地基微波辐射计在台风登陆前的性能分析（下）
发布时间：2019-12-11 17:37:51
以使用MWP967KV型微波辐射计分析第14号“摩羯”台风登陆前的探测情况为目的，利用常规探空资料以及浦东机场AWOS地面资料作对比，分析微波辐射计与两者之间物理量的差异。
作者 黄海玲、张天旗 、张荣智 、蒋维东
（民航华东空管局，上海 200335）
微波辐射计资料分析
地面各指标时空剖面
北京时间 2018年8月12日浦东机场受12号台风“摩羯”影响，12日降水量达86.7 mm，出现强降水雷暴天气，微波辐射计准确反映了此次台风过程中对本场各物理量的变化。如图 3 所示在12日06:00~21:00 期间，大气中8 km 以下相对湿度明显增加 ；其中13:00~20:00 温度没有明显变化，但是登陆前后 3h 有逆温层且过了 6h 后，依旧有明显逆温；气压在前后 3h 内呈持续下降趋势。
图3 2018年8月11日00:00~15 日 09:00 浦东机场台风过程微波辐射计测量值（温度、相对湿度、压强）演变示意图
如图 4 所示水汽主要集中在 2 km 以下，液态水集中在 6 km 以下，在台风登录前，水汽在06:00~21:00 低空积聚，台风登陆后在大气动力作用下抬升凝结成云并降落，液态水含量与云底高度持续降低基本一致。这段时间的台风登陆前变化情况说明此微波辐射计能够客观展现台风过程中对本场大气的温湿状况变化规律。
图4 2018 年8月11日 00:00~15日09:00 浦东机场台风过程微波辐射计测量值（水汽、液态水、云底高）演变示意图
此过程当天逐小时对流参数变化来看，CAPE值表示大气稳定度，同时包含低层、高层空气特性的参数，数值越大代表强对流越容易发展，一旦强对流发生，大气不稳定能量即会释放，CAPE值可降至0。如图 5 所示对流有效势能 CAPE 最低值出现在10:00~16:00，处于强降水天气发生时段，由微波辐射计资料计算得出 CAPE 值较好地表征此次台风过程 ；而KI 指数和SI指数只取决于一定层次的资料，在台风登陆前后850hPa 和500 hPa 之间存在逆温层，因此由微波辐射计资料计算得出的KI指数和SI指数无意义。
图5 2018年8月11日00 时 -15 日 09 时浦东机场台风过程微波辐射计各对流指数演变示意图
上海浦东机场位于上海市东部，依海建造，地理坐标为北纬 31°08'，东经 121°47'。如图 6所示12日08:00 与 20:00 浦东机场台风过程前微波辐射计与探空温度、水汽、相对湿度廓线对比，其廓线是在区站号58362宝山站获取，地理坐标为北纬 31°24'，东经 121°27' 宝山站位于浦东机场北侧，两者均靠海，且直线距离只有 45km，下垫面相似，可以近似取为浦东机场探空数据，从图 6 中可以看出，台风过程中二者温度、水汽密度廓线一致性较好，相对湿度廓线能够反映其在垂直方向上的变化，但是定量使用效果不佳。
如图7所示12日微波辐射计温度、湿度与AWOS实况资料作对比，由此可以看出，微波辐射计可以较好地模拟出此两个变量的变化趋势，但是湿度普遍比实际值偏低近10%，温度在低值时段也为强降水时段内偏低近1°，而在无降水或降水量少的情况下，温度接近。
图6 2018年8月12日08:00、20:00 浦东机场台风过程前微波辐射计与探空温度、水汽、相对湿度廓线的对比示意图
图72018年8月12日微波辐射计与AWOS湿度、温度对比示意图
结束语
本文利用 MWP967KV 型微波辐射计在 2018年第14号“摩羯”台风登陆前探测性能进行了分析。结果表明 ：
1）台风“摩羯”带来的降水主要集中台风登陆前，微波辐射计可以较好地直接探测各类物理量，如温度、相对湿度、压强、水汽等，在这些指标上表现活跃。台风登陆前后3h有逆温层 ；大气8km以下相对湿度明显增加 ；气压在登陆前后3h内呈持续下降趋势；水汽主要集中2km以下，液态水集中在6km以下 ；对流有效势能CAPE最低值出现在10:00~16:00时，处于强降水天气发生时段，较好地表征此次台风过程。 2）与探空资料对比时，台风过程中二者的温度、水汽密度廓线一致性较好，相对湿度廓线能够反映其在垂直方向上的变化，但是定量使用效果不佳 ；与地面资料对比时，湿度普遍比实际值偏低近10%，温度在低值时段也为强降水时段内偏低近 1°，而在无降水或降水量少的情况下，温度接近。通过上述分析比较了微波辐射计和地面及探空资料的差异，温度、水汽密度和相对湿度的平均观测偏差较低，相关性较好，可见微波辐射计在台风监测中是可用的，同时它又能提供台风登陆前各物理量的变化情况，有助于研究台风对本场带来的影响做出提前判断。这仅仅是一个初步分析，有待进一步的分析和研究，尤其是从定量角度研究台风过程中各物理量的变化。
