,觀測和模擬亮溫定位中心的0波分量在30~360 km范圍內均始終保持最大分量,表明觀測和模擬亮溫場的對稱部分在臺風的結構中占主導作用。150~300 km的觀測和模擬亮溫定位中心的0波分量振幅基本相同,但在30~150 km和300~360 km的模擬亮溫定位中心的0波分量大于觀測亮溫定位中心的0波分量。1波分量則恰恰相反,在30~150 km和300~360 km觀測亮溫定位中心的1波分量大于模擬亮溫定位中心的1波分量,150~300 km范圍內兩者1波分量大小相近。觀測和模擬亮溫定位中心的2波和4波分量大小相近,但觀測亮溫定位中心的3波分量始終大于模擬亮溫定位中心的3波分量。

圖4 2012年10月24日14時38分MetOp-AMHS觀測亮溫(空心圓)和ERA5模擬亮溫(實心圓)方位譜分析的0~4波振幅的徑向變化

為更清晰地展現觀測和模擬亮溫的定位差別,分別挑選觀測和模擬亮溫定位結果相差較大以及定位結果相近的2個時次進行分析,如圖5所示。圖5a、b展示了臺風剛生成時的ATMS通道18觀測和模擬亮溫分布,觀測亮溫定位結果在臺風中心南側和北側低亮溫區之間,距離最佳路徑39.8 km,而模擬亮溫定位結果位于臺風中心東側更為對稱的低亮溫區,距離最佳路徑166.7 km。圖5c、d觀測和模擬亮溫定位結果都在臺風的暖核區,與最佳路徑的距離分別是60.0 km和60.1 km,方位譜分析臺風中心定位反映的是對流層低層的結構,而最佳路徑的中心位置更接近地面中心。

圖5 不同觀測時間ATMS通道18觀測亮溫:(a、c)同圖2d;(b、d)同圖3d;(a、b)22日17時56分;(c、d)25日18時44分

ATMS通道18和MWHS通道5的中心頻率一致,且S-NPP衛星和FY-3B衛星的過赤道時也僅相差1 h左右,圖6展示了搭載于S-NPP的ATMS通道18和搭載于FY-3B的MWHS通道5不同時刻的觀測亮溫水平分布以及Sandy中心附近的兩條連續掃描線上的地球視場。10月24日19時Sandy位于ATMS觀測掃描帶邊緣(圖6c),但這并不影響通過方位譜分析方法對颶風Sandy的定位。10月24日06時12分和19時,利用ATMS和MWHS觀測亮溫得到的定位結果基本一致,因此MWHS可以用來替換ATMS對颶風Sandy下午的觀測。

圖6 2012年10月24日(a、c)ATMS通道18和(b、d)MWHS通道5觀測亮溫颶風Sandy附近的水平分布(圓圈表示觀測亮溫得到的颶風中心位置;臺風符號表示最佳路徑位置;叉號表示Sandy中心附近的兩條連續掃描線上的地球視場):(a)06時12分;(b)07時04分;(c)19時;(d)18時14分

ERA5全天空模擬亮溫定位結果與最佳路徑的距離較遠,為進一步分析ERA5中的臺風中心位置差異,使用臺風周圍海平面最低氣壓值對颶風Sandy進行定位作為參考。圖7是ERA5全天空模擬亮溫對圖6中ATMS和MWHS觀測時次的定位結果,以MWHS為例,24日07時04分模擬亮溫和觀測亮溫低亮溫區分布相近,但模擬亮溫在臺風中心附近的分布整體向北偏移約1個緯度;24日18時14分臺風的螺旋雨帶結構模擬與觀測亮溫相近,但模擬亮溫的臺風眼結構不明顯。24日07時04分和24日18時14分觀測(模擬)亮溫的定位結果與最佳路徑的距離分別是42.5 km(126.9 km)和35.3 km(45.2 km),海平面最低氣壓值定位結果與最佳路徑的距離分別是41.2 km和28.5 km。海平面最低氣壓值定位結果與觀測亮溫定位結果接近,比模擬亮溫定位結果更接近最佳路徑。

圖7 ERA5全天空模擬亮溫水平分布(黑色叉號表示海平面最低氣壓值定位結果),其他同圖6

3.2 ERA5再分析資料水平分布

雖然微波可以穿透非降水云,但臺風附近的強對流即使是微波也難以穿透,再加上云的散射作用很大,導致微波濕度計觀測到的亮溫在臺風降水區劇烈下降形成低亮溫區。因此,模擬亮溫的低值區分布和觀測差異較大應該是再分析資料中云中液態水或冰水分布導致的。圖8是ERA5再分析資料中的冰水路徑和800 hPa比濕插值到圖6b、6d觀測時次在Sandy附近的水平分布。云中冰水主要分布在對流層400 hPa以上,因此800 hPa比濕反映的主要是對流層低層的水汽狀況,圖8b、8d可以看到臺風中心附近對流層低層水汽充沛,比濕超過13 g·kg-1。24日07時04分和24日18時14分冰水路徑大值區均分布在臺風中心東側和西北側,與模擬亮溫的低值區分布一致。模擬亮溫的低亮溫區明顯偏高,可能是受到云中冰態水的影響,因為冰粒子散射和粒子大小、形狀有關,使得輻射傳輸模式對其模擬難度較大。也有研究指出,數值模式中云參數化存在缺陷,導致再分析資料中的液態水和冰水路徑與實況相比誤差很大[26-27]。

圖8 海平面氣壓水平分布(等值線,單位:hPa;黑色叉是海平面最低氣壓值定位結果)與(a、c)ERA5再分析資料冰水路徑水平分布(填色,單位:kg·m-2)和(b、d)800 hPa比濕水平分布(填色,單位:g·kg-1):(a、b)24日07時04分(海平面氣壓等值線均間隔1.5 hPa);(c、d)24日18時14分(海平面氣壓等值線均間事2 hPa)

3.3 對颶風Sandy和Isaac的定位結果

圖9a是使用ATMS通道18和MHS通道5的觀測和ERA5全天空模擬亮溫對颶風Sandy定位的結果,可以看到第二次定位結果比第一次更接近最佳路徑。觀測和模擬亮溫定位結果與最佳路徑的平均距離分別是35.8 km和73.3 km。在Sandy于25日06時和29日12時兩次達到峰值強度前后,模擬亮溫的定位結果與最佳路徑的距離明顯小于平均距離。在29日18時颶風登陸后,觀測亮溫與最佳路徑的距離明顯增大,主要是由于微波通道亮溫會受到地表植被、地形等多種因素的影響。圖9b是ATMS通道18、MHS通道5、MWHS通道5觀測和全天空模擬亮溫及ERA5海平面最低氣壓值對颶風Sandy定位的結果,可以看到MWHS通道5與ATMS通道18對颶風Sandy方位譜分析定位結果基本一致。MWHS通道5和MHS通道5對颶風Sandy的觀測和模擬亮溫定位中心與最佳路徑的平均距離分別是33.9 km和71.6 km,ERA5海平面最低氣壓值定位中心與最佳路徑的平均距離是48.1 km。在23日12時之前,ERA5海平面最低氣壓值定位結果和模擬亮溫定位結果相近,之后與觀測亮溫定位結果相近??傮w而言,觀測亮溫方位譜分析定位結果和ERA5海平面最低氣壓值定位結果能夠反映出臺風中心位置,與模擬亮溫的定位結果相差較大。

圖9 (a)ATMS通道18(藍色)及MHS通道5(青藍)觀測(實心)和全天空模擬(空心)亮溫對颶風Sandy定位結果與最佳路徑的距離,三角形(圓圈)為第1(2)步定位結果,灰色陰影為颶風Sandy的最大可持續風速;(b)ATMS通道18(藍色)、MHS通道5(青藍)和MWHS通道5(玫紅)觀測亮溫、ERA5全天空模擬亮溫(紅色)及ERA5海平面最低氣壓值(黑色叉號)對颶風Sandy定位的結果與最佳路徑的距離

圖10a是使用ATMS通道18和MHS通道5對颶風Isaac定位的結果,圖10b是ATMS通道18、MHS通道5、MWHS通道5觀測和全天空模擬亮溫及ERA5海平面最低氣壓值對颶風Isaac定位的結果。在24日18時前,觀測亮溫定位結果與最佳路徑的距離較遠,特別是對于ATMS通道18和MWHS通道5,但在這之后,觀測亮溫定位結果與最佳路徑的距離明顯減小。在28日06時之前,模擬亮溫定位結果與最佳路徑距離較遠,之后明顯下降且有時小于觀測亮溫定位結果與最佳路徑的距離。對于颶風Isaac,使用ATMS通道18和MHS通道5觀測和全天空模擬亮溫得到的定位結果與最佳路徑的平均距離分別是32.9 km和82.1 km,使用MWHS通道5和MHS通道5觀測和全天空模擬亮溫得到的定位結果與最佳路徑的平均距離分別是36.4 km和86.2 km。ERA5海平面最低氣壓值定位結果與最佳路徑的平均距離是44.4 km,與觀測亮溫定位結果相比,28日06時前,觀測亮溫定位結果更接近最佳路徑,之后海平面最低氣壓值定位結果更加接近最佳路徑。

圖10 (a)ATMS通道18(藍色)及MHS通道5(青藍)觀測和全天空模擬(紅色)亮溫對颶風Isaac進行第一步(三角形符號)和第二步(圓圈符號)的定位結果與最佳路徑之間的距離(灰色陰影為颶風Isaac的最大可持續風速);(b)2012年8月22—31日ATMS通道18(藍色)、MHS通道5(青藍)和MWHS通道5(梅紅)觀測亮溫、全天空模擬亮溫(紅色)及ERA5海平面最低氣壓值(黑色叉號)對颶風Isaac定位的結果與最佳路徑的距離

從Sandy和Isaac的定位結果來看,臺風的中心定位與臺風強度聯系緊密,因此計算了按熱帶風暴和臺風等級來劃分的定位結果與最佳路徑的距離。對熱帶風暴,ATMS和MHS觀測和模擬亮溫得到的臺風中心位置與最佳路徑的平均距離分別是36.5 km和105.9 km,MWHS和MHS觀測和模擬亮溫得到的臺風中心位置與最佳路徑的平均距離分別是37.3 km和101.9 km;對臺風,ATMS和MHS觀測和模擬亮溫得到的臺風中心位置與最佳路徑的平均距離分別是25.8 km和56.4 km,MWHS和MHS觀測和模擬亮溫得到的臺風中心位置與最佳路徑的平均距離分別是29.0 km和56.6 km。

4 結論

將ERA5再分析資料作為RTTOV的輸入,得到ATMS通道18、MHS通道5、MWHS通道5的全天空模擬亮溫,比較了衛星觀測和全天空模擬亮溫對颶風Sandy和Isaac進行方位譜分析中心定位的差異,以及ERA5海平面最低氣壓值得到的臺風中心定位結果。使用微波濕度計的亮溫資料,方位譜中心位置定位方法能夠得到亮溫場的臺風結構中最為對稱的位置,將該位置視為臺風的中心位置。分析結果表明,對于S-NPP搭載的ATMS和MetOp-A搭載的MHS,觀測和模擬亮溫得到的颶風Sandy(Isaac)中心位置與最佳路徑在其生命期內平均相差35.8 km(32.9 km)和73.3 km(82.1 km)。若按熱帶風暴和臺風等級來劃分,對于熱帶風暴,觀測和模擬亮溫得到的臺風中心位置與最佳路徑的平均距離分別是36.5 km和105.9 km;對于臺風,觀測和模擬亮溫得到的臺風中心位置與最佳路徑的平均距離分別是25.8 km和56.4 km。用FY-3B搭載的MWHS替換ATMS,所得結果與之類似。

使用ERA5海平面最低氣壓值對Sandy和Isaac的定位結果與最佳路徑的距離分別是48.1 km和44.4 km,這與觀測亮溫的定位結果相近,與模擬亮溫的定位結果相差較大。全天空模擬亮溫受冰水路徑影響較大導致低亮溫區分布和觀測亮溫差異較大,因此,目前尚不適合用來對再分析資料中的臺風進行中心定位。此外,ERA5再分析資料的分辨率比衛星微波濕度計資料分辨率低一倍左右,對全天空模擬亮溫的分布結構有影響,是導致方位譜臺風中心位置定位方法出現較大誤差的原因之一。

本研究對臺風數值預報中的全天空模擬亮溫資料同化具有重要指示意義,但目前僅比較了ERA5再分析資料和微波濕度計觀測資料所確定的臺風中心位置差異,還有其他一些表現較優的再分析資料如JRA-25等尚未被考慮,后續準備對更多的臺風個例及不同的再分析資料展開更細致的比較、分析和評估。

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