[發(fā)明專利]夜間降雨率的衛(wèi)星反演方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210254967.3
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102789004A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 諸葛小勇;郁凡;王元;張成偉
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術領域

本發(fā)明涉及一種降雨率的衛(wèi)星反演方法，尤其是一種針對夜間降雨率的衛(wèi)星反演方法，屬于大氣科學研究領域，用于多光譜衛(wèi)星圖像夜間降雨反演及臨近預報。

背景技術

靜止衛(wèi)星夜間降水反演算法，一般包括以下兩步，1)劃分雨區(qū)，2）估計雨量；而劃分雨區(qū)又主要包括以下兩個步驟：1)從對流層云(即積雨云)中篩選卷云和卷云砧，2)從暖云中識別出雨層云?(Kurino?1997;Lensky?and?Rosenfeld?2003a;?Luque?et?al.?2006)。

早在1978年，Griffith?et?al.就直接采用云頂亮溫閾值253K進行雨區(qū)劃分，但這種較為武斷的雨區(qū)劃分方法很容易將厚卷云誤判為降水云，故而科學家們(Adler?and?Negri?1988;?Vicente?et?al.?1998;?Ba?and?Gruber?2001?)在此基礎上，利用彌補措施spatial?gradient?of?cloud-top?temperature去除卷云，以達到較好的雨區(qū)劃分效果；而Inoue?(1985,?1987)則利用BTD₂₁（BTD₂₁是一個虛擬通道，其值T_b2-1指通道IR₂與通道IR₁的紅外亮溫差，?IR₂為波長介于11.5μm-12.5μm的紅外通道，通道IR₁指波長介于10.3μm-11.3μm的紅外通道）來識別卷云，但此方法僅限于熱帶海洋（?Inoue?1987）。Lensky?and?Rosenfeld?(2003a,?2003b)分析了云滴有效半徑R_e與輻射值的關系，提出了利用BTD₄₁（BTD₄₁是一個虛擬通道，其值T_b4-1指中紅外通道MIR與通道IR₁的紅外亮溫差，中紅外通道MIR為波長介于3.5μm-4.0μm的紅外通道）的值來劃分雨區(qū)的方法，并認為一個適中的T_b4-1可能暗示了具有大R_e的降水云的存在。根據(jù)以上的分析可知：在整個夜間雨區(qū)劃分的研究歷程中，科學家們主要還是集中于采用閾值組合進行判識，因此，雨區(qū)篩選的效果與實際監(jiān)測情況還是存在一定的差距。

對于夜間雨量估計，常用的方法主要基于以云頂亮溫面積（Arkin?and?Meisner?1987）或者亮溫值（Ba?and?Gruber?2001;?Kuligowski?2002；Vicente?et?al.?1998）為變量的的曲線擬合方法。

另外，相對于日間降水反演的長足發(fā)展，夜間降水反演還存在較大的問題。由于靜止衛(wèi)星測量的紅外輻射主要來自云頂，但降水量更多的是與云中的雨滴譜有關。降水與云頂紅外輻射的關系不容易建立。在白天，可見光(VIS)反射率能夠反映云的光學厚度信息，中紅外(MIR;3.5-4.0μm)反射率信息能夠反映云滴粒子半徑信息(Nakajima?and?King,?1990)。利用它們反演白天降水時能取得很好的效果。夜間反射率信息不能獲得，只能依賴紅外通道本身的信息來反演降水，這無疑增加了夜間反演的難度。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種夜間降雨率的衛(wèi)星反演方法，其首要技術目的是改變現(xiàn)有的雨區(qū)劃分方法，該雨區(qū)劃分方法是通過建立降水概率判識矩陣RPIM后，獲取各種亮溫T_b1、亮溫T_b4-1組合在降水概率判識矩陣RPIM中的降水發(fā)生概率，而降水概率判識矩陣RPIM是基于IR₁-?BTD₄₁二維光譜空間建立的；本發(fā)明的次要技術目的是通過獲取某特定亮溫T_b1、亮溫T_b4-1組合在降水概率判識矩陣RPIM中的降水發(fā)生概率，獲取該特定亮溫T_b1、亮溫T_b4-1組合的雨量估計。因此，通過本發(fā)明所述的雨區(qū)劃分方法、雨量估計方法所獲得的雨量估計值，能夠與實際的降水值具有較好的相關性及較小的偏差，即該雨量估計值與實測值具有較好的一致性，致使本發(fā)明在多光譜衛(wèi)星圖像夜間降雨反演及臨近預報中，具有更好的應用優(yōu)勢。

為實現(xiàn)以上的技術目的，本發(fā)明將采取以下的技術方案：