MP-3000微波辐射计气候资料数据质量控制方法研究
微波辐射计MP3000A反演误差分析
１ 国内外发展情况
美国的 Ｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃｓ公 司 和 德 国 的 ＲＰＧ 公 司 代 表 了辐射及这一领 域 的 国 际 先 进 水 平，能 够 在 很 小 的 误 差 范围内精确地反演出亮温数据以及大气温湿轮廓线。例 如 ＲＰＧ 公司的 ＨＡＴＰＲＯ 公 司 型 辐 射 计，温 度 反 演 精 度 达 到１Ｋ，水汽密度精度达到０．４ｇ／ｍ３。我国中科院空间 科学与应用研究中心自行研制的被动式微波辐射计温度 反 演 精 度 达 到 了 ０．５～３ Ｋ。
收 稿 日 期 ：２０１９－０３－１３
２０１９ 年 第 ０５ 期 ５ ７
自动化应用 机电设备与仪器仪表
取地面至１ｋｍ 连续 高 分 辨 温、湿 度 及 水 汽 廓 线，可 得 到 低分辨率液态水 廓 线。ＭＰ－３０００Ａ 微 波 辐 射 计 采 用 的 反 演方式为神经网 络，通 过 探 空 历 史 资 料 获 取 正 向 模 拟 微 波辐射情况。ＭＰ－３０００Ａ 微 波 辐 射 计 由 水 汽 廓 线 和 温 度 廓线两个频道的子 系 统 组 成，其 中 水 汽 廓 线 采 用 ２２～３０ ＧＨｚ的水汽吸收带进 行 亮 温 观 测，温 度 廓 线 子 系 统 采 用 ５１～５９ＧＨｚ的７ 个 氧 气 吸 收 频 率 带 进 行 亮 温 观 测 。 ＭＰ－ ３０００Ａ 微波辐射计 将 其 进 行 整 合，实 现 天 线 和 天 线 定 位 系统共享，能 够 提 供 ５００ ｍ 高 度 中 每 隔 ５０ ｍ，５００ ｍ～ ２ｋｍ每隔１００ ｍ，２～１０ｋｍ 每隔２５０ ｍ 间隔 的 温 湿 度 及 水汽 廓 线，每 ２ ｍｉｎ 获 取 一 次 数 据，并 可 通 过 二 维 图、垂 直廓线等获取７２ｈ的详细数据。ＭＰ－３０００Ａ 微波 辐 射 计 采用专业操作软件，可直接在电脑中安装，通过 ＲＳ４２２ 电 缆或者兼任串口 连 接 服 务 器 或 局 域 网，依 托 图 形 用 户 界 面完成观测校准和数据表格化输出。
微波辐射计工作原理
微波辐射计工作原理介绍微波辐射计微波辐射计是一种测量微波辐射的设备。
它的工作原理是基于微波辐射与物质相互作用的规律。
微波辐射计广泛应用于气象、海洋、环境等领域，以及工业应用中的电磁辐射检测、安防等场合。
本文将从工作原理的分类入手，为您详细解释微波辐射计的工作原理。
根据微波辐射计的测量类型，可以把其工作原理分为：微波辐射亮度温度计、微波辐射探测器和微波辐射 GPM(DPR)。
一、微波辐射亮度温度计的工作原理微波辐射亮度温度计是一种用于测量地表和大气中的微波辐射温度的设备。
其工作原理是通过接收地表或大气中的微波辐射，然后将微波辐射转换成电信号进行测量。
微波辐射亮度温度计通常包括一个天线、一个前置放大器、一个减少剪切带影响的滤波器、一个线性功率放大器和一个检波器。
在工作流程中，微波辐射亮度温度计首先通过一组天线接收微波辐射，并转化为电信号，然后通过一个前置放大器增强信号的强度，进一步将信号经过滤波器进行去除杂音处理。
接下来，经过线性功率放大器处理后，信号将被检测器检测并解析成相应的辐射亮度温度。
最后，温度信息将根据用户需要，被传输到记录设备或显示屏上进行分析或打印。
二、微波辐射探测器的工作原理微波辐射探测器是一种用于检测微波辐射的设备。
它的工作原理是通过微波辐射发射器的发送信号，经过反射后被接收到探测器上，并转换为电信号进行分析，进而计算出与微波辐射相关的信息。
微波辐射探测器的工作流程是通过微波辐射发射器向目标发出一定频率的微波辐射。
发射器发出的微波辐射将被反射回来，然后被接收器接收，转换为电信号，并经过数字信号处理后，将被解码并显示微波辐射的相关信息，如目标的距离、轮廓、速度和角度等。
三、微波辐射 GPM(DPR)的工作原理微波辐射 GPM(DPR)是一种测量降雨的设备，可以通过微波辐射的反射来分析降雨的强度、空间分布和降雨面积等。
其工作原理是通过发送微波辐射信号，利用目标的反射回波信息，观测微波辐射信号的反演过程，并通过计算反演回波的形成参数，进而分析大气中的水含量和降雨的强度。
地基微波辐射计探测资料质量控制方法
地基微波辐射计探测资料质量控制方法傅新姝;谈建国【摘要】微波辐射计具有24 h不间断工作、时间分辨率高等优点,是常规探空的有益补充.天线罩上的积水、无线电干扰等会导致微波辐射计探测数据出现错误.因此,开展质量控制是合理使用微波辐射计探测资料的基础.该文利用上海宝山站历史探空资料和世博园站MP-3000A型地基微波辐射计温湿度数据,设计了极值、时间一致性、空间一致性检查等适用于微波辐射计探测资料的质量控制方法,针对2012年1月-2013年12月降水、有云(有云无降水)、晴空等不同天气条件下得到的微波辐射计探测资料分别开展质量控制,并对质量控制效果进行定量分析.结果表明:上述方法能有效查找温(湿)度超过极值、温(湿)度突变、温度层际变化大等各类疑误廓线,疑误廓线类型和频数与天气条件有关,其中降水天气的各类疑误廓线频数远远高于无降水天气(有云和晴空).去除疑误廓线后,与同期探空资料的相关系数增加,均方根误差减小.%Ground-based microwave radiometer profiler (MWR) can continuously retrieve thermodynamic profiles of the atmosphere on a minute time scale.These profiles are important supplements to radiosonde observations.Since the presence of liquid water on the profiling radiometer,radio frequency interference and other events can cause errors,quality control procedures that can detect data-quality problems are of critical importance.QC procedures are proposed for ground-based MWR-retrieved atmospheric profiles of temperature and humidity using 10-year radiosonde soundings (January 2004 to December 2014) at Baoshan Station in Shanghai and observations from MP-3000A MWR (January 2012 to May 2014) at Shanghai Expo Station.QC proceduresinclude three types of checks:Climatological test,time consistency test,and vertical consistency test.Climatological check aims to verify if the values of instantaneous data are within climatology range limits.Thresholds are set based on the seasonally varying statistics of 10-year radiosonde soundings.The time consistency check focus on the change rate of instantaneous data.If the difference between the current instantaneous value with the previous one exceeds a specific limit,the current value will be flagged as doubtful.The test is applied level by level,and the profile with suspected data at more than one level is flagged as doubtful.Vertical consistency checks operate on dTh and contain two tests:A test for the plausible value check of dTh and a test for the standard deviation of dTh (σ(dTh)).dTh (unti:℃ · (100 m)-1) is defined as the ratio of temperature difference to height difference at consecutive levels.The plausible value check of dTh is proposed to verify if there are spikes in a profile.The test for (σ(dTh)) is used to sort profiles with excessive level-to-level fluctuations throughout a sounding.Results show that QC methods can effectively identify various suspected observations,such as climatologicaloutliers,temporal inconsistency and excessive vertical fluctuations in profiles.The frequency of suspected temperature and humidity profiles detected in rainy days is much higher than that in other weather conditions.The accuracy of MWR retrieved temperature and vapor density profiles is improved after applying these QC procedures.Correlation coefficients of both temperature and humidity observations between the MWR and radiosonde increase and corresponding root mean square error(RMSE) decrease after QC,especially those in rainy days.QC procedures for MWR-retrieved thermodynamic profiles are also proposed,through which various suspected profiles can be flagged.The accuracy of MWR retrievalsis improved significantly after applying QC procedures.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2017(028)002【总页数】9页(P209-217)【关键词】地基微波辐射计;质量控制;大气温度廓线;水汽密度廓线【作者】傅新姝;谈建国【作者单位】上海市气象科学研究所,上海200030;上海市气象与健康重点实验室(上海市气象局),上海200030;上海市气象科学研究所,上海200030;上海市气象与健康重点实验室(上海市气象局),上海200030【正文语种】中文微波辐射计具有24 h不间断工作、时间分辨率高等优点，是常规探空的有益补充。
气象辐射数据质量控制
气象辐射数据质量控制
韩海涛
【期刊名称】《气象科技》
【年(卷),期】2018(046)003
【摘要】气象辐射观测数据是气象业务、服务和科学研究的基础,其质量控制很重要.本文通过对近几年甘肃省地面气象辐射观测记录中出现的问题进行梳理,根据地面气象观测规范要求和实际工作中的审核经验,对气象辐射观测记录的质量控制方法及容易发生异常的地方进行总结,以期对台站提高辐射月报表数据文件的质量提供参考,对从事省级气象数据质量控制工作尤其是刚从事该项工作的人员的提供有益的帮助.结果显示:仪器正常时的异常记录参考云量云状、能见度、天气现象、定时降水量等气象要素进行人工判别,是现阶段气象辐射数据质量控制的最有效办法;对于仪器故障时的异常记录的判别要分情况考虑,遵从业务规定的方法取代异常值和缺测值;对于记录中容易出错的其他问题,则需要台站观测员及质量控制人员加强业务学习,总结工作经验,避免类似问题再次出现.
【总页数】6页(P468-473)
【作者】韩海涛
【作者单位】甘肃省气象信息与技术装备保障中心,兰州730020
【正文语种】中文
【中图分类】P413.2
【相关文献】
1.微波辐射计海面温度的数据质量控制 [J], 王兆徽;刘伟;张琼雄;宋清涛
2.气象辐射观测仪器(续3)第4讲净辐射类辐射表和直接辐射类辐射表 [J], 杨丹宇
3.MP-3000微波辐射计气候资料数据质量控制方法研究 [J], 陈涛;卜清军
4.基于改进Apriori算法的气象数据质量控制研究 [J], 韩格格;黄艳红;姜娜娜;徐晓庆
5.RPG_HATPRO_G4型地基微波辐射计温度数据质量控制方法与效果分析 [J], 孙艳桥;汤达章;桑建人;王洋;吕晶晶;田磊
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
MP-3000型地基微波辐射计探测性能分析
197中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.09 （下）探空是测量大气温度、气压、风和水汽等廓线的最基本方法，但在测量精度、费用以及时间连续性等方面存在诸多局限性。
随着气象服务领域的扩展，气象业务越来越需要时空密度更大、实时性更强的探空资料，但是目前我国气象探空站仍然以传统的定时、定点的氢气球探空为主，这种观测方式所获得的探空资料具有较高的代表性和可信度，但是由于气球漂移存在误差，同时，因为存在单次探空成本相对较高和单次探测时间持续较长等不足，无法24h 连续获得探空数据。
地基微波辐射计是一种新型被动遥感探测设备，具有高时间、空间分辨率、高灵敏度特点，能够实现全天候实时测量和无人值守工作。
Ware 等对微波辐射计和探空资料进行了对比，指出在数值预报中微波辐射计与探空资料具有同等的准确性。
刘红燕等分析讨论了微波辐射计、无线电探空和GPSMET 三种测量水汽技术间的差异，得出各个小时水汽与温度的相关系数都按照秋、春、冬、夏的顺序递减的结论。
为此，本文利用2016年南京微波辐射计和同址探空站探测资料，开展了MP-3000型地基微波辐射计探测资料与该站探空站资料的对比分析研究。
1 仪器与资料探空观测采用L 波段高空气象探测系统。
每日探测2次，MP-3000型地基微波辐射计探测性能分析周晨1，张军2，乔贺3（1.江苏省气象局，江苏 南京 210008；2.南京市气象探测中心；3.江苏省气象探测中心，江苏 南京 210008）摘要：本研究利用南京MP-3000型地基微波辐射计与L 波段高空气象探测系统2016年逐日探测的温湿度数据进行对比分析。
结果表明：微波辐射计与探空测量温、湿度具有较好的相关性和一致性，两者观测58层高度的温度、相对湿度的相关系数分别为0.98、0.59和0.86，均达到0.01显著性水平。
关键词：微波辐射计；温度；相对湿度；对比分析中图分类号：P407.7 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）09（下）-0197-02探测时间为07时和19时(北京时)，采集0～30000m 资料，获得连续各个高度的气压、温度、露点温度、相对湿度等。
MP-3000A型地基微波辐射计在乌鲁木齐探空站的辅助性探测研究
MP-3000A型地基微波辐射计在乌鲁木齐探空站的辅助性探测研究姚作新;吕鸣;贺晓东;赵玲;刘振新;喻辉【摘要】将乌鲁木齐探空站400 MHz电子探空数据与MP-3000A型地基微波辐射计探测数据进行比较,主要分析了距地高度在0～10000 m的58个高度层的温度、相对湿度误差情况,分析了误差产生的因为,简单介绍了地基微波辐射计物理量垂直廓线图的实际应用情况.认为MP-3000A型地基微波辐射计提供的物理量垂直廓线图在监测和分析天气系统方面有一定的优势;地基微波辐射计的探测准确性远低于传统气球探空,准确性不高是目前的主要问题;地基微波辐射计还需要在实践中不断改进和完善;气象技术人员还需要不断积累地基微波辐射计的应用经验和技巧;地基微波辐射计在气象领域的前景较好.%We compared the 400MHz electronic sounding data from Urumqi sounding station with the explored data from MP-3000A ground -based microwave radiometer, analyzed the error of temperature, relative humidity at 58 height layer within 0-10000 meters high from the ground,discussed the causes of errors and introduced briefly the actual application status for the vertical profile chart of physical quantities from MP-3000A ground-based microwave radiometer. The vertical profile charts offered by MP-3000A have certain advantages in monitoring and analysis of weather systems. The exploration accuracy of MP-3000A is much lower than that of conventional balloon sounding, and the low accuracy is the main problem for MP-3000A. The ground-based microwave radiometer needs to be improved constantly in practice operation, and meteorological technicians also need to accumulate theexpenence and technique for the application of groundbased microwave radiometer. MP-3000A ground -based microwave radiometer has a promising future in the field of meteorology.【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》【年(卷),期】2011(005)001【总页数】6页(P38-43)【关键词】微波辐射计;应用;研究【作者】姚作新;吕鸣;贺晓东;赵玲;刘振新;喻辉【作者单位】新疆气象局,新疆,乌鲁木齐,830002;新疆气象局,新疆,乌鲁木齐,830002;新疆气象信息中心,新疆,乌鲁木齐,830002;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆,乌鲁木齐,830002;新疆气象信息中心,新疆,乌鲁木齐,830002;阿克苏地区气象局,新疆,阿克苏,843000【正文语种】中文【中图分类】P412.4伴随天气预报技术的发展，以及气象服务领域的扩展，气象业务越来越需要时空密度更大、实时性更强的探空资料[1]，但目前全国气象探空站仍然以传统的定点、定时氢气球探空为主[2]，这种探测方式因探空仪能够进入真实的大气当中[3]，所获得的探空资料具有较高的代表性和可信度[4]，同时也因为存在单次探测成本相对较高和单次探测时间持续较长等不足，不可能实现24 h连续探测和连续24 h 获得分钟级探测资料的不足。
MP-3000A型地基微波辐射计探测性能及其在乌鲁木齐降水天气中的初步应用
MP-3000A型地基微波辐射计探测性能及其在乌鲁木齐降水天气中的初步应用杨莲梅;李霞;赵玲;王世杰【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2013(031)003【摘要】利用乌鲁木齐MP-3000A型35通道地基微波辐射计与L波段高空气象探测系统2010年逐日探测的温湿度,分析微波辐射计探测温湿度性能及其在降水天气中的特征.结果表明:微波辐射计与探空测量温、湿度具有很好的相关性和一致性,两者观测58层高度的温度、相对湿度、水汽密度和整层可降水量的相关系数分别为0.99、0.74、0.92和0.94,均达到0.01显著性水平.10 km以下垂直廓线分析表明:微波辐射计测量的温度值均小于探空测量值,相对湿度和水汽密度大于探空测量值,存在系统误差.可降水量偏差冬季最小,夏季最大.降水发生时两者探测的温湿度廓线变化趋势一致,温度和2000m以上水汽密度受降水天气影响相对较小,微波辐射计能较好地反映大雨和暴雨天气发生和结束过程中热力和水汽参数的时空分布和剧烈变化特征.【总页数】9页(P570-578)【作者】杨莲梅;李霞;赵玲;王世杰【作者单位】新疆维吾尔自治区气象台,新疆乌鲁木齐830002;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆乌鲁木齐830002;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆乌鲁木齐830002;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆乌鲁木齐830002;中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆乌鲁木齐830002【正文语种】中文【中图分类】P407.7【相关文献】1.利用地基微波辐射计反演兰州地区液态云水路径和可降水量的初步研究 [J], 黄建平;何敏;阎虹如;张北斗;闭建荣;靳秦建2.MP-3000A型地基微波辐射计的资料质量评估和探测特征分析 [J], 韩珏靖;陈飞;张臻;赵云武3.MP-3000A型地基微波辐射计在乌鲁木齐探空站的辅助性探测研究 [J], 姚作新;吕鸣;贺晓东;赵玲;刘振新;喻辉4.MP-3000A型微波辐射计气温、湿度的适用性评估 [J], 赵美艳;余君;蒋镇5.地基微波辐射计资料在乌鲁木齐机场冻降水天气中的应用 [J], 孙少明;张茜;朱雯娜;王楠楠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
利用微波辐射计对南京2013年12月霾天大气温湿结构的探测分析
利用微波辐射计对南京2013年12月霾天大气温湿结构的探测分析李力;张蓬勃;戴竹君;周文君;陆晓波【摘要】利用高时间分辨率的微波辐射计数据分析南京逆温层结构与雾霾天气的关系.首先将南京MP-3000A型地基微波辐射计2013年12月的数据与常规探空资料的温度和相对湿度进行对比,以确定微波辐射计数据的可用性,结果表明:微波辐射计反演的气温与常规探空资料十分接近,而相对湿度的效果则差了很多.再利用微波辐射计对南京市2013年12月的霾天气过程进行分析,发现在受秸秆焚烧的影响阶段(12月1～9日),污染物浓度与逆温层没有明显的相关;在没有秸秆焚烧影响阶段(12月10～31日),污染物浓度变化与逆温层厚度、强度呈显著的滞后正相关,和底高有显著的滞后负相关;定量化分析表明重度污染和中度污染对应的逆温层阈值一致,轻度污染对应的逆温层阈值明显较小.【期刊名称】《气候与环境研究》【年(卷),期】2016(021)001【总页数】9页(P8-16)【关键词】微波辐射计;逆温层;污染物浓度【作者】李力;张蓬勃;戴竹君;周文君;陆晓波【作者单位】南京市气象局,南京210009;南京市气象局,南京210009;南京市气象局,南京210009;盐城市气象局,盐城224005;南京市环境监测中心,南京210009【正文语种】中文【中图分类】P407.7李力, 张蓬勃, 戴竹君, 等.2016.利用微波辐射计对南京2013年12月霾天大气温湿结构的探测分析 [J].气候与环境研究, 21 (1): 8−16.Li Li, Zhang Pengbo, Dai Zhujun, et ing microwave radiometer data to detect and analyze the atmospheric temperature and moisture structure of the haze weather of Nanjing in December 2013 [J].Climatic and Environmental Research (in Chinese), 21 (1): 8−16, doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2015.15002.资助项目国家科技支撑计划项目2011BAK21B04，江苏省气象局预报员专项JSYBY201309Founded by National Key Technology Research and Development Program of the Ministry of Science and Technology of China (Grant2011BAK21B04) and Project Specifically for Forcasters of Jiangsu Meteorological Bureau (Grant JSYBY201309)Abstract Using microwave radiometer data, which has a high temporal resolution, to analyze the relationship between the structure of the inversion layer and haze in Nanjing.First, in order to confirm the availability of microwave radiometer data, we compare the temperature and relative humidity data of the MP-3000A ground-based microwave radiometer in December 2013 with that of sounding data.The results show the temperature based on the microwave radiometer to be very close to that of the sounding, but their relative humidity values to differgreatly.Analyzing the haze in December 2013 with the data of the microwave radiometer, it is found that, due to the impact of straw burning (1–9 December), there is no significant correlation between pollutants andthe inversion layer.However, in periods of no strawburning (10–31 December), there is a significant positive lag correlation between pollutant variation and the thickness and strength of the inversion layer, and a negative lag correlation between pollutants and the height of the bottomof the inversion layer.Through quantitative analysis, we reveal that the thresholds of inversion layers corresponding to heavy pollution are the same as with moderate pollution, while the thresholds of inversion layers corresponding to light pollution are weaker.Keywords Microwave radiometer, Inversion layer, Pollutant concentrations关于霾天气与逆温的关系，有许多学者开展了研究工作。
MP-3000A型地基微波辐射计探测性能及其在乌鲁木齐降水天气中的初步应用
５ ７ ８ ，ｄ ０ ｉ ： １ ０ ． １ １ ７ ５ ５ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６— ７ ６ ３ ９ （ ２ ０ １ ３ ）一 ０ ３— ０ ５ ７ ０
ＭＰ一３ ０ ０ ０ Ａ型 地 基微 波 辐射 计 探 测 性 能 及 其在 乌 鲁木 齐 降水 天 气 中的初 步 应 用
整层可降水量 的相关 系数分别为 ０ ． ９ ９ 、 ０ ． ７ ４、 ０ ． ９ ２和 ０ ． ９ ４， 均达 到 ０ ． ０ １显著性 水平 。１ ０ ｋ ｍ 以下垂
直廓线分析表 明： 微波辐射计测量 的温 度值均小 于探 空测量值 ， 相 量偏差冬季最小 ， 夏季最 大。降水发生 时两者探 测的温湿度廓线变化趋势
２ ． １ 温 度
力增 宽 的辐射 的强 度 和形 状 的信 息 ， 可 以得 到 水 汽 廓线 。２ ２ Ｇ Ｈ ｚ附 近适 合 进 行 相 对 潮 湿 地 区 的 地 基 廓线 反演 。微 波遥 感 反演算 法 从早 期 的经验 统计 算 法 过 渡到 神 经 网络 方 法 Ｉ ２ ， 已 经 有 了 很 大 的 发
空站 安置 了一 台 Ｍ Ｐ一３ ０ ０ ０ Ａ型 ３ ５通 道 微 波 辐 射
果表明温度误 差 ＜ ２℃ ， 水汽密度 ＜１ ． ５ ｇ・ ｍ～， 微 波 辐射计对 中尺 度 天气 系统 结 构 有 较好 的监 测 能 力 。
计， 本 文利 用乌 鲁木 齐微 波辐 射计 和探 空站 ２ ０ １ ０年 逐１ ３ 探测 资料 ， 分 析 微 波辐 射 计 在 乌 鲁 木 齐 地 区 的 探测 性 能及 其在 降水 天气过 程 中温湿 参数 的变化 特 征， 为微 波 辐射计 在 乌鲁 木齐 天气预 报 、 空气 污染 预 报、 区域数 值模 式改 进 和 人 工 影 响 天气 中 的应 用 提 供科 学依 据 。此外 ， 在 站 点 稀 疏 的 中国西 北 内 陆地
微波辐射计和激光雷达在人工影响天气中的应用1216
报告内容
基本工作原理
云雾物理和人影的需求
应用个例
问题&处理 一些讨论
MP-3000A Radiometer（35通道）
MPL(Micro Pulse Lidar)微脉冲激光雷达
微波辐射计 ：是利用被动的接收，各个高 度传来的温度辐射的微波信号来判断温度、 湿度曲线。(3055和3069) 只收不发
应用个例分析：降水个例
2009年5月14日弱降水
12时（UTC）前后，降水云体主要位于零度层以下，本次降水主要为暖云降水。随 着夜间温度逐渐降低，近地面相对湿度仍然很高，近地面凌晨前后相继有雾出现。
2009年8月24日降水个例
微波辐射计反演温度 与相对湿度廓线与探空观测对比（0-2km）
两公里以下温度、 相对湿度、液态水时空分布
2018/9/13
数据分析
图
2018/9/13
10月8日 12:00~10月9日 24:00 纵坐标 2km
数据分析
“干-湿-干-湿”
“低湿-高干”
图7 20141001个例中10月1日00 :00时至24:00微波辐射计观测特征 Fig.7 Liquid profile observations during Oct．1st，00:00-24:00， 2014
人影试验和作业中的应用
了解和判断作业高度的温度； 云中液态含水率的多少及分布； 与卫星资料对比（云的光学厚度）； 云底高度和云顶高度； 作业效果评估；
……
注意：作业区和微波辐射计的相对位置； 天气系统的移动方向和速度
２０１４１００１研究个例
数据分析
图3
2018/9/13
2014年10月2日早晨07：00时北京市北部地区（昌平天通苑）雾
微波辐射计定标方法研究
noise tempe rature
目录
第一章 绪 论 ................................................................................................................ 1
§ 1.1 研究背景和意义.............................................................................................. 1 § 1.2 国内外研究概况 .............................................................................................. 1 § 1.3 论文研究内容和结构安排 .............................................................................. 4 第二章 微波辐射测量基本原理与辐射计基本工作原理 ............................................ 7 § 2.1 微波辐射测量基本原理 .................................................................................. 7 § 2.1.1 电磁辐射 ................................................................................................... 7 § 2.1.2 亮温度 ....................................................................................................... 8 § 2.1.3 天线温度 ................................................................................................... 9 § 2.2 微波辐射计工作原理 .................................................................................. 9 § 2.2.1 全功率微波辐射计 ................................................................................... 9 § 2.2.2 狄克辐射计 ............................................................................................. 11 § 2.2.3 双参考温度自动增益控制辐射计 ......................................................... 13 § 2.2.4 周期定标微波辐射计 ............................................................................. 14 § 2.3 微波辐射计主要技术参数 ............................................................................ 15 § 2.3.1 天线主波效率 ......................................................................................... 15 § 2.3.2 主波束宽度 ............................................................................................. 16 § 2.3.3 天线馈源系统的传输系数 ..................................................................... 16 § 2.3.4 通频带宽 ................................................................................................. 16 § 2.3.5 积分时间的选取 ..................................................................................... 17 § 2.3.6 接收机等效噪声温度 ............................................................................. 17 § 2.3.7 接收机灵敏度 ......................................................................................... 18 § 2.3.8 辐射计绝对精确度 ................................................................................. 18 § 2.3.9 辐射计的扫描特性 ................................................................................. 18 § 2.4 本章小结 ........................................................................................................ 18 第三章 微波辐射计校准的基本原理和定标方法 .................................................... 19
微波辐射计资料在东营市降水和大雾天气研究中的应用
摘要使用东营市MP-3000A 微波辐射计资料,分析了2011年8月到2014年7月期间东营市发生的降水及大雾天气。
结果表明,暴雨与大雨降水前1h 水汽含量V 值和液态水含量L 值变化具有双峰结构,并且跃增值与量级成正比,而中雨及小雨不具备双峰结构;在大雾发生前,逆温层厚度在400m 左右,并且逆温层的温差刚开始都较小,水汽密度在200~500m 厚度和大雾发生前1h 有不同程度的跃增现象,跃增层高度在逆温层顶附近,并高于初始逆温层,大雾发生过程中,逆温层不断增长。
关键词微波辐射计;降水;大雾;应用;山东东营中图分类号P407.7文献标识码A 文章编号1007-5739(2017)23-0213-04Application of Microwave Radiometer Data in Study on Precipitation and Heavy Fog in Dongying CityWAN Wen-long SUN Rong WANG Xu ZHANG Li DU Xiao-xiao(Dongying Meteorological Bureau in Shandong Province ,Dongying Shandong 257091)Abstract Using MP-3000A microwave radiometer data of Dongying City ,the precipitation and heavy fog during the period from August 2011to July 2014in Dongying City were analyzed.The results showed that the characteristics at 1hour before precipitation in torrential rain and heavy rain showed double-peak structure and step increment in proportion to the magnitude ,while in moderate rain and light rain didn′t show this structure.Before the fog ,the thickness of the temperature inversion layer was about 400meters ,and the temperature difference of the temperature inversion layer was small at the beginning.The thickness of the water vapor density was 200to 500meters when 1hour before the fog occurs.The height of the increment layer was near the top of the temperature inversion layer and higher than the initial temperature inversion layer ,which verified that the temperature inversion layer was growing during the process of fog.Key words microwave radiometer ;precipitation ;heavy fog ;application ;Dongying Shandong微波辐射计资料在东营市降水和大雾天气研究中的应用万文龙孙荣王旭张立杜肖肖(山东省东营市气象局,山东东营257091)表征水汽含量的物理量有大气水汽含量和液态水含量,其中云液态水含量变化与云量有关。
不同天气条件下微波辐射计温度探测效果评估
不同天气条件下微波辐射计温度探测效果评估不同天气条件下微波辐射计温度探测效果评估引言：随着气候变化的加剧和人们对天气预测的需求增加，对温度探测技术的研究也变得尤为重要。
微波辐射计作为一种被广泛应用于气象观测领域的温度探测技术，具有非接触、快速、大范围、高精度等优点，因此备受关注。
然而，微波辐射计的温度探测效果受到天气条件的影响，因此本文对不同天气条件下微波辐射计温度探测效果进行评估与分析，旨在提高其准确性和可靠性。
一、微波辐射计基本原理微波辐射计是通过测量地球大气层中微波辐射的强度来推算温度的一种仪器。
其基本原理是利用地球大气层中氧气、水蒸气等分子对微波辐射的吸收特性，推算出大气的温度分布。
二、不同天气条件对微波辐射计温度探测的影响1. 晴天在晴朗的天气条件下，微波辐射计的温度探测效果较好。
因为此时大气中的云量较少，水蒸气的含量较低，吸收微波辐射的程度较小，所以对温度的推测较为准确。
2. 阴天在阴天的条件下，云层会遮挡太阳的辐射，导致地表温度的变化变得较为缓慢。
此时，微波辐射计的温度探测精度可能会受到一定程度的影响。
因为云层能够吸收和散射微波辐射，使得微波辐射计接收的有效信号减少，因而可能导致温度的误差增加。
3. 雨天在雨天的条件下，微波辐射计的温度探测效果会受到严重的影响。
雨滴对微波辐射的散射和吸收作用较大，导致微波辐射计接收信号的减弱和变形，从而使得温度的测量结果产生较大的误差。
4. 雾天在雾天的条件下，由于水汽的含量较高，微波辐射计的温度探测效果会受到明显的干扰。
水蒸气对微波辐射的吸收能力较强，会引起传感器接收信号的衰减，从而影响温度的测量精度。
三、提高微波辐射计温度探测效果的措施1. 采用多波段的观测技术多波段的观测技术可以对不同频率的微波辐射进行测量与比较，由此推算出大气层的温度分布。
这种方法可以有效地降低云层、雨滴和雾气等物质对微波辐射的吸收和散射作用，从而提高温度的测量准确性。
2. 引入数据同化技术数据同化技术是一种通过将观测结果与模型结果相结合，对数据进行修正和校正的方法。
微波辐射计资料在大雾预报预警中的应用
微波辐射计资料在大雾预报预警中的应用赵金霞;范苏丹;朱晓晶【摘要】利用MP-3000A微波辐射计对2011—2013年天津大雾的观测资料，选取16次大雾典型个例，分析大雾发生、维持及消散时微波辐射计观测数据。
分析表明：大雾从形成到消散过程中水汽密度、相对湿度和位温均有不同变化；大雾发生前近地层大气中的相对湿度、水汽密度一般会稳定增加，大雾发生时两者会有爆发性增加的现象。
大雾维持阶段在近地层多伴有逆温层，辐射雾逆温层明显；大雾期间雾层高度有稳定型也有波动型，雾层高度下降时大雾会迅速加强。
大雾消散时近地层大湿区减小抬升，水汽密度迅速减小。
%MP- 3000A is a new atmospheric sounding instrument, which can be obtained continuously from the ground to the height of 10 km of high-resolution digital temperature, relative humidity, The water vapor density profile. Select fog occurs, upkeep and dissipate microwave radiometer observations, Analysis found that process from the formation of fog to dissipate, The evolution of the fog of water vapor density, relative humidity and potential temperature are different variations; Front fog occurs near surface atmospheric relative humidity, water vapor density is generally a steady increase, Fog occurs when They will increase explosively. There is inversion layer in near surface layer, radiation fog obvious, maintenance phase in the fog. Fog layer of highly there are stable and fluctuating in during fog, Fog will quickly strengthen the fog layer height when dropped. When the fog dissipates a large wet area near surface layer reduction and uplift,The water vapor density decreases rapidly. Therefore, the microwaveradiometer water vapor density, liquid water content and potential temperature studies, will help improve the generation and dissipation of fog forecasting and early warning.【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P31-35)【关键词】大雾;微波辐射计;水汽密度;液态水含量;位温【作者】赵金霞;范苏丹;朱晓晶【作者单位】天津滨海新区气象局，天津 300457;济南气象科研所，山东济南250031;天津滨海新区气象局，天津 300457【正文语种】中文【中图分类】P468大气中水汽含量和温度垂直分布对大雾的形成是至关重要的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
线进 行 了对 比 分析 。
【 关冀词 】 微波辐射计
温湿廓线
垂直分布
数据质量控制
０ 引 言
ＭＰ 一 ３ ０ ０ ０ Ａ微 波 辐 射 计 可 以 获得 高 分辨 率 的温 度 、 相 对 湿
强 对 流 天气 的重 要 参 考 依 据 。 【 １ ＿ 随着气候变化研究的深入 ， 科 学 家 更 加 迫 切 需 要 高质 量 、 长 序 列 的 资料 。然 而 ， 资 料 质 量 受 到 观测 仪 器 、 观测技术 、 测 站 位置 、 观测 时间 、 观 测 方 法 的影 响 ， 尤 其 是 长期 观 测 形 成 的地 面气 象 资 料 ， 各 种 非 气 候 因 素 造 成 的影 响 更 大 ， 使资料质量大 打折扣 。 对 于 ＭＰ 一 ３ ０ ０ ０微 波 辐射 计 ， 数据 质 量 对 研 究 及 在业 务 中 的应 用 都 具 有很 重要 的影 响 。传 统 的质 量 控 制 （ ＱＣ） 主要 根 据气象学 、 天气学 、 气候学原理 ， 以气 象 要 素 的 时 间 、 空 间 变化 规 律 和各 要 素 间相 互 联 系 的 规 律 为 线 索 ，分 析 气 象 资料 是 否
候分析 、 气 象 科 学 研 究 和 为 各行 各 业 服 务 的 基 础 。 目前 大气 探 测 主要 包 括 ： 地面观测 、 高空探测 、 特 种 观 测 和 遥感 探 测 等 。地
２ 微 波 辐 射 计 数 据 与 其 他 探 测 方 法 的 对 比
本 文 主 要 对 微 波 辐 射 所 获 得 的温 度 及 湿 度 垂 直 分 布 情 况
１ 大 气参 数探测 方法
大气探测是利用各种探测手段ｘ Ｊ ， － 大 气 中 的 物 理 过 程 和 物
理 现 象 及 气 象 要 素 等 进 行 观 测 、探 测 并 使 用 不 同 的载 体 进 行 记 录 。大 气 探 测 所 获 取 的气 象 记 录 、 资 料 是 进 行 天气 预 报 、 气
气系统 ， 大气温度 、 湿 度 等 参 数 在 自由对 流 层 内 应 具 有 较 小 偏
差 ，可 以用 于 对 天 气 状 况 的预 测 和分 析 。 而 对 于 中小 尺 度 天 气 ，选 用 北 京 探 空 站 的 探 空 资 料 与本 地 大 气 参 数 将 存 在 一 定
偏差 。
高空气 象探 测一 般是 用探空 气球 携带 探空 仪器 升空进 行 ， 可测得不同高度的大气温度 、 湿度 、 气压 ， 并 以无 线 电 信 号 发送 回地 面 。其 运 行 成 本 高 ， 需 要 复 杂 的安 装 和 运 行 条 件 ， 并
且 有 比较 差 的 空 间 覆 盖 （ 做好达 到几百公 里 ） 和时间覆 盖 （ 每 天两次） 。且 天 津 地 区 暂 时 没有 探 空 站 ， 通常情况下 ， 在 对 强 对 流 等 天气 状 况 的预 报分 析 时 ，选 用 相 距 天津 地 区 ２ ０ ０ ｋ ｍ 左 右 的北 京 等 地 的 探 空 资 料 进 行 分 析 。对 于 晴 空 天 计 的工 作 平 台可 分 为 空基 和 地 基 微 波 辐 射 计 两 种 。 微
波辐 射 计 可 以对 地 球 表 面提 供 一 个 完 整 的 观 测 ，是 大 气 探 测 的重 要 手 段 之 一 。它 可 应 用 于 大 气 温 度 廓 线 、 大气湿度廓线 、 水 汽 通量 、云水 含 量 、降 水 和 大 气 成 分 等 重 要 大 气 参 数 的 测 量 。 大气 温 、 湿 廓 线 是 大 气 环 境 的重 要 参 数 ， 探 测 大气 温 湿 廓 线 在 天气 预 报 、 大气 科 学 研 究 等 领域 具 有 重 要 意 义 。
２ ０ １ ３年 第 ５期
７ ４
Ｔｌ ＡＮＪ Ｉ Ｎ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥ ＣＨ ＮＯＬ ＯＧＹ
科学观察
陈 涛 卜清 军 （ 天津滨海新区塘沽气象局 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ６ ）
Ｍ Ｐ 一 ３ ０ ０ ０微波辐射计气候 资料数据质量
控 制 方法 研 究
【 摘 要Ｉ ＭＰ 一 ３ ０ ０ ０ Ａ微波辐射计作 为一种新的探 空仪 器， － － Ｔ ； ． ｚ ￣得较 高分辨率的大气温湿等参数 的
温） 、 地温 、 湿度 、 气压 、 风（ 包 括 风 向风 速 ） 、 云、 天气现象 、 能 见 度、 降水 、 蒸发量 、 日照 时 数 、 太 阳 辐射 等 。 本 站 对 各 气 象 参 数
同时 进 行 人 工 观测 ， 保 证数 据 质 量 。
度 和 水 汽 廓 线 以及 较低 分 辨 率 的液 态 水 廓 线 ，可 以 探 测 从 仪 器安装地水平面到 １ ０ ｋ ｍ 大 气 层 的垂 直 廓 线 。 由于 天 津 地 区 没 有 自 己的 探 空 数 据 ，微 波 辐 射 计 的探 测 资料 可 以 作 为 分 析
微 波 辐 射 计 是 近 年 新 兴 的一 种新 型 探 测 温 度 、湿 度 等 大 气参 数的重要仪器 ， 测 量 比较 灵 敏 ， 具有 较高 的时空分辨 率 。
合理 。其 方法 包 括 ： 范 围检 查 、 极 值检查 、 内部一致性检查 、 空
间一 致 性 检 查 、 气象学公式检查 、 统 计 学 检查 、 均 一 性检 查 。这 些方 法 被 普 遍 应 用 到 地 面气 象 资 料 的 质 量 控 制 中 。 本 文 利 用 塘 沽 气 象 局 地 面 资 料 及 北 京 等 地 的探 空 资 料 ， 对 微 波辐 射 计 数 据 质 量 进行 了验 证 。