本文使用多期影像检测结果的叠加进行台风中心识别,得到台风的移动路径,并且与官方发布数据对比计算进行精度评价与改进。
2。 研究对象概述及数据说明
2。1 研究对象概述
本文选取具有较强时效性的2016年第22号超级台风“海马”,国际编号为1622,指的是2016年第22个在太平洋台风季被命名的气旋风暴。“海马”于2016年10月15日08点于距离马尼拉偏东约1000公里的西北太平洋洋面143。9°E、北纬8。2°N被监测到,在垂直风切变孱弱、水温强热和上空反气旋增强高空辐散的楚克以西海域的适宜环境下产生,16日其强度持续增强,直至变为强热带风暴。18日海马被升为超级台风,并晚上登陆菲律宾吕宋,至23日早上撤出东海时逐渐消逝。“海马”持续存在2016年10月15日至10月22日,达8天之久,中心最高持续风速为:10分钟平均245km/h,中心气压低至900百帕4。由中国国家气象中心数据统计,海马强度与近期的台风尼伯特、莫兰蒂基本抗衡。
“海马”是在2016年对菲律宾产生较大影响的强风暴,使菲律宾相关部门首次发出五号风暴预警,同时也影响至我国华南地区,使得香港天文台在21年以来首次于10月发布八号预警信息。总体造成19。3亿美元的经济损失,死亡人数达19人。 论文网
2。2 数据说明
本文通过从国家相关网站上下载得到编号1622台风“海马”的气压、移动速度、风力等数据,选择中国自主海洋动力卫星海洋 2 号( HY-2)主载荷之一微波散射计d的在轨运行观测数据,反演出海洋表面风场的空间分布,来研究确定台风中心的定位及发展。
2。2。1 星载微波散射计
星载微波散射计是基于卫星平台上的一种主动式雷达系统,可分类为ku波段的散射计和C波段的散射计,它是现在惟一能够同时获取海面风向和风速的传感系统。拥有全天时、大范围覆盖的观测特性,因此经常采用其获取海面风场信息。使用地球物理模型函数来反演海面风场是一种已经较为成熟的方法,通过统计等手段建立雷达后向散射系数和海面风速矢量等环境参数之间存在的半经验定量函数模型。其具体的过程包括数据归一化预处理、借助地球物理模型函数反演得到模糊风矢量解、去除掉由物理噪音引起的错误矢量解,并且挑选真实解(即模糊去除)、将真实解转化为十进制网格式点数据的后处理流程最终得到反演的海面风场。
图2 星载微波散射计的原理简易图
2。2。2 海洋二号卫星HY-2
HY-2海洋二号卫星是于2011年8月发射的中国第一枚海洋动力式环境卫星,它将主动、被动微波遥感器综合于一体,综合激光测距、多普勒定轨系统、GPS三种定轨方法,可精确到厘米量级。它的卫星轨道是太阳同步轨道,倾角99。34°、高度为971Km,每日运行168圈,运行周期为104。46分钟,微波散射计的空间分辨率为25km6。
HY-2微波散射计由探头、系统控制器和服务控制器组合而成。选取两点笔形波束体制,即内波束为水平极化而外波束为垂直极化。可进行360°全方位旋转达到在不同角度测量4次同一分辨单元。风速测量处于2至24m/s的范围,风速测量精度为2 m/s,风向测量精度为20°7。海洋二号卫星可在测量全球范围内海面温度、风场、云中水含量、大气水汽含量和降雨量等很多方面具有广泛应用。
图3 HY-2卫星微波散射计风场反演图(2016年10月22日01时34分--23时46分)
3.台风中心人工定位的思路研究