Phân tích và sử dụng ảnh vi sóng trong dự báo bão

Phân tích và sử dụng ảnh
vi sóng trong dự báo bóo

Hoàng Phúc Lâm
K7 Khí tợng Khí hậu học


Mục đích của tiểu luận
-Giới thiệu những kiến thức cơ sở để phân tích
ảnh sóng cực ngắn (các loại vệ tinh mang đầu đo,
các loại cảm ứng (chủ động và bị động),...)
-Các lưu ý khi sử dụng
-Phát hiện các đặc trưng của bão qua ảnh sóng
cực ngắn: Vị trí tâm, dải mây, mưa...


Các loại vệ tinh thu sóng cực ngắn
(Special Sensor Microwave Imager - SSM/I)

• Vệ tinh quỹ đạo cực
qt nón
• Bộ cảm ứng sóng
ngắn cao cấp Advanced Microwave
Sounding
Unit
AMSU




Trang web của Phịng thí nghiệm

nghiên cứu Hải Qn Mỹ Naval Research Laboratory - NRL


3 Hình ảnh về cơn bão Podul
125-140kts


Các loại dải tần vi sóng


85-91GHz
Với tần số 85 GHz, năng lượng phát ra từ bề mặt biển nhanh chóng
bị suy yếu ở phần dưới và giữa của các đám mây đối lưu do sự
khuyếch tán bởi các hạt nước và phần tử băng
- Ưu điểm:
- Có thể thâm nhập qua các đám mây Ci và giúp phát hiện cấu
trúc bên trong của cơn bão
- Phân biệt được mây đối lưu sâu và mây tầng thấp
- Xác định tốt bão có mắt bị mây Ci che phủ
- Bổ xung cho ảnh mây địa tĩnh cho phân tích tốt hơn
- Nhược điểm
- Mặt biển lạnh có thể cho hình ảnh giống như mây đối lưu
- Cần có các phương pháp tăng cường ảnh bổ xung
- Sai số do thị sai (parallax)
- Không hiển thị được chi tiết khu vực mắt bão


85-91GHz

37GHz
Với tần số 37 GHz, một lượng năng lượng lớn phát ra từ
các phần tử nước ở dưới các đám mây đối lưu không bị
ảnh hưởng nhiều bởi các phần tử băng phía trên
- Ưu điểm:
- Xác định được mắt bão bao phủ bởi mây Ci
- Xác định được chi tiết trong lõi bão, đôi khi cả mắt bão mà
không thể thấy được ở tần số 85 – 91 GHz
- Chỉ ra được những khu vực mây tầng thấp, mưa
- Sai số thị sai nhỏ hơn so với tần số 85-91GHz
- Nhược điểm
- Phân biệt không rõ giữa mây đối lưu sâu và dải mây tầng
thấp, đôi khi mắt bão xác định khơng rõ
- Nếu vệ tinh (SSM/I, SSMIS) có độ phân giải thấp thì chất
lượng của ảnh cũng thấp


37GHz


So sánh 2 dải tần 37 Và 85 GHz


Khu vực hiển thị

• 37 GHz chỉ ra những khu vực mây tầng thấp/ mưa
và hoàn lưu tầng thấp nhưng khơng phân biệt
được mây đối lưu và mưa.
• 85-91GHz chỉ ra vùng đối lưu sâu tốt hơn nhưng
lại không phải lúc nào cũng cho được hoàn lưu

tầng thấp. Sử dụng việc hiển thị tăng cường ảnh
có thể phân biệt được mây đối lưu sâu và bề mặt
biển trong một số trường hợp.(mô phỏng 5.1-5.2)


Thị sai
• Thị sai:
• 37 GHz: <= 5 km
• 85 GHz: 10-20 km


Thị sai 85 GHz

Phần tử
băng

Mực ảnh hưởng
Của các yếu tố
khí tượng

Hạt mưa
X

Y


Thị sai 37 GHz

Phần tử
băng

Mực ảnh hưởng
Của các yếu tố
khí tượng
Hạt mưa
X

Y


Quan trắc mắt bão

• Mắt bão quan sát được có vẻ to hơn ở dải 85GHz vì nó
nhìn thấy phần phía trên của mắt bão.


Đặc điểm của hình ảnh sóng
ngắn đối với bão
85 GHz
Hình ảnh có vẻ Lạnh:
-Phần trên cao của mây đối
lưu sâu, nơi có nhiều tuyết,
tinh thể băng, ...

37 GHz
Hình ảnh có vẻ Lạnh:
- Bề mặt biển, khơng phải
đối lưu sâu, sóng ở tần số
này có thể xun qua các
tinh thể băng
Hình ảnh có vẻ Ấm :

Hình ảnh có vẻ Ấm :
- Mặt đất và mây tầng thấp - Mưa


Khu vực lạnh nhất :
Khu vực đối lưu mạnh
Với các tinh thể băng.
Vùng quang mây trên
Biển – lạnh

Khu vực ẩm và mây tầng
Thấp - ấm hơn


Mây đối lưu rất sâu
- LẠNH (Hiếm!)

Mây tầng thấp
- Ấm hơn


LẠNH NHẤT: Vùng mây
đối lưu
Biển lạnh

Ấm nhất: Mây tầng thấp
Và mưa


Lạnh: Biển

Ấm: Mây tầng
thấp, mưa

NOTE: Mắt ở dải 37GHz nhỏ hơn


Sự sai khác trong quan trắc
đường kính mắt bão???


Kích thước ở dải tần 85GHz lớn hơn trên
ảnh thị phổ?

85GHz