[发明专利]一种基于主被动微波遥感观测的热带气旋自动定强方法

说明书

本发明公开了一种基于主被动微波遥感观测的热带气旋自动定强方法，该方法基于相关向量机联合主被动微波遥感观测的热带气旋；自动获取微波辐射计亮度温度、微波散射计海表面风场的信息；然后依据热带气旋强度估计模型对过境时间接近一小时内、台风中心经纬度0.5～2.5度范围内的亮度温度和海表面风场的信息进行处理，最后得到热带气旋中心附近地面的热带气旋等级。本发明方法处理过程简单、实用性强、成本低、精度高、易于操作，对热带气旋强度估计系统性能不需做任何假设。

技术领域

本发明涉及台风领域的遥感数据处理，更特别地说，是指一种基于主被动微波遥感观测的热带气旋自动定强方法。

背景技术

台风是发生在热带洋面上的强烈气旋性涡旋，也称为热带气旋，台风造成灾害的严重性、多发性已为世人所瞩目，台风造成的危害极大，具有很强的破坏力，当台风袭来时，往往伴有狂风、暴雨、巨浪和风暴潮，有时还能引起海啸。据世界气象组织报告，全球每年死于台风的人数约为2～3万人，直接经济损失达数十亿美元，70％以上的海难都与台风和热带风暴有关，故人们常将台风称为制造海难的头号“元凶”。

台风定位定强是台风预报的基础，台风定位定强的准确性不仅会影响到台风路径和强度预报，也会影响到台风大风、暴雨甚至风暴潮预报的准确性。因此，对热带气旋中心、强度的准确估计对于我们预报热带气旋的路径和发展具有重要意义，准确的台风定位定强分析可以起到趋利避害的作用，最大限度地减少台风灾害和损失。

台风生成于热带或副热带洋面，而海洋是常规观测的盲区，地面雷达探测距离有限，气象卫星则具有观测范围广、观测时次多等特点，因此自20世纪60年代气象卫星投入业务运行以来，卫星云图就成为对台风进行全天候监测的主要手段，尤其是对远海台风的监测。从遥感卫星影像中可以获得许多与台风强度相关测参数，比如台风中心区及周围场的亮度温度、风场信息等。传统的光学遥感卫星提供了大量的数据分析台风的路径以及强度等。现在国际上通用的台风预报技术采用的是Dvorak技术，这套分析法利用了光学遥感影像的可见光与红外波段，根据不同的云型，基于一些限定规则和约束条件确定最终的强度指数。该套方法在1987年被世界气象组织正是通过使用。对于组织模糊的弱热带气旋或是迅速增强/减弱的热带气旋，Dvorak技术有一定的困难需要面对。低云和中云会被最顶层的云层遮蔽，红外影像很难探测到卷云下的中低层热带气旋特征，而随着微波技术的发展，微波遥感探测可以穿透上层卷云，探测到卷云下不同层次上的热带气旋内部信息。用微波影像分析热带气旋的结构相较于其他受限制的影像是非常有优势的。被动微波辐射计可以获得台风中心及其周围的亮度温度，微波散射计可以获得海表面风场。

发明内容

为了确定基于遥感卫星的热带气旋强度，本发明提出了一种基于主被动微波遥感观测的热带气旋自动定强方法。该方法通过最佳路径数据匹配的SSMIS微波辐射计和HY-2A微波散射计数据，提取与热带气旋强度相关的特征参数，然后选择最佳的微波辐射计参数和微波散射计参数作为候选参数，最后基于相关向量机的热带气旋强度估计模型获得热带气旋强度。本发明方法处理过程简单、实用性强、成本低、精度高、易于操作，基于主被动微波的联合，可以更好的分析热带气旋的强度。/

本发明的一种基于主被动微波遥感观测的热带气旋自动定强方法，其特征在于包括有下列步骤：

步骤一：获取微波散射计的海表面风场信息；

获取用微波散射计采集到的过境时间接近一小时内、台风中心经纬度0.5～2.5度范围内的卫星遥感数据中的海表面风场信息记为MWA＝{A_sca₁,A_sca₂,…,A_sca_n,…,A_sca_E}；

A_sca₁表示微波散射计采集的第一组卫星遥感数据；

A_sca₂表示微波散射计采集的第二组卫星遥感数据；