兰州大学《卫星气象学》第4章-美国气象卫星观测系统-4-TRMM分解.ppt

1、4.5 TRMM卫星，基本概况发射目标数据产品的实用化，TRMM是美国地球探测系列卫星的组成部分，是美国和日本共同开展的热带降雨测量订划。 卫星于1997年11月28日从日本发射。 轨道倾斜角35o、高度350km的圆轨道，每天绕地球16周。 TRMM热带降雨测量卫星(tropicalrainfallmeasuringmission )原设修订寿命为3年，经过最近4年的运行，卫星及其搭载设备的运行状态仍然良好，因此NASA决定继续服务。 2001年8月以后，为了减少耗电量，将轨道高度从地面提高到403 km，所有机器的检测范围都增加了。 遥感装置：雨测雷达(PR )、微波成像仪(TMI )、可

2、见光红外扫描仪(VIRS )、CERES、闪电成像传感器(LIS )两种装置。 日本制造的PR首次搭载于卫星上，对降水进行最准确的测量，但由于能量和重量的限制，PR提供广范围的降水测量是不现实的。 美国制造的TMI和VIRS。为了降低成本，这两种仪器采用了近年来广泛用于降水反演的SSM/I和用于极轨卫星和静止卫星的AVHRR。 TMI和VIRS比PR设备有更大的观测范围，而PR作为标准校正TMI和VIRS的反转算法，提供了更准确的降雨测量。 发射目的、降雨在水循环中发挥重要作用，是推动气候变化机制的重要因素。 地球表面的2/3面积属于热带，热带降雨是全球大气循环的基本动力源之一。 TRMM是进

3、行全球范围的降雨观测，定量测量包括观测点少的热带海洋地区在内的热带降雨的首个空间卫星修订计划。 目的：观测研究热带降雨过程，更多地了解热带降雨对全球变暖系统的影响。 TRMM卫星的机器介绍，PR动作频率13.8GHz，波长2.2cm。 天线是128芯槽型波导阵列、有源相控阵系统。 天线口径2.1m 2.1m，3dB波束宽度0.71。 星下点水平分辨率4.3km，收割宽度215km，各扫描线由49像素(即角库)构成。 径向分辨率(即距离库的长度)从地表到20km的高度为250m。 PR峰值发送功率500W、脉冲宽度1.67s、脉冲重复频率2776GHz。 接收机采用低噪声放大器，机械整体噪声-1

4、11dBm，最小可探测雨在降水云顶为0.7mm/h。降雨雷达PR、轨道高度350km、PR是首台提供暴雨结构三维图的星载仪器，发射微波接收降雨反射信号测量降雨的三维分布，提供有关热带雨系统和全球潜热时间序列的数据和资料，改善全球能量积累和气候差异的理解。 测量数据生成降雨强度、降雨分布、降雨类型、暴雨深度、雪融雨高度等信息。 基于这些测量的对散发到大气中的不同高度的热的估计可以用于改善全球大气循环的模型。 PR的一个重要特征是能够提供距地面20 km高度的雨雪垂直轮廓线。 降雨雷达可分离垂直采样尺寸250m的雨反射波。 降雨雷达PR可以观测到雨和地表的后向散射，由于3 8o入射角的后向散射受植

5、被冠层吸收(散射)的影响较大，弱信号对应浓密植被的9 13o入射角的水体具有较强的后向散射，如沙漠那样的光滑表面信号较弱，因此可以利用PR识别土地的展望复盖。 来自PR的后方散射数据中不仅包含土壤湿度信息，还包含植被数和地表粗糙度信息。 微波成像器TMI、TMI是5频率9通道的微波辐射校正。 5频率为10.7、19.4、21.3、37和85.5GHz，其中21.3GHz仅为v极化，其馀均为双极化。 天线扫描的最大上下角为49，收割宽度为760km，像素分辨率为6 50km。 TMI通过测量从地球和大气放出的微小微波能量，定量地修正大气中的水蒸气、云中的水分和降雨强度。 TMI是一种多通道/双极

6、化、无源微波传感器，提供卫星上大范围的定量降雨信息，提供有关海洋降雨速度的数据，PR提供的信息有助于算法的改进。TMI数据和PR数据是降雨量测定的主要数据集。 可见/红外扫描仪VIRS、VIRS有0.63、1.6、3.75、10.8和12 m个通道，天线轨道扫描、割幅720km、星下点分辨率2km。 VIRS可以为降水测量提供云的高度和云的种类等信息，也可以进行单独估计降水的研究。 VIRS是非常直接的降雨指示符，是被动的扫描辐射器，使用各光谱带的辐射强度来确定辐射源的亮度(可见光和近红外区)和温度(红外区)。 如果天气晴朗，温度与地球表面的温度相对应如果有云，温度与云的顶部温度相对应。 冷温

7、度产生短波段的更大的强度，暖温度产生长波段的更大的强度。 闪电成像仪LIS，闪电成像仪LIS是一种小型复杂的仪器，用于检测和诊断全球热带地区的闪电。 LIS可以在全球范围内测量雷击和雷击活动，其视域允许传感器持续观测地球上的某一点或云80s来估计雷击率，风暴可以提供云的特性、风暴的动力、雷击的季节或年变化的相关信息LIS数据与PR、TMI、VIRS数据的结合，可以调查全球闪电率和降雨及其他暴风雨特性的关系。 TRMM卫星的数据产品、TRMM卫星产品、TRMM卫星提供了三个阶段的资料。 一级数据：定位为目标的数据。 TMI和VIRS的资料纠正处理由TRMM科学和数据信息系统(TSDIS )完成，

8、PR的资料纠正处理由日本国家空间发展局(NASDA )完成，将雷达接收的功率转换为反射率。 二次资料： (1) 2A12: TMI观测区内地面降水和三维水分结构，潜热加热(2) 2A21:雷达表面散射截面总路径衰减(3) 2A23:探测明带BB，区分降水类型(对流降水还是稳定降水) (4) 2A25:观测的地面和三维水分结构估计2B31: PR和TMI合成的地面降水和三维水分、滴谱分布残奥仪的垂直结构的三级资料(5ox5o): (1) 3A11: TMI月降水估计(2) 3A25: PR Level 2产品的空间整合校正(3) 利用3A26:多阈值技术进行降水率空间整合修正(4)3b31: 3

9、B42: 50N50S范围高质量微波、红外降水3小时0.25ox0.25o融合产品(6) 3B43:TRMM与其他产品的融合降水产品、TRMM卫星资料的热带降水的测定、降水暴雨研究、预报模式的数据同化、热带海面温度反演闪电成像修订和云和地球辐射能系统的测量资料对于热带和亚热带的闪电分布和气候模型研究也有很大的应用价值。 利用TRMM的数据资源在提高天气气候预报准确度的同时，还可以加深对热带亚热带地区降水特性的理解。 “快速查找”at TRMM orbits、Tropical Cyclone Sandra、onmarch11、2013 thetrmmsatellitetwiceflewaboveweakeningtropiing latestweekoff 全球、Asia、Rain Averages Anomalies、ENSO专业指数(ESPI )、espiscalcuatedwithprecipitationanomaliesfromtwoareasinthep intermsofregionalrainfallchanges、rainfall climatology从3 b 43开始， averagingallavailablemonthly0. 25 x0. 253 b 43 mergedtrmma