973课题卫星导风工作总结 许健民 张其松 2003年10月31日

工作内容 进一步提高风产品的质量、频次和密度 改进导风点高度指定方法 水汽图象云导风中引用一阶距方法 在数值天气预报中验证其可用性 发表文章 培养了三名硕士生 发表文章

进一步提高风产品的质量、频次和密度 将FY-2卫星的高精度定位用到FY-2云导风的试验中，取得了极好的效果 推导了GMS卫星每小时一次的云导风，并且已经投入业务 导风密度由每隔1.25度计算一个点提高到每隔1度计算一个点，增加有效风点。

风云二号卫星的云迹风

风云二号卫星的云迹风

风云二号卫星的云迹风

风云二号卫星的云迹风

推导了GMS卫星每小时一次的云导风，并且已经投入业务 主要解决了三方面的问题 1，时间跨度大带来的几何位移大 2，时间跨度大带来的云系变化大 3，时间连续性检验难度大

云高度指定方法改进的工作 做了两个改进： 1，直接用辐射传输方程计算的曲线作订正； 2，用修改后的传输方程计算的曲线作订正； 由于卷云的透明特性导致卫星观测得到的温度不能代表实际卷云所在位置的环境温度，所以要对此进行订正。GMS云导风中的订正是是假定红外、水汽亮温相等的关系式代替当存在不透明云时实际红外与水汽亮温测值的关系式（简称45度线）和实际观测值的散点分布回归线联立求解而得到卷云所在位置的环境温度，用此温度与数值预报数值求出导风点高度。实际做法的原理就是：

在FY-2号和后续的云导风工作中所做的第1个改进是直接用辐射传输方程计算的曲线作订正,即根据国家气象中心数值预报大气温湿度垂直廓线，用辐射传输方程求出当存在不透明云时，红外与水汽测值之间的关系曲线。再从卫星实际观测的红外与水汽得到关系统计回归曲线。用这两条曲线线的方程联立，解出代表导风点所使用的云所在的环境温度。 用此温度与数值预报匹配求出导风点高度。实际做法的原理就是：

用2003年5月28日至31日的卫星导风资料进行了两种结果的比较，平均偏差绝对值由13. 80 m/s降低为11 用2003年5月28日至31日的卫星导风资料进行了两种结果的比较，平均偏差绝对值由13.80 m/s降低为11.88 m/s，均方偏差由16.09 m/s 降低到14.60 m/s实际情况说明，该改进方法对导风精度的提高非常有效。（此检测结果是方翔提供）

第一种改进存在的问题是：如果探空资料不准，或者如果海洋上大范围没有探空资料，那么用数值预报网格点资料根据辐射传输方程求出的不透明云红外水汽通道关系可能不准确。第二个改进就是对该曲线先做适应性修改，得到新的关系式的曲线，用改进后的曲线再做高度指定。

改进前：平均偏差绝对值13.80m/s 偏差均方差 16.09m/s

在观测梯度小的地方用一阶距追踪方法做云导风试验。已在风云2B数据上做了充分试验 一阶距追踪公式为： 国际上在云导风工作中都是采用交叉相关法,只不过是在具体实现的方法上有所不同,例如样本区域的大小不一样、间算算法不一样、计算过程不一样等。计算公式都是一样的。

交叉相关

相关和一阶距

进行了云迹风与探空风的比较

在数值天气预报中验证其可用性

张守峰 王诗文(热带气象学报) 张守峰 王诗文，应用卫星云导风进行台风路径预报试验，热带气象学报，第15卷 第4期，1999年11月，第347-355页，引文如下： “通过引入卫星云导风资料来订正客观分析场，……形成非对称Bogus台风模型。通过上述试验，探讨卫星云导风资料在台风数值预报上的可用性和应用前景。……利用卫星云导风资料订正客观分析分析风场，取得较好的预报效果。再通过质量场的调整，获得订正后的协调分析场，又使预报精度得到进一步提高。”

张守峰 王诗文(气象) 张守峰 王诗文，在台风业务系统中使用卫星云导风资料的试验，气象，第25卷 第8期，1999年8月，第22-25页，引文如下：“目前我国卫星气象中心用GMS资料所推导的云导风产品，无论在分布上还是在误差检验上都有优良表现。……云导风作为观测资料进入模式后，虽然使台风移动速度变慢，但是移动方向偏差减少了，所以距离误差比业务有明显减小。”

周兵 徐海明 吴国雄 何金海 周兵 徐海明 吴国雄 何金海，云迹风资料同化对暴雨预报影响的数值模拟，气象学报，第60卷 第三期，2002年6月，第309-317页，引文如下： “与探空试验相对照，高空云迹风资料同化结果显示，它能改善高空风场质量，改正了控制试验中模式高空风场对中纬度高空西风急流前沿西风强度的描述，使得暴雨中心强度增大10-25mm，对6月13日的模拟得到2个100mm以上的强降水中心，与实际降水分布更加接近。因此，在暴雨预报业务和科研中，改善高空风场对提高降水预报质量是一个有效途径，值得进一步尝试。”

发表论文 Zhang Qisong and Xu Jianmin, Atmospheric Motion Vector (AMV) Analysis Tools In the NSMC AMV Derivation Scheme Fifth International Winds Workshop Xu Jianmin Zhang Qisong, Fang Xiang, Liu Jian,Cloud Motion Winds from FY-2 and GMS-5 Meteorological Satellites Fourth International Winds Workshop Xu Jianmin, Fang Xiang, Zhang Qisong, Developing and Non Developing Tropical Cyclones Revealed by High Density Cloud Motion Winds

发表论文 高密度云导风资料所揭示的发展和不发展热带气旋的对流层上部环流特征 热带气象学报 16卷 3期 2000年8月 方翔 许健民 张其松 Xu Jianmin, Kenneth Holmlund, Zhang Qisong, Johannes Schmetz, A COMPARISION TO THE TWO ATMOSPHERIC MOTION VECTOR DERIVATION SCHEMS: THE EUMETSAT SEG PROTOCAL SCHEME AND THE NSMC SCHEME Fifth International Winds Workshop 高密度云导风资料所揭示的发展和不发展热带气旋的对流层上部环流特征 热带气象学报 16卷 3期 2000年8月 方翔 许健民 张其松

发表文章 文章发表在美国JGR2002年7月第14期

结论 1，云导风计算中引进了一阶距方法后，使得水气图象导风点密度大有提高； 2，改进高度指定方法后，使得导风高度更为合理，大大提高了有效导风密度和精度； 3，云导风结果在数值预报试验中的到了较好应用；应用前景相当好； 4，通过该课题锻炼了导风小组的技术和培养了人才； 5，导风中有些技术比国外有先进之处，但总体上还有较大差距，特别是产品的品种还要不断增加；（如可见光，极轨资料，极地风等）

谢谢