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題 名 | 地球同步氣象衛星雲導風場之推演與應用(1):推演部分=The Derivation and Applications of Cloud Motion Winds Part Ⅰ: Derivation |
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作 者 | 陳嘉榮; 顏泰崇; 謝信良; | 書刊名 | 氣象學報 |
卷 期 | 42:4 1998.12[民87.12] |
頁 次 | 頁313-330 |
分類號 | 328.886 |
關鍵詞 | 雲導風; 導航誤差; 目標區(追蹤物); 高度指定; 品質管制; Cloud motion winds; Navigation error; Target area/tracer; Height assignment; Quality control; |
語 文 | 中文(Chinese) |
中文摘要 | 本文之主要目的在於介紹現行利用地球同步氣象衛星觀測數拉資料以推演(計算) 雲導風場的方法,並簡介中央氣象局引進衛星雲導風場技術的進展及對該技術所做的若干修 改。欲進行雲導風場的推演,首先必須解決衛星觀測所伴搔的遵航誤差問題。接下來則是在 雲圖數據資料中選取適合的目標區,以供在時間上達績的衛星雲田數技資料中對目標區做追 蹤工作,以求得該目標區的位移向量 (亦即雲導風向量 )。封 15 大 15 像元的目標區 (或 稱追蹤物 ) 的選取方式恰當與否,決定了是否能成功地計算出雲導風場。 潛在目標區內山 局部地區的像元之亮度溫度梯度需大於某些經驗值;(2)225 像元約亮度溫度之平均值與標準 差需分別大於與小於某些經驗值才能確定成為目標區。申央氣象局與氣象星聯合研究中心研 究人員刻正利用一局部對比法來擇定目標區。 利用目標區內之諸 3x3 像元的方形區域內之 平均亮度溫度與亮度溫度標準差作二維簇群分析,以過濾一些難以確定其所在高度的目標區 。然後,即可藉助數值預報的風場資料,進行對一下個時間之雲圖影像內找出與前一時間相 同 (近似 ) 的目標區, 來求得該目標區在兩個連續雲圖時間內的位移向量 (或稱初步雲導 風 )。初步雲導風向量所在高度之指定則是另一挑戰性的工作,雲高指定如出現過大誤差, 雲導風向量的實用性便顯著降低,甚至會成為負面的訊息。例如,垂直風切的存在與否可顯 著影客颱風的發展、強度維持及行進方向。 現有三種雲高指定方法:1 最早期的紅外線窗區 頻道法,中央氣象局與氣象衛星聯合研究中心研究人員目前正嘗試修正本法,配合輻射傳輸 方程與數值預報場之溫溼度剖面, 期望能得出更準確的高度指定;(2) 二氧化碳切割法及 (3) 最新的水汽截取法。水汽截取法對半透明的卷雲之雲高指定最為準確。為保證雲導風向 量場之實用性 (風速及風向的準確性及高度的可靠度等 ),必須對初步雲導風向量作品質管 制; 為同時使垂直與水平方向的初步雲導風向量有較佳之動力與熱力的一致性,必須參考數 值預報模式的風場、溫度場及高度場資料, 解 (或最小化 ) 一懲罰函數以調整初步導風向 量之風向、風速,並對雲導風向量所在之高度重新指定。最後,諦整雲導風向量偏慢傾向之 系統性誤差,而成為最終之雲導風產品。 |
英文摘要 | Cloud motion(or cloud-drifted) winds are valuable guidances for the predictions of weather systems in data sparse areas, such as the oceans. The ways to derive the cloud motion winds by using the observations of geostationary meteorological satellites are introduced in this article. The progress of the corporation between the Central Weather Bureau and the CIMSS toward the technical transfer of cloud motion winds is also reported. The navigation error associated with the satellite observation has to be corrected in the first place. The ensuing processes of target/tracer selection, tracking, and quality control processes of preliminary cloud motion winds need the assistance from the wind fields generated by numerical weather prediction models. The uncertainty of height assignment of preliminary cloud motion winds is discussed and needs to be kept in mind when interpretion the final product of cloud motion winds. The second part of this article will discuss the modifications made to promote the efficiency of the retrieval technique by the scientists in the CWB and CIMSS. The applications of cloud motion winds to subjective weather forecasts and to numerical weather prediction models will be shown in the second part of this article. |
本系統中英文摘要資訊取自各篇刊載內容。