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姓名 周曼榕(Man-Rung Chou)  查詢紙本館藏   畢業系所 太空科學研究所
論文名稱 利用水氣資訊改善降水估計之研究
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摘要(中) 用衛星直接來估計降雨一直是氣象遙測的一大目標。此技術自1960年發展至今獲得不錯的成果。其中相當多的研究結果顯示降雨受地域、地形、季節有極大的影響(Arkin,1979; Adler and Negri, 1988; Arkin and Xie, 1994)。然而利用特定衛星所發展之特定地區的估算式,運用在不同地區以及不同型態系統(如颱風、梅雨等)估算降雨時,結果往往不盡理想。因此發展一套適用於台灣地區的定量降雨估算技術是相當重要的。
本研究的重點在發展台灣地區中尺度對流系統(MCS)之自動化降水估計及定量降水預報的方法,利用GOES-9衛星紅外線頻道之亮度溫度來推估降雨,用全球定位系統(GPS)觀測的水氣含量及地面觀測大氣的相對濕度等資訊及雲梯度變化來修正估計之降雨量,增進降雨估計的技術。
研究分析2003年6~7月,以及2004年5月20、21日各GPS接收站的降雨個案。初步結果發現對流強烈的強降雨事件,經修正過後的降雨估計量值有顯著的改善,相關性大約有10~20%的增進,誤差約有3~4釐米的改進,以及最大降雨率的發生時刻也幾乎可以準確的抓到。然而仍有實例可能受天氣型態影響而有高估或低估的現象,如2004年20~21日兩天各站降雨估計的情形,20日的估計雖有好的定性,但在定量方面確實有高估的現象,分析有可能是受卷雲的影響。因此利用衛星技術來估計降雨,濾雲仍是一個重要的課題。此外,天氣系統(如風向、天氣型態等)氣象因素的考量,亦是未來需要加以分析,以達到更精準的定量降雨估計。
關鍵字(中) ★ 氣象衛星
★ GPS
★ 可降水
關鍵字(英) ★ precipitable
★ GOES
★ GPS
論文目次 摘要 I
誌謝 III
目錄 IV
圖錄 VII
表錄 XI
第一章 前言 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文章節概述 4
第二章 理論介紹 5
2.1 氣象衛星 5
2.1.1 輻射傳地方程 5
2.1.2 紅外線輻射方程 5
2.1.3 輻射強度與亮度溫度 7
2.2 GPS方面 8
2.2.1 GPS衛星訊號 8
2.2.2 無電離層線性組合 9
2.2.3 GPS之大氣遲延量 11
2.2.3.1中性大氣遲延 12
2.2.3.2求解對流層遲延量 16
2.2.4 地面氣象模式 18
2.2.5 濕遲延與可降水的轉換 18
第三章 資料處理與實驗流程 21
3.1 影像資料前處理 21
3.1.1 GOES氣象衛星簡介 21
3.1.2熱紅外光波段影像特性 22
3.1.3 影像灰階值之轉換 22
3.2 GPS資料與處理流程 23
3.2.1 GPS衛星架構 23
3.2.2 GPS觀測資料 24
3.2.3 氣象資料 24
3.2.3 GPS估算可降水之方法與流程 25
3.3 地面雨量資料 26
3.4 自動估計法 27
第四章 資料分析與討論 37
4.1反演降雨方法 37
4.1.1 閥值 37
4.1.2降雨量之反演 38
4.1.3 修正因子 39
4.1.3.1水氣修正因子 40
4.1.3.1雲成長修正因子 41
4.2定量分析 42
4.2.1天氣分析 43
4.2.2降雨強度分析 44
4.2.3 地理位置的分析 45
4.3 小結 45
4.4討論 46
第五章 結論與未來展望 71
5.1 結論 71
5.2 未來展望 73
參考文獻 74
參考文獻 1.曾忠一,1988:大氣衛星遙測,渤海堂文化事業公司,台北,630頁。
2.曾忠一,1988:大氣輻射,渤海堂文化事業公司,台北,359頁。
3.王光華,2001:由衛星資料探討台灣地區降雨雲特性與降雨量關係,大氣科學,第二十九期第二號。
4.林修國,1998:「模稜求定與時鐘偏差估計應用於衛星相對定位及姿態求解」,國立中央大學大氣物理研究所博士論文。
5.丘台光,1998:衛星資料在台灣地區梅雨季豪(大)雨與定量降水預報之應用(I),國科會專題研究計畫成果報告。NSC87-2621-Z-052-007,40頁。
6.丘台光,1999:衛星資料在台灣地區梅雨季豪(大)雨與定量降水預報之應用(II),國科會專題研究計畫成果報告。NSC88-2625-Z-052-007,32頁。
7.丘台光,2000:衛星資料在台灣地區梅雨季豪(大)雨與定量降水預報之應用(III),國科會專題研究計畫成果報告。NSC89-2625-Z-052-007,36頁。
8.丘台光、汪琮、茍潔予、梁信廣,2000:「利用衛星IR雲圖對中尺度對流系統作降水估計與定量預報之研究」,天氣分析與預報研討會氣象論文彙編(89),中央氣象局衛星中心。
9.王寶貫,1996:雲物理學,渤海堂文化事業公司,台北,382頁。
10.劉說安、丘台光、胡婕美、艾雪芳、黃成勇,2002:「GPS可降水量觀測改進颱風期間定量降水預報之研究」,第五屆GPS衛星科技研討會,186-190。
11.劉振榮、呂貴寶、徐天佑,1992:「應用同步衛星資料估算台灣地區對流降水」,大氣科學,20(3),233。
12.劉敏香,2001:「定量降水之研究--利用雷達及衛星資料與類神經網路之結合」,私立中國文化大學地學研究所大氣科學組碩士論文。
13.衛強,2003:「應用氣象衛星影像於雨量估計之研究 = Study on rainfall estimation using weather satellite imagery」,國立臺灣大學生物環境系統工程研究所博士論文。
14.羅國誠,2001:「GMS資料對雲分類的研究」,私立中國文化大學地學研究所大氣科學組碩士論文。
15.鄭綺翰,2004:「GPS信號估算可降水量與降雨關係之研究」,國立中央大學太空科學研究所碩士論文。
16.葉惠中,2000:「區域化變數理論與隨機變域模擬在雨量站網設計之研究」,台灣大學農業工程研究所博士論文。
17. Aiguo Dai and Junhong Wang, Randolph H. Ware and Teresa Van Hove, 2001: Diurnal variation in water vapor over North America and its implications for samplin errors in radiosondehumidity, J. Geophys. Res., 107, 4090, doi: 10.1029.
18.Alder, F. R., and A. J. Negri, 1988: A satellite technique to estimate tropical convective and stratiform rainfall. Journal of Applied Meteorology, 27, 30-51.
19.Arkin, P. A., 1979: The relationship between fractional coverage of high cloud and rainfall accumulation during GATE over the B-scale array. Mon. Wea. Rev., 107, 1382-1387.
20.Arkin, P. A. and Meisner, B. N., 1987: The relationship between large-scale convective rainfall and cold cloud over the western hemisphere during 1982-84, Mon. Wea. Rev., 115, 51-74.
21.Arkin,Phillip A. and Pingping Xie. 1994: The Global Precipitation Climatology Project: First Algorithm Intercomparison Project. Bulletin of the American Meteorological Society,Vol. 75, No. 3, pp. 401-419.
22.Askne, J., and H. Nordius, 1987: Estimation of tropospheric delay for microwaves for microwaves from surface weather data, Radio Sci., 379-386.
23.Barrett, R. F., and Martin, D. W., 1981: The use of satellite data in rainfall monitoring. Academic Press.
24.Basili P., Bonafoni S., Mattioli V., Ciotti P. and d'Auria G., 2002: Monitoring atmospheric water vapour using GPS measurements during precipitation events, Proc. of IEEE/IGARSS 2002, CD, Toronto, Canada, 24-28.
25.Beutler, G., E. Brockmann, S. Fankhauser, W. Gurtner, J. Johson, M. Rothacher, S. Schaer, T. Springer, and R. weber, 2001: Bernese GPS-Software-Version 4.2 Documentation.
26.Bevis M., GPS meteorology, 1992: Remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system. J. Geophys. Res., 97, 15, 784-801.
27.Bevis M. GPS meteorology, 1994: Mapping zenith net delays onto principitable water, J. Appl. Meteor., 33, 379-386.
28.Duan J., GPS meteorology, 1996: Direct estimation of the absolute value of precipitable water, J. Appl. Meteor., 35, 830-838.
29.Davis, J. L., T. A. Herring, I. I. Shapior, A. E. E. Rogers, and G. Elgered, Geodesy by radio interferometry, 1985: effects of atmospheric modeling errors on estimates of baseline length, Radio Sci., 20, 1593-1607.
30.Elgered, G., J. L. Davis, T. A. Herring, and I. I. Shapiro, Geodesy by radio interferometery, 1991: Water vapor radiometry for estimation of the wet delay. J. Geophys. Res., 96, 6541-6555.
31.Griffith, C.G. W.L. Woodley, P.G. Grube, D.W Martin, J. Stout, and D. N. Sikdar, 1978: Rain Estimation from Geosynchronous Satellite Imagery-Visible and Near Infrared Studies. Monthly Weather Reviews, 106: 1153-1171.
32.Griffith, C. G., 1987: Comparisons of gauge and satellite rain estimates for the central United States during August 1979. J. Geophys. Res. 92(D8), 9551.
33.Gilberto A. Vicente, Roderick A. Scofield, and W. Paul Menzel, 1998: The Operational GOES Infrared Rainfall Estimation Technique. American Meteorological Society, vol.79, No.9, 1883-1898
34.Huffman, G. J., R. F. Alder, P. R. Keehn, and A. J. Negri, 1993: Examples of global rain estimates from combined low-orbit microwave and geosynchronous IR data. Fourth Symp. on Climate Change Studies, Anaheim, CA, Amer. Meteor. Soc.
35.Kevin E., Trenberth, Christian J. Guillemot, 1995: Evaluation of Global Atmospheric Moisture Budgets as Seen from Analyses. J. Climate, 2255-2271.
36.Kummerow, C. and L. Giglo, 1994: A passive Microwave Technique for Estimating Rainfall and Vertical Structure Information from Space, Part I: Algorithm Description, J. Appl. Meteor., 33, 3-18.
37.Kummerow, C. and L. Giglio, 1995: A Method for Combing Passive Microwave and Infrared Rainfall Observations. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 12: 33-45.
38.Leick A., 1995: GPS satellite surveying, 3nd edn. Wiley, New York Chichester. Brisbane Toronto Singapore.
39.Liou, Y.-A., and C.-Y. Huang, 2000: GPS observation of PW during the passage of a typhoon. Earth, Planets, and Space, 52(10), 709-712.
40.Liou, Y.-A., Y.-T. Teng, T. Van Hove, and J. Liljegren, 2001b: Comparison of precipitable water observations in the near tropics by GPS, microwave radiometer, and radiosondes. J. Appl. Meteor, 40(1), 5-15.
41.Liou, Y.-A., C. S. Wang, and C.-H. Cheng, 2003: Diurnal signatures of atmospheric water vapor observed by GPS receivers on Taiwan”, AGU Fall Meeting, San Francisco, USA, December 8-12.
42.Lovejoy, S. and Austin, G. L., 1979a: The delineation of rain areas from visible and IR satellite data for GATE and mid-latitudes. Atmosphere-Ocean, 17, 77-92.
43.Lovejoy, S. and Austin, G. L., 1979b: The sources of error in rain amount estimating schems for GOES visible and IR satellite data. Mon. Wea. Rev., 107, 1048-1054.
44.Negri, Andrew J, Robert F. Adler, 1987: Infrared and Visible Satellite Rain Estimation Part I: A Grid Cell Approach. Journal of Climate and Applied Meteorology, 26, 1553-1564.
45.Negri, Andrew J, Robert F. Adler, 1987: Infrared and Visible Satellite Rain Estimation Part II: A Cloud Definition Approach. Journal of Climate and Applied Meteorology, 26, 1565-1576.
46.Owens J. S., 1967: Optical refractive index of air, Dependence on pressure, temperature, and composition, 6, 51-59.
47.Rocken C. Sensing, 1993: Atmospheric water vapor with the Global Positioning System, Geo. Res. Let., 20, 2, 631-634.
48.Scofield, R. A. and Oliver, V. J., 1977: A scheme for estimating convective rain from satellite imagery. NOAA/NESS Tech.Memo.86, US Dept of Commerce, NOAA, Washington DC.
49.Scofield, R. A., 1987: The NEDIS operational convective precipitation technique. Mon. Wea. Rev., 115, 1773-1792.
50.Saastamoinen, J., 1973: Contributions to the theory of atmospheric refraction, In three parts, Bulletin Ge´ode´sique, 105, 279 – 298, 106, 383–397, 107,13– 34.
51.Thayer D., 1974: An improved equation for the radio refractive index of air. Radio Sci., 9, 803-807.
52.Todd, M. C., and D. R. Kniveton, 1999: A combined satellite infrared and passive microwave technique for estimation of small-scale rainfall over the global Tropics and subtropics. Proc. Int. Union of Geophysics and Geodesy 99, Birmingham, United Kingdom, IUGG, B.285.
53.Wu, P.M., J.I. Hamada, S. Mori, Y.I. Tauhid, and M. D. Yamanaka, 2003: Diurnal Variation of Precipitable Water over a Mountainous Area of Sumatra Island, American Meteorological Society, 42, 1107-1115.
54.Xu, L., X. Gao, S. Sorooshian, P. A. Arkin, and B. Imam, 1999: A microwave infrared threshold technique to improve the GOES Precipitation Index. J. Appl. Meteor., 38, 569-579.
55.Siebren De Haan, Sylvia Barlag, Henk Klein Baltink, and Frans Debie, 2004: Synergetic Use of GPS Water Vapor and Meteosat Images for Synoptic Weather Forecasting. J. Appl. Meteo., 43, 514-518.
指導教授 劉說安(Yuei-An Liou) 審核日期 2005-7-13
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