基于卫星微波散射计风场的台风中心定位方法比较研究-海洋预报

基于卫星微波散射计风场的台风中心定位方法比较研究

单位：1. 国家卫星海洋应用中心, 北京 100081;
2. 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州), 广东广州 511458;
3. 中国矿业大学地球科学与测绘工程学院, 北京 100083

分类号：P714.2

出版年·卷·期（页码）：2020·37·第五期（24-33）

摘要：

基于HY-2A/B、Metop-A卫星微波散射计风场产品，开展了两种定位台风中心方法的比较研究。以2019年台风“娜基莉”为例，分析了在台风形成期与成熟期不同发展阶段的定位结果。结合台风风场涡旋特性与风速特征，考虑相对垂直涡度和水平散度两个影响因子，探究了高风速阈值涡度场定位法和高风速阈值复合场定位法的定位效果，并与中国气象局热带气旋资料中心的最佳路径数据集比较。结果表明：台风成熟期定位精度较形成期更优，高风速阈值复合场定位法精度更佳，平均偏差为0.1°~0.2°，均方根误差小于0.25°。

This paper conducts a comparative study of two methods of typhoon center locating based on HY-2A/2B and Metop-A satellite microwave scatterometer wind field products. Taking the typhoon "Nakri" in 2019 as an example, we analyze the locating results of typhoon center in the typhoon formation and mature stage. By considering the characteristics of wind field vortex and the wind speed and two influence factors of vertical vortex and horizontal divergence, we discuss the performance of two locating methods based on the vorticity field and composite field of the high wind speed threshold. The performance is compared with the best track dataset of the China Meteorological Administration Tropical Cyclone Database. The results show that the locating accuracy of the typhoon center is higher in the development stage compared to the mature stage, and locating method based on the composite field of the high wind speed threshold reveals higher accuracy with the average deviation of 0.1°~0.2° and root mean square error of less than 0.25°.

参考文献：

[1] 王慧, 丁一汇, 何金海. 西北太平洋夏季风的变化对台风生成的影响[J]. 气象学报, 2006, 64(3):345-356.
[2] 黄荣辉, 皇甫静亮, 武亮, 等. 关于西北太平洋季风槽年际和年代际变异及其对热带气旋生成影响和机理的研究[J]. 热带气象学报, 2016, 32(6):767-785.
[3] 王毅, 黄润恒, 刘建强. 卫星散射计台风风场资料的个例研究[C]//第十一届全国遥感技术学术交流会论文集. 海口:中国空间科学学会, 中国宇航学会, 中国航空学会, 中国自动化学会, 中国电子学会, 中国海洋学会, 中国测绘学会, 中国地质学会, 1999:489-491.
[4] Lecomte P, Crapolicchio R, Saavedra de Miguel L. Cyclone tracking with ERS-2 scatterometer:algorithm performances and post-processed data examples[C]//Proceeding of the Envisat & ERS Symposium. Gothenburg, 2000.
[5] Gierach M M, Bourassa M A, Cunningham P, et al. Vorticity-based detection of tropical cyclogenesis[J]. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 2007, 46(8):1214-1229.
[6] Ho S S, Talukder A. Automated cyclone identification from remote QuikSCAT satellite data[C]//Proceedings of 2008 IEEE Aerospace Conference. Big Sky, MT:IEEE, 2008:1-9.
[7] Talukder A, Ho S S, Liu T, et al. Global cyclone detection and tracking using multiple remote satellite data[EB/OL]. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download;jsessionid=A42AB558C79E0BE29CA18D39CA1940BF?doi=10.1.1.549.8690&rep=rep1&type=pdf.
[8] Zhang D R, Zhang Y Z, Hu T G, et al. A comparison of HY-2 and QuikSCAT vector wind products for tropical cyclone track and intensity development monitoring[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2014, 11(8):1365-1369.
[9] 邹巨洪, 林明森, 邹斌, 等. HY-2卫星散射计热带气旋自动识别算法[J]. 海洋学报, 2015, 37(1):73-79.
[10] 赵勇, 赵朝方, 孙如瑶. HY-2A散射计数据在台风"苏力" 海表面风场结构研究中的应用[J]. 海洋湖沼通报, 2017(2):39-47.
[11] Chorin A J, Marsden J E. A mathematical introduction to fluid mechanics[M]. 2nd ed. New York:Springer, 1990.
[12] Hu T G, Wang X, Zhang D R, et al. Study on typhoon center monitoring based on HY-2 and FY-2 data[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2017, 14(12):2350-2354.
[13] Ying M, Zhang W, Yu H, et al. An overview of the China meteorological administration tropical cyclone database[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2014, 31(2):287-301.
[14] 蒋兴伟, 林明森, 宋清涛. 海洋二号卫星主被动微波遥感探测技术研究[J]. 中国工程科学, 2013, 15(7):4-11.
[15] 刘宇昕, 张毅, 王兆徽, 等. 基于ASCAT微波散射计风场与NCEP再分析风场的全球海洋表面混合风场[J]. 海洋预报, 2014, 31(3):10-18.
[16] 陈永利, 赵永平, 张必成, 等. 海上不同高度风速换算关系的研究[J]. 海洋科学, 1989(3):27-31.
[17] 赵勇, 赵朝方, 王志雄. 基于卫星散射计海面风场数据的台风中心定位研究[C]//第19届中国遥感大会论文集. 2014:1854-1865.
[18] 关吉平, 黄思训, 张立凤. 全球风场构建涡度、散度的新方法[J]. 物理学报, 2014, 63(17):179201.
[19] 蔡其发, 黄思训, 高守亭, 等. 计算涡度的新方法[J]. 物理学报, 2008, 57(6):3912-3919.

服务与反馈：

【文章下载】【发表评论】【查看评论】【加入收藏】