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机载对空微波辐射计测云液态水含的反演方法研究

作　者: 江芳
导　师: 肖稳安；雷恒池；魏重
学　校: 南京气象学院
专　业: 大气物理学与大气环境
关键词: 机载微波辐射计云液态水含量反演方法云模型
分类号: P412.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 126次
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内容摘要

云中液态水含量一直是多种学科和业务中都极其重要的量，尤其是人工影响天气领域，云中云水含量及过冷水条件是决定可播性的先决条件。然而目前测量的手段并不多，且已有的手段中又各有其局限，鉴于这种情况，中国科学院大气物理研究所与吉林省人工影响天气办公室合作，委托中国科学院长春分院地理所在我国首次研制了对空机载微波辐射计。有了新的仪器，就应该有新的反演方法适用于它。然而国际和国内目前为止，几乎没有相关的研究论文。在这种情况下，本文对对空机载微波辐射计的反演方法进行探索。本文介绍机载对空微波辐射计探测云中路径积分液态水含量(L)的辐射传输原理和反演方法；根据吉林省长春市和陕西省西安市的历史探空资料和典型的层状云液水垂直分布模式，得到这两个地区4-7月各月的随高度而变的反演公式及其系数的表达式；探索了和反演系数有关系的大气的影响，并在各个月份之间进行了比较分析；给出了反演误差的数值模拟检验结果：在地面反演值对‘真值’的统计相对偏差是15-25％，在6公里高度处为5-10％，表明该方法已具有实用可接受的精度。为减少由于回归样本中云液水廓线的‘失真’给反演造成的误差，本文在对探空廓线作诊断建立云液水廓线时，引入了实际目测的最低云底高的信息。数值模拟比较表明该措施行之有效，使对流层中下层的几乎所有高度上L反演值的精度提高5-20％，观测高度越低，精度提高越多。此外，本文将求得的长春地区4月的反演系数应用到长春4月22日的一次飞行实验中，结果表明，能够探测出云中液态水和过冷水含量及其变化。这显示了机载微波辐射计的实用性和可操作性。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-7
第一章导论  7-17
  1．1 探测云中液水含量的重要意义及方法  7-10
  1．2 国内外对空微波辐射计（地基和机载）探测大气水的历史及现状  10-14
  1．3 对空微波辐射计遥感路径积分云液水的方法  14-15
  1．4 提出的两个问题  15-16
  1．5 具体研究的方法  16-17
第二章云天大气辐射传输方程和反演方法的实现  17-24
  2．1 大气辐射传输理论和辐射传输方程  17-18
  2．2 机载对空微波辐射计的遥感方程  18-22
  2．3 反演方法的实现  22-24
第三章云模型和云天大气样本  24-26
  3．1 云模式  24
  3．2 云天大气样本  24-26
第四章反演公式极其各项的系数  26-37
  4．1 反演公式的探索  26-27
  4．2 反演系数的给出  27-29
  4．3 与反演系数相关的进一步探讨  29-37
第五章反演精度的数值模拟检验  37-41
  5．1 检验方法和检验样本  37
  5．2 检验指标  37-38
  5．3 检验结果  38
  5．4 建立云廓线时加入实际云底高信息对反演精度的改善  38-41
第六章仪器和观测情况  41-44
  6．1 仪器概况和标定方法  41
  6．2 云液态含水量的测量  41-44
第七章结论  44-46
致谢  46-47
参考文献  47-51
附图  51-66

机载对空微波辐射计测云液态水含的反演方法研究

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