雨率

降水是什么?

降水是一个重要的水文和气候变量,包括液体(雨)和固体(雪和冰)形式。当水蒸气凝结而成的微粒在重力作用下重到足以下落时,就发生了沉淀。降水可以在大气的任何垂直水平上测量,但对人类最重要的是落在地球表面的降水量。在RSS上,我们从微波辐射计得到海洋表面降雨率的估计值。

测量降水

由于降水对人类文明的重要性,许多遥感技术已经发展起来。遥感对于描述没有雨量器的广大海洋地区和偏远陆地地区的降水特别重要。遥感技术包括主动遥感和被动遥感两大类。主动遥感包括发射电磁辐射脉冲,并测量目标反射的辐射(在这种情况下是雨滴)。气象雷达就是主动传感器的一个例子。被动遥感只是测量入射的辐射,就像没有闪光灯的照相机一样。微波和红外成像仪是被动传感器的例子。

在微波和红外波段对降水进行被动遥感是可能的。微波辐射的波长约为1厘米,而红外线辐射的波长约短1000倍。因此,微波测量可以看到云的内部深处,而红外线测量只能看manbet客户端2.0万博吧到云的顶部。这也意味着微波测量的空间分辨率比红外线要低。万博吧manbet客户端2.0微波传感器的空间分辨率是通过放置在较低的轨道来提高的。微波传感器通常放置在近地轨道(350-850公里)的卫星上,而红外传感器通常放置在地球静止轨道(36000公里)上。

从被动式微波测量中提取降水的物理基础在于区分来自地球表面的辐射和来自降水的辐射。万博吧manbet客户端2.0这在陆地上更难做到,所以我们只提供海洋上的估算。海洋表面的微波辐射是强偏振的,而雨滴的微波辐射是无偏振的。因此,利用对垂直和水平偏振辐射的测量,可以准确地将降水与下垫海洋表面区分开来。万博吧manbet客户端2.0液态水产生的信号比冰强得多,所以我们只提供对降雨速率的估计。

降水时间尺度

降水在大范围的时间尺度上表现出变异性。捕捉一天以内的时间尺度上的降水变化需要尽可能多的传感器进行测量。万博吧manbet客户端2.0捕捉一年以上时间尺度上的变异性,需要从经过一致校准的传感器获得连续记录。具体的大气现象与降水变化的每一个时间尺度有关,下面讨论例子。这些例子说明了如何使用不同的数据集来研究不同的现象。这里的分析是1998-2012年的时间段。

在不到一天的时间尺度上是降水的日变化周期。图1显示了与日平均降水量的逐时降水异常。在海洋上空,降水通常在当地时间的清晨达到最大值。这与陆地相反,在陆地上,最大的降水量通常与一天的加热有关。

图1所示。当地时间上午6时(上图)和下午6时(下图)的日降水异常。这些图片是由RSS daily TMI制作的。图1所示。当地时间上午6时(上图)和下午6时(下图)的日降水异常。这些图片是由RSS daily TMI制作的。

图1所示。当地时间上午6时(上图)和下午6时(下图)的日降水异常。这些图片是由RSS daily TMI制作的。

亚季节性时间尺度(1-3个月)是Madden-Julian振荡(MJO)。MJO是热带印度洋和太平洋上降水异常的传播模式(图2)。MJO阶段由实时多变量MJO指数(RMM)给出。正降水异常中心位于2期90°E附近,6期向160°E传播。

图2。MJO 2期(上)、4期(中)、6期(下)降水异常。这些图像是由RSS每日合并降雨率制作的。图2。MJO 2期(上)、4期(中)、6期(下)降水异常。这些图像是由RSS每日合并降雨率制作的。图2。MJO 2期(上)、4期(中)、6期(下)降水异常。这些图像是由RSS每日合并降雨率制作的。

图2。MJO 2期(上)、4期(中)、6期(下)降水异常。这些图像是由RSS每日合并降雨率制作的。

在季节尺度上是地球的季风系统。季风是一种季风和降水的季节性逆转模式。图3显示了印度季风的这种逆转。该数字描述了2008年季风开始后约一个月和季风结束后数周的情况。

图3。2008年季风期间(上)和季风之后(下)的周平均风向和降水。这些图像是由RSS每周QuikScat风和RSS每周SSM/I F13降雨率制作的。图3。2008年季风期间(上)和季风之后(下)的周平均风向和降水。这些图像是由RSS每周QuikScat风和RSS每周SSM/I F13降雨率制作的。

图3。2008年季风期间(上)和季风之后(下)的周平均风向和降水。这些图像是由RSS每周QuikScat风和RSS每周SSM/I F13降雨率制作的。

在年时间尺度上是厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)。这是热带太平洋和印度洋上降水和海表温度(SST)模式的全球规模变化。厄尔尼诺现象与温暖的温暖阶段振荡在东太平洋海温和重降水(图4)。拉尼娜现象是很酷的阶段,温暖的风场和重降水位于西部太平洋(图5)。ENSO阶段是由海洋尼诺指数(ONI)使用阈值的±0.5°C。热带降水的这些变化与人类居住的土地上的降水有着深远的“远程联系”。

图4。降水(上图)和海温(下图)1月份厄尔尼诺现象。这些图像是由RSS每日降雨量和RSS每日OI-SST合成的。图4。降水(上图)和海温(下图)1月份厄尔尼诺现象。这些图像是由RSS每日降雨量和RSS每日OI-SST合成的。

图4。降水(上图)和海温(下图)1月份厄尔尼诺现象。这些图像是由RSS每日降雨量和RSS每日OI-SST合成的。

图5。拉尼娜现象下的降水(上图)和海温(下图)1月份异常。这些图像是由RSS每日降雨量和RSS每日OI-SST合成的。图5。拉尼娜现象下的降水(上图)和海温(下图)1月份异常。这些图像是由RSS每日降雨量和RSS每日OI-SST合成的。

图5。拉尼娜现象下的降水(上图)和海温(下图)1月份异常。这些图像是由RSS每日降雨量和RSS每日OISST合并而成的。

RSS雨率数据产品

被动式微波辐射计只能计算降雨速率,而不能计算降水量。作为辐射计数据处理的一部分,我们确定包含在单个卫星网格二进制数据文件中的降雨率值。有关这些文件内容和数据访问的更多信息,请参阅任务页面。

所有的RSS降雨率产品都是使用中描述的算法推导的Hilburn和Wentz(2008)。版本7雨率产品的验证由Hilburn和史密斯(2012)。

仪器 段操作 版本
1Manbetx ,1Manbetx 1987年至今 V7
三里岛事故 1997 - 2015 V7.1
amsr - e 2002 - 2011 V7
AMSR-2 2012年至今 V7.2
WindSat 2003年至今 V7.0.1