基于FY-2G产品的江西省总云量最小二乘法建模与分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2020.02.014

摘要/Abstract

摘要：

使用2016年1月至2018年12月FY-2G卫星逐小时总云量产品和江西省26个测站的地面总云量观测资料，分析了两者在江西地区相关性的时空分布特征。结果表明：江西地区卫星总云量和地面观测总云量在数值和演变趋势上一致性较好，两者的总体相关系数超过0.60，但空间分布不均匀，大型水体(鄱阳湖和柘林湖)附近相关系数较低，低于0.45，江西省南部地区相关系数也不高，低于0.50。两者的相关系数在时间上也分布不均，其中14时的相关系数最高。此外，基于FY-2G卫星总云量产品和最小二乘法采用分段建模的方式，构建了江西省地面观测云的回归模型，且模拟的地面总云量在数值和演变趋势上更加接近观测的地面云量。

关键词: 总云量, 最小二乘法, 分段建模

Abstract:

Based on the hourly total cloud amount (TCA) product provided by FY-2G satellite and ground observation data of 26 observation stations in Jiangxi province from January of 2016 to December of 2018, the spatio-temporal distribution characteristics of correlation between two types of data were analyzed.The result shows that the TCAs based on FY-2G satellite and the observation data have good consistency in value and change trend with a population correlation coefficient of above 0.60.However, the spatial correlation is unevenly distributed.Specifically, the correlation coefficient in the vicinity of large water bodies (Poyang Lake and Zhelin Lake), is relatively small and less than 0.45, and that in southern Jiangxi province is less than 0.50.In addition, the correction coefficient of two TCA data in time is unevenly distributed and is the largest at 14 o'clock.Besides, based on the FY-2G satellite TCA product, the regression model of TCA with surface observation is established by using the least square method with segment modelling.As a result, the TCA and its change trend simulated by the model are closer to those of the ground-based observations.

Key words: Total cloud amount, The least square method, Segment modelling

中图分类号:

P407
P426.5

刘雅楠,邹海波,吴琼. 基于FY-2G产品的江西省总云量最小二乘法建模与分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(2): 105-111.

Ya-nan LIU,Hai-bo ZOU,Qiong WU. Modelling and analysis of the total cloud amount using the least square method based on FY-2G product in Jiangxi province[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2020, 36(2): 105-111.

图/表 9

图1

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参考文献 29

1	席琳, 师春香, 赵笔峰, 等. 1995-2010年静止卫星云量数据检验和评价[J]. 气象科技, 2013, 41 (1): 8- 14. doi: 10.3969/j.issn.1671-6345.2013.01.002
2	段皎, 刘煜. 近20年中国地区云量变化趋势[J]. 气象科技, 2011, 39 (3): 280- 288. doi: 10.3969/j.issn.1671-6345.2011.03.004
3	王旻燕, 王伯民. ISCCP产品和我国地面观测总云量差异[J]. 应用气象学报, 2009, 20 (4): 411- 418. doi: 10.3969/j.issn.1001-7313.2009.04.004
4	Angell J K . Variation in United States cloudiness and sunshine duration between 1950 and the drought year of 1988[J]. Journal of Climate, 1990, 3 (2): 296- 308.
5	Dai A G , Trenberth K E , Karl T R . Effects of clouds, soil moisture, precipitation and water vapor on diurnal temperature range[J]. Journal of Climate, 1999, 12 (8): 2451- 2473. doi: 10.1175/1520-0442(1999)012<2451:EOCSMP>2.0.CO;2
6	Eerme K . Changes in spring-summer cirrus cloud amount over Estonia, 1958-2003[J]. International Journal of Climatology, 2004, 24 (12): 1543- 1549. doi: 10.1002/joc.1055
7	曹芸, 何永健, 邱新法, 等. 基于地面观测资料的MODIS云量产品订正[J]. 遥感学报, 2012, 16 (2): 325- 342.
8	杨景朝, 马振峰, 伯鑫, 等. 地面气象观测资料在空气法规模型的标准化研究[J]. 中国环境科学, 2015, 35 (10): 2950- 2957. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2015.10.009
9	赵倩, 齐琳琳, 沈新勇, 等. 东海海域云量特征的卫星观测分析[J]. 海洋技术学报, 2014, 33 (2): 42- 46.
10	刘洪利, 朱文琴, 宜树华, 等. 中国地区云的气候特征分析[J]. 气象学报, 2003, 61 (4): 466- 473. doi: 10.3321/j.issn:0577-6619.2003.04.008
11	Rossow W B, Walker A W, Beuschel D E, et al.International satellite cloud climatology project (ISCCP) documentation of new cloud datasets[M]//World Meteorological Organization, WMO/TD-No.737, Geneva: WMO, 1996: 1-115.
12	Rossow W B , Garder L C . Validation of ISCCP cloud detections[J]. Journal of Climate, 1993, 6 (12): 2370- 2393. doi: 10.1175/1520-0442(1993)006<2370:VOICD>2.0.CO;2
13	Rossow W B , Walker A W , Gander L C . Comparison of ISCCP and other cloud amounts[J]. Journal of Climate, 1993, 6 (12): 2394- 2418. doi: 10.1175/1520-0442(1993)006<2394:COIAOC>2.0.CO;2
14	翁笃鸣, 韩爱梅. 我国卫星总云量与地面总云量分布的对比分析[J]. 应用气象学报, 1998, 9 (1): 32- 37.
15	刘瑞霞, 陈洪滨, 郑照军, 等. 总云量产品在中国区域的分析检验[J]. 应用气象学, 2009, 20 (5): 571- 578. doi: 10.3969/j.issn.1001-7313.2009.05.008
16	Li Z, Cribb M C, Chang F L.Validation of MODIS-retrieved cloud fractions using whole sky imager measurements at the three ARM sites[C]//Fourteenth ARM Science Team Meeting Proceedings.Albuquerque, New Mexico, 2004.
17	韩永清, 丛春华. FY-2E总云量产品在华北和黄淮区域的分析检验[J]. 气象与环境学报, 2015, 31 (5): 153- 158.
18	刘炼烨, 兰明才, 朱歆炜, 等. FY-2G卫星两种云订正产品在湖南的对比分析[J]. 暴雨灾害, 2017, 36 (2): 164- 170. doi: 10.3969/j.issn.1004-9045.2017.02.009
19	Zou H B , Zhang S W , Liang X D , et al. Improved algorithms for removing isolated non-meteorological echoes and ground clutters in CINRAD[J]. Journal of Meteorological Research, 2018, 32 (4)
20	邹海波, 单九生, 邓诗茹. 多普勒雷达资料的网格化研究[J]. 气象与减灾研究, 2014, 37 (2): 23- 30.
21	朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文. 天气学原理和方法(四版)[M]. 北京: 气象出版社, 2007: 431.
22	傅云飞, 张爱民, 刘勇, 等. 基于星载测雨雷达探测的亚洲对流和层云降水季尺度特征分析[J]. 气象学报, 2008, 66 (5): 730- 746. doi: 10.3321/j.issn:0577-6619.2008.05.007
23	刘鹏, 傅云飞. 利用星载测雨雷达探测结果对夏季中国南方对流和层云降水气候特征的分析[J]. 大气科学, 2010, 34 (4): 802- 814. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.04.12
24	刘健, 张里阳. 气象卫星高空间分辨率数据的云量计算与检验[J]. 应用气象学报, 2011, 22 (1): 35- 45. doi: 10.3969/j.issn.1001-7313.2011.01.004
25	魏丽, 钟强, 侯萍. 中国大陆卫星反演云参数的评估[J]. 高原气象, 1996, 15 (2): 147- 156. doi: 10.3321/j.issn:1000-0534.1996.02.002
26	沈阳, 沈安云, 苏航, 等. 2016年冬季江苏省一次大范围强浓雾天气过程成因分析[J]. 气象与环境学报, 2017, 33 (4): 11- 20. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.04.002
27	周黛怡, 杨洪海, 秦榕, 等. 基于地面观测与GEWEX-SRB卫星反演新疆维吾尔自治区地面太阳辐射研究[J]. 气象与环境学报, 2018, 34 (4): 84- 91. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.04.011
28	陈翔翔, 许爱华, 许彬, 等. 2000-2012年江西省三类区域性大雾时空分布及影响因素特征[J]. 气象与环境学报, 2018, 34 (3): 37- 47. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.005
29	孙素琴, 郑婧, 金米娜, 等. 基于多模式2015年江西省汛期区域性暴雨的检验[J]. 气象与环境学报, 2017, 33 (2): 1- 7. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.001

月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
相关系数	0.65^*	0.67^*	0.67^*	0.67^*	0.61^*	0.63^*	0.64^*	0.51^*	0.60^*	0.69^*	0.67^*	0.73^*

北京时间	08时	14时	20时	全时次
相关系数	0.64^*	0.73^*	0.62^*	0.66^*

[1]	马玉峰,李喜仓,宋进华, 高春香,赵东,申彦波 . 内蒙古自治区太阳总辐射的气候学计算及其时空分布特征[J]. 气象与环境学报, 2013, 29(6): 102-109.
[2]	陈成国,石慧兰,王桂兰,孙翠凤,杨礼厚. 1961—2010年德州市地温变化特征[J]. 气象与环境学报, 2012, 28(1): 86-89.
[3]	买苗, 火焰, 俞亚勋. 太阳辐射经验系数插值方法的比较[J]. 气象与环境学报, 2011, 27(5): 42-45.