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卫星资料在黄海海雾 监测中的应用

中国海洋大学本科生研究训练计划（ OUC-SRTP ）项目中期汇报. 卫星资料在黄海海雾 监测中的应用. 小组成员：叶鑫欣 焦艳 孙媛媛 胡晓明 汇报人：叶鑫欣. 目录. 项目研究背景 项目进展情况 研究区域与数据 雾区识别的基本原理 雾频统计试验 雾区识别个例 下阶段工作计划. 项目研究背景. 海雾 —— 灾害性天气 卫星遥感海雾 —— 优势突出 如何利用多通道数据有效地反演雾区. 目录. 项目研究背景 项目进展情况 研究区域与数据 雾区识别的基本原理 雾频统计试验 雾区识别个例 下阶段工作计划. 研究区域与数据. 研究区域

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卫星资料在黄海海雾 监测中的应用

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  1. 中国海洋大学本科生研究训练计划（OUC-SRTP）项目中期汇报中国海洋大学本科生研究训练计划（OUC-SRTP）项目中期汇报 卫星资料在黄海海雾监测中的应用 小组成员：叶鑫欣 焦艳 孙媛媛 胡晓明 汇报人：叶鑫欣

  2. 目录 • 项目研究背景 • 项目进展情况 • 研究区域与数据 • 雾区识别的基本原理 • 雾频统计试验 • 雾区识别个例 • 下阶段工作计划

  3. 项目研究背景 • 海雾——灾害性天气 • 卫星遥感海雾——优势突出 • 如何利用多通道数据有效地反演雾区

  4. 目录 • 项目研究背景 • 项目进展情况 • 研究区域与数据 • 雾区识别的基本原理 • 雾频统计试验 • 雾区识别个例 • 下阶段工作计划

  5. 研究区域与数据 • 研究区域 • 119°~128°E，30°~41°N • 卫星数据 • 2008年3~8月 EOS/AUQA卫星MODIS L1B数据 • 来源： • 中国海洋大学八关山气象台DVBS系统 • http://modis-atmos.gsfc.nasa.gov/IMAGES/index.html • http://ladsweb.nascom.nasa.gov/data/search.html • 预处理： • EOSprj，HDF→LD3

  6. 表1 EOS-TERRA和EOS- AQUA卫星总体技术特性

  7. 研究区域与数据 • 实测：黄海沿岸观测站micaps数据 表2 站点信息 （ National Weather Service Telecommunication Operations Center， http://www.weather.gov/tg/siteloc.shtml） 表2 站点信息 （ National Weather Service Telecommunication Operations Center， http://www.weather.gov/tg/siteloc.shtml）

  8. 研究区域与数据 • 实测： • ICOADS （International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set ） Global Marine Surface Observations ，Release 2.4 • 来源： UCAR（http://dss.ucar.edu/datasets/ds540.0/） • 读取能见度、现在天气等记录，用于分析和研究雾区分布。

  9. 雾区识别基本原理 • 可见光波段 • 海雾的反射率小于中、高云类，大于水体和地面。

  10. 北京时间2008年7月9日 12：50 EOS-AUQA MODIS RGB143通道合成图

  11. A B • 2008年7月9日 BJ12：50 EOS-AUQA MODIS通道3（620nm-670nm，可见光） • 左：可见光云图 • 右：A、B点间的反照率分布（横坐标为行编号，纵坐标为反照率） A 0.28~0.44 B

  12. 红外波段： • 在近红外波段，由于雾滴粒径大，雾区反射率较高，甚至高于其在可见光波段的反射率。 • 在远红外波段，雾顶亮温与地面及晴空海域亮温接近，甚至高于地面亮温，低云云顶亮温与周边晴空海域的亮温差要大于海雾。

  13. A B • 2008年7月9日 BJ12：50 EOS-AUQA MODIS通道17（890nm-920nm，近红外） • 左：可见光云图 • 右：A、B点间的反照率分布（横坐标为行编号，纵坐标为反照率） 0.15~0.3

  14. 中红外（MODIS通道20，3.66 - 3.84µm） • 远红外（MODIS通道31，10.3 - 11.3 µm） • 一般情况下，地表晴空下BT10.7µm–BT3.7µm接近0K，卷云区BT10.7µm–BT 3.7µm<10K，而大雾的BT10.7µm–BT 3.7µm亮温差接近2K，应用这两个通道数据可以很好区分大雾和晴空地表。

  15. 北京时间2008年3月11日13：35 • EOS-AUQA MODIS RGB143通道合成图

  16. 北京时间2008年3月12日01：40 EOS-AUQA MODIS • 左：通道31与通道20亮温差分布图 • 右上：C到D点（33°-36°N，122°E）ch31，ch20亮温分布曲线 • 右下：C到D点（33°-36°N，122°E）ch31-ch20（亮温差）分布曲线 D 接近2K C

  17. 雾区识别 0.2<ch3<0.4 0.2<ch1<0.4 1.5K<ch31-ch20<3K 白天 夜间 0.15<ch17<0.35 ch32>271K ch32>271K

  18. 雾频统计试验 • 2008年3月海雾雾频统计 • 轨道数据样本共62个

  19. 雾区识别个例 • 左：北京时间2008年3月11日 12:00 EOS-AUQA MODIS RGB143通道合成图 • 右:雾区识别结果（白色为雾区，红星实测有雾，黄星实测轻雾）

  20. 雾区识别个例 • 左:北京时间2008年3月12日 12:40 EOS-AUQA MODIS RGB143合成图 • 右:雾区识别结果（白色为雾区，红点实测有雾，黄点实测轻雾，绿点实测晴）

  21. 目录 • 项目研究背景 • 项目进展情况 • 研究区域与数据 • 雾区识别的基本原理 • 雾频统计试验 • 雾区识别个例 • 下阶段工作计划

  22. 下阶段工作计划 • 完成2008年其他月份EOS-AUQA卫星MODIS数据的格式转换、校正和雾区识别处理工作 • 结合静止卫星数据识别雾区，加深对卫星遥感海雾原理的理解 • 结合卫星资料和实测数据，进一步统计分析黄海海域雾区的分布情况，综合利用沿岸观测站、海洋观测、浮标站资料，解释和分析其形成机制

  23. 下阶段工作计划 • 通过典型海雾个例分析，完善识别流程、提高雾区的识别效果 • 从其具体形成过程和形成时的海洋—大气要素背景场分布特点入手，细化雾区的识别和分析流程，以达到提高海雾监测准确性的目的 • 卫星数据监测海雾的重点在于实时识别，观察海雾的年际变化不利于发现雾区识别的实际效果，故希望重点分析2008年卫星数据，细化对海雾天气过程和识别效果的分析。

  24. 谢谢大家！

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