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第11章 云和辐射315

11.1 云检测315

11.1.1 基本原理315

11.1.2 云检测方法315

11.1.3 误差分析320

11.2 云分类321

11.2.1 云分类的主要原理321

11.2.2 云分类算法323

11.2.3 云分类的误差分析325

11.3 云顶温度和高度326

11.3.1 基本原理326

11.3.2 计算方法327

11.3.3 误差分析329

11.4 云量330

11.4.1 基本原理331

11.4.2 计算方法331

11.4.3 误差分析333

11.5 云相态334

11.5.1 基本原理334

11.5.2 判识方法335

11.5.3 误差分析337

11.6 云光学厚度和云滴粒子有效半径338

11.6.1 双通道反演云光学厚度和有效粒子半径的计算338

11.6.2 误差分析340

11.7 辐射参数——宽波段大气顶辐射通量计算340

11.7.1 计算方法的原理341

11.7.2 计算方法341

11.7.3 误差分析349

11.8 辐射参数——窄通道射出长波辐射计算349

11.8.1 基本原理349

11.8.2 计算方法350

11.8.3 产品误差分析356

11.9 地面入射太阳辐射356

11.9.1 计算方法原理357

11.9.2 计算方法357

11.10 黑体辐射亮度温度359

11.10.1 算法原理359

11.10.2 计算方法359

参考文献360

第12章 大气参数反演363

12.1 大气温度和湿度廓线363

12.1.1 基本原理363

12.1.2 大气参数反演方法366

12.1.3 误差分析371

12.2 大气可降水372

12.2.1 基本原理373

12.2.2 计算方法373

12.2.3 误差分析377

12.3 降水378

12.3.1 基本原理379

12.3.2 计算方法379

12.3.3 误差分析384

12.4 GPS掩星探测大气参数386

12.4.1 基本原理386

12.4.2 计算方法387

12.4.3 误差分析389

12.5 大气运动矢量389

12.5.1 基本原理390

12.5.2 计算方法390

12.5.3 误差分析394

12.6 降水云廓线394

12.6.1 基本原理394

12.6.2 计算方法395

12.6.3 误差分析398

参考文献398

第13章 大气成分反演401

13.1 大气气溶胶401

13.1.1 基本原理401

13.1.2 资料处理方法402

13.1.3 误差分析409

13.2 臭氧总量410

13.2.1 基本原理410

13.2.2 FY—3/TOU臭氧总量反演计算方法411

13.2.3 误差分析413

13.3 臭氧廓线414

13.3.1 基本原理414

13.3.2 计算方法414

13.3.3 误差分析423

13.4 二氧化碳423

13.4.1 基本原理424

13.4.2 资料处理方法424

13.4.3 误差分析425

13.5 甲烷425

13.5.1 基本原理426

13.5.2 资料处理方法426

13.5.3 误差分析428

13.6 一氧化碳428

13.6.1 基本原理428

13.6.2 计算方法430

13.6.3 误差分析432

13.7 二氧化硫432

13.7.1 基本原理433

13.7.2 计算方法433

13.7.3 误差分析436

13.8 氮氧化物437

13.8.1 基本原理437

13.8.2 计算方法438

13.8.3 误差分析442

参考文献443

第14章 地表参数反演446

14.1 植被指数446

14.1.1 基本原理446

14.1.2 计算方法448

14.1.3 误差分析449

14.2 陆表反射比450

14.2.1 基本原理450

14.2.2 计算方法452

14.2.3 误差分析454

14.3 地表反照率455

14.3.1 基本原理455

14.3.2 计算方法456

14.3.3 误差分析460

14.4 陆表温度461

14.4.1 基本原理461

14.4.2 计算方法462

14.4.3 误差分析467

14.5 土壤湿度467

14.5.1 基本原理468

14.5.2 计算方法468

14.5.3 误差分析472

14.6 积雪参数473

14.6.1 基本原理474

14.6.2 计算方法475

14.6.3 误差及局限性分析484

参考文献486

第15章 海洋参数反演493

15.1 海表温度493

15.1.1 基本原理493

15.1.2 计算方法494

15.1.3 误差分析497

15.2 洋面风497

15.2.1 基本原理497

15.2.2 计算方法498

15.2.3 误差分析502

15.3 离水辐射502

15.3.1 基本原理502

15.3.2 计算方法502

15.3.3 误差分析505

15.4 水体固有光学量507

15.4.1 基本原理507

15.4.2 计算方法508

15.4.3 误差分析510

15.5 水色因子浓度510

15.5.1 基本原理511

15.5.2 计算方法511

15.5.3 误差分析516

15.6 海冰516

15.6.1 基本原理517

15.6.2 计算方法519

15.6.3 误差分析521

参考文献522

第16章 卫星资料在天气分析预报中的应用525

16.1 卫星云图分析思路525

16.1.1 卫星云图诊断分析的物理气象学思路525

16.1.2 卫星云图诊断分析的动力气象学思路525

16.1.3 卫星资料的优势和局限526

16.1.4 本章的内容和资料来源526

16.2 不同通道图像的解释526

16.2.1 可见光图像的解释527

16.2.2 长波红外图像的解释528

16.2.3 水汽图像的解释530

16.2.4 中波红外通道图像的解释和应用532

16.3 卫星图像上云和地物的图像特征540

16.3.1 卷状云540

16.3.2 层状云542

16.3.3 积状云543

16.3.4 气溶胶545

16.3.5 海面特征546

16.3.6 陆面特征546

16.4 天气尺度系统卫星图像特征549

16.4.1 锋面云系549

16.4.2 涡旋云系553

16.4.3 地面反气旋云系555

16.4.4 急流云系555

16.5 水汽边界型561

16.5.1 高空脊前的边界562

16.5.2 高空槽前的边界563

16.5.3 与阻塞形势有关的边界565

16.5.4 对流系统的头边界568

16.5.5 没有重要天气意义的边界568

16.5.6 水汽图像与水汽导风的叠加图上湿区内部的疏散流场569

16.5.7 水汽图像与水汽导风的叠加图上干区内部的汇合流场574

16.5.8 水汽图像与水汽导风的叠加图上没有明显疏散与汇合的形势576

16.5.9 干涌和底涌底部附近的天气578

16.6 温带气旋卫星图像特征580

16.6.1 温带气旋的组成结构580

16.6.2 温带气旋的生命周期583

16.6.3 我国的温带气旋及其生成特征589

16.6.4 干带在温带气旋发生、发展以及预报中的作用594

16.6.5 干带的类型595

16.6.6 动力干带的生命周期595

16.7 中高纬度高空冷涡596

16.7.1 高空冷涡的动力结构596

16.7.2 高空冷涡的云系特征597

16.7.3 高空冷涡的发展和移动598

16.7.4 高空冷涡与温带气旋的差别599

16.8 夏季淮河流域强降水卫星图像特征600

16.8.1 夏季淮河流域强降水的卫星图像特征600

16.8.2 夏季淮河流域雨带的生命史605

16.9 中尺度对流天气系统云系606

16.9.1 成熟强对流系统的结构特征607

16.9.2 中尺度对流系统发生的大尺度环流条件609

16.9.3 有组织的中尺度对流系统616

16.10 热带云系624

16.10.1 热带大气环流特征624

16.10.2 热带大气低频振荡（Madden-Julian Oscillation）云系624

16.10.3 热带辐合带627

16.10.4 热带云团629

16.10.5 东风波云系630

16.10.6 热带地区高空冷涡632

16.10.7 对流层上部槽（TUTT）633

16.10.8 副热带高压634

16.11 热带气旋的云系635

16.11.1 热带气旋各阶段典型的卫星云图特征636

16.11.2 应用水汽图像资料预报热带气旋的移动路径640

16.12 中低纬度云系的相互作用650

16.12.1 适当强度冷空气对台风的维持和加强作用650

16.12.2 孟加拉湾风暴和南支西风槽的结合652

16.12.3 热带云涌653

16.12.4 热带气旋对中纬度环流系统的影响654

参考文献655

第17章 卫星资料在气候分析中的应用658

17.1 长序列卫星遥感气候数据集的建立658

17.1.1 长序列卫星遥感数据再处理658

17.1.2 长序列卫星遥感产品数据集667

17.2 卫星资料在气候监测和预测中的应用678

17.2.1 卫星资料在海面温度监测分析中的应用678

17.2.2 卫星资料在积雪监测分析中的应用681

17.2.3 卫星资料在季风分析中的应用685

17.3 卫星资料在气候模式中的应用690

17.3.1 卫星资料在陆面模式同化中的应用690

17.3.2 卫星资料在海洋模式同化中的应用694

17.4 卫星资料在气候变化研究中的应用695

17.4.1 卫星遥感云量在气候变化分析中的应用695

17.4.2 卫星监测中国内陆湖体面积对全球气候变化的响应697

17.4.3 辐射收支在气候变化分析中的应用698

参考文献701

第18章 数值天气预报应用705

18.1 引言705

18.1.1 气象卫星在数值预报发展中的地位与作用705

18.1.2 卫星观测是解决数值预报所必须的初始场问题的最有效途径705

18.1.3 卫星观测是获取数值预报所需要的大气以外信息的基本途径之一705

18.1.4 卫星观测为全面检验数值预报产品提供了新的视角706

18.1.5 从数值预报看卫星资料的特点706

18.1.6 历史情况706

18.2 卫星资料的同化707

18.2.1 资料同化的基本问题以及同化策略707

18.2.2 卫星快速辐射传输模式708

18.2.3 卫星资料同化的基本理论709

18.2.4 卫星垂直探测器观测资料的直接同化710

18.2.5 大气运动矢量在资料同化中的应用711

18.2.6 星载散射计资料的同化712

18.2.7 受云与降水影响的卫星微观观测资料同化713

18.3 GPS观测资料的同化714

18.3.1 GPS掩星反演的温、湿度廓线的同化714

18.3.2 GPS掩星反演的折射率资料的直接变分同化714

18.3.3 GPS掩星观测弯曲角资料的直接变分同化714

18.4 卫星观测数据在数值预报中同化的质量控制714

18.4.1 卫星观测资料的稀疏化714

18.4.2 卫星辐射资料的质量控制715

18.4.3 卫星辐射资料的偏差订正715

18.5 我国业务数值预报中的卫星资料同化与应用716

18.5.1 历史与现状716

18.5.2 发展的重点717

参考文献717

第19章 生态与农业气象应用719

19.1 生态监测应用719

19.1.1 植被指数长势监测719

19.1.2 土地覆盖监测721

19.1.3 中国陆地生态系统净初级生产力遥感估算727

19.1.4 荒漠化监测及其应用732

19.2 农业气象应用735

19.2.1 中国农业生态系统光能利用率的时空分布735

19.2.2 作物遥感估产739

19.2.3 作物类型识别及面积估算监测743

参考文献747

第20章 环境与灾害监测应用750

20.1 干旱监测及其应用750

20.1.1 干旱监测原理和方法750

20.1.2 个例分析753

20.2 水体面积变化与洪涝监测及其应用754

20.2.1 监测原理与方法754

20.2.2 个例分析757

20.3 水环境监测759

20.3.1 内陆湖泊蓝藻水华监测及其应用759

20.3.2 海洋藻类监测及其应用765

20.3.3 河口泥沙监测及其应用768

20.4 火情监测及其应用770

20.4.1 监测原理和方法770

20.4.2 个例分析774

20.5 沙尘天气的卫星遥感监测776

20.5.1 沙尘遥感监测的原理776

20.5.2 沙尘暴卫星遥感监测方法780

20.6 雾监测及其应用783

20.6.1 监测原理和方法783

20.6.2 个例分析789

20.7 积雪监测及其应用794

20.7.1 监测原理和方法794

20.7.2 个例分析795

20.8 海冰与冰凌监测及其应用798

20.8.1 海冰、冰凌监测原理和方法798

20.8.2 个例分析800

20.9 城市热环境监测802

20.9.1 城市热环境遥感监测的原理和方法802

20.9.2 个例分析806

20.10 火山爆发监测和应用809

20.10.1 监测原理与方法809

20.10.2 个例分析810

参考文献812

第21章 总结814

21.1 已经取得的成就814

21.2 地面系统的贡献815

21.2.1 风云气象卫星的规划815

21.2.2 地面系统的建设815

21.2.3 风云气象卫星的数据处理816

21.2.4 风云气象卫星的业务运行和服务816

21.2.5 风云气象卫星的应用817

21.2.6 风云气象卫星地面应用系统的工作经验817

21.3 差距和不足818

21.3.1 定量遥感观测的精度818

21.3.2 卫星资料进入了数值预报初始场的同化818

21.3.3 云图的判读和应用818

附录 缩略语819