葵花系统接收处理平台.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,新一代气象卫星向日葵,-,8,接收处理应用平台简介,朱拥军,2016,年,6,月,12,日,汇 报 提 纲,一、卫星简介,二、与风云星对比,三、应用概况 四、优势与特点,五、基本功能 六、应用案例,七、应用方向 八、正在进行的研发,一、,HIMAWARI-8,卫星简介,向日葵,HIMAWARI-8,气象卫星，由日本气象厅出资、三菱电机公司研制，,2014,年,10,月,7,日使用三菱重工的,H-IIA-25,火箭成功发射，,2015,年,8,月,27,日正式投入业务。,目前，,HIMAWARI-8,是世界上最先进的、第三代气象卫星，也是目前唯一投入业务应用的第三代气象卫星。,世界气象组织将,HIMAWARI-8,的各项技术参数，定义为第三代气象卫星标准，其它国家的气象卫星发展要执行这个标准。,HIMAWARI-8,全长约,8m,（含太阳电池板），发射质量约,3500kg,，卫星寿命,15,年，执行观测任务时间,8-10,年。,HIMAWARI-9,将在,2016,年发射,HIMAWA RI-8/9,将执行观测任务到,2029,年。,HIMAWARI-8,搭载了世界上最先进的新一代气象观测遥感器（,Advanced Himawari Imager,）,可视红外线辐射计，相比以往气象观测遥感器实现了更高的空间分辨率，观测波长种类（波段数）和观测频率都显著提高。,无论汛期和非汛期，,HIMAWARI-8,每,10,分钟进行一次常规观测（观测范围：,70-210,E,75,N-75,S,），下发观测数据量,2.3G,。每,2.5,分钟进行一次特定区域（例如台风、特大灾害发生区域）观测，下发观测数据量,56M,。,目前，,HIMAWARI-8,下发的数据种类：,（,1,）,14,个通道云图；,（,2,）日本全球数值预报产品，空间分辨率,1.25,，时间分辨率,6,小时，预报时效,48,小时。,（,3,）东亚和西太平洋气象观测数据，时间间隔,30,分钟。,（,4,）太平洋洋面风场观测数据，时间间隔,30,分钟。,我们开发的接收应用系统，可以接收处理以上数据。,二、中国风云,卫星,和,HIMAWARI-8,卫星综合对比,项 目,HIMAWARI-8,中国风云,使用寿命,15,年,3,年,图像分辨率,可见光：,0.5km,红外：,2km,可见光：,1.25km,红外：,5km,观测频率,全盘图：,汛期，,10,分钟,/,次,非汛期，,10,分钟,/,次,特定区域：,2.5,分钟,/,次,全盘图：,汛期，,30,分钟,/,次,非汛期，,60,分钟,/,次,特定区域：,无,云图种类,16,种,5,种,总体参数评估,观测频段及频段功能对比,“,HIMAWARI-8,气象卫星接收处理应用平台”，可以形成立体云图、红外云图、水汽云图、可见光图、云顶高度、雾汽监测、灰霾监测、沙尘暴监测、森林火险监测、高低空天气图、数值预报产品、航危天气诊断产品、航危天气短时临近预报产品。,该平台可以在气象、水利、民航、林业、海洋等部门应用。,通过,2015,年,10,月,1,日,-2016,年,5,月,20,日的实际应用，对比检验情况如下：,三、,HIMAWARI-8,卫星应用情况,（,1,）,2015,年,10,月,-2016,年,4,月,20,日，甘肃省东部共出现,13,次降水过程，其中小雪,4,次，小到中雪,2,次，小雨,5,次，中雨以上量级,2,次。,HIMAWARI-8,气象卫星的降水预报，无论量级和范围，明显优于国内外其它数值模式和天气在线。特别是冬季的降水预报，参考性更高。,HIMAWARI-8,气象卫星的数值预报数据，每天发布,4,次。国内省市级气象和民航等部门通过,CMACast,接收的国内外其它数值预报，最多是,2,次。,HIMAWARI-8,气象卫星的应用检验评估,（,2,）,2016,年,4,月,9,日,6-10,时，山东大部分地方出现大雾，,150,多个高速收费站临时封闭。通过对比分析，,HIMAWARI-8,气象卫星的图像清晰度和雾的可识别性，均优于中国风云星。,（,3,）,2015,年,11,月,-2016,年,1,月，发生在华北、华东、华南地区的,17,天重度霾的监测，,HIMAWARI-8,气象卫星的图像清晰度和霾的可识别性等方面均优于中国风云星。,（,4,）,2016,年,3,月,4,日，发生在甘肃西部和内蒙古的沙尘暴，通过,10-14,时的对比分析：向日葵,8,的图像清,HIMAWARI-8,气象卫星的应用检验评估,晰度和沙尘暴的可识别性，优于中国风云星。,（,5,）,森林火险的监测,卫星遥感是森林火灾监测的重要方法，在森林火灾监测过程中发挥着越来越重要的作用。,目前，应用到森林火灾监测的卫星主要有,NOAA,卫星、,EOS/MODIS,、风云系列卫星、环境减灾（,HJ,）卫星。以上卫星观测频率低，对同一个地方每天最多观测,2,次，有的,4,天才能观测一次。,如果受到云、阴雨天气影响，基本上无法观测。,2016,年,3,月,5,日，甘肃省迭部县发生森林火灾，只有“向日葵,8,号”气象卫星成功监测了火灾。,HIMAWARI-8,气象卫星的应用检验评估,四、优势与特点,（一）接收设备,接收的关键设备：高频信号分频,LNB,和信号调制器，由美国公司生产，性能稳定，技术先进，是国际最新技术设备。,（二）技术优势,数据接收处理软件采用最前沿的卫星数据通信技术，运行稳定、安全可靠。,（三）软件功能紧密结合气象、民航、水利等业务,（,1,）云图与高低空天气图的叠加分析,（,2,）云图与数值预报产品的叠加分析,（,3,）开发的识别算法，能够监测雾霾、沙尘暴、台风、森林火险。,（,4,）开发的诊断算法，形成云盖合成、云相诊断、云顶压强。,（,5,）开发的诊断算法，实现强对流天气的诊断分析。,（,6,）开发的预报模块，自动形成雷暴、大风、暴雨、冰雹、结冰、颠簸等强对流天气预报。,五、平台基本功能,一、云图分析功能,14,类云图对比分析、半球云图、立体云图、,红外云图、水汽云图、可见光图、云顶高度。,二、,云图衍生产品,雾（低云）监测、灰霾监测、沙尘暴监测、,森林火险监测、台风监测、火山爆发监测,云盖合成、云相识别、云顶压强。,三、气象监测产品,数值模式产品、气象监测产品、洋面风场,四、强对流天气诊断和预报,六、典型应用案例,HIMAWARI-8,的发射成功引起了航天界和气象界人士的普遍关注，已经显示出优异的监测应用性能。,主要案例如下：,（,1,）,2015,年,10,月,18,日，太平洋台风动态监测。,（,2,）,2015,年,8,月,12,日，天津滨海新区仓库爆炸。,（,3,）,2015,年,10,月,12,日，渤海湾大雾。,（,4,）,2015,年,11,月,30,日，中国东部地区的重度霾。,（,5,）,2016,年,3,月,5,日，甘肃省甘南原始森林大火的监测。,（,6,）,2016,年,6,月,4,日，四川省广元沉船事件的强天气监测。,（,7,）,2016,年,6,月,23,日，江苏省龙卷风的强天气系统监测。,（,1,）,2015,年,10,月,18,日，太平洋台风监测。,（,2,）,2015,年,8,月,12,日，位于天津滨海新区危险品仓库发生爆炸,HIMAWARI-8,及时监测了该过程。,日本向日葵,-8,号卫星的监测图,日本卫星清析地监测了爆炸发生的过程和范围，中国卫星由于观测空间与时间的分辨率低，无法有效地进行监测。,中国风云静止卫星监测图,北京市,PM2.5,浓度在,6,时还仅为,57,微克,/,立方米，到了,18,时，一跃升到了,526,微克,/,立方米。下午，出现了,900,微克,/,立方米这样的局部极端高浓度。,连续的雾霾天气，京津冀多个城市拉响警报。,11,月,29,日，北京发出年内首个空气重污染橙色预警。次日,6,时,30,分，河北继续发布霾橙色预警信号,;,两小时后，天津则将霾黄色预警信号升级为橙色预警。,（,3,）,2015,年,11,月,30,日，中国华东地区出现严重霾。,2015,年,10,月,18,日,10,时，由于受冷空气东移影响，在中国渤海湾出现大雾。,平台根据开发的识别算法，对云雾进行识别，将雾分为：轻雾、大雾、浓雾等三个级别。可以利用动画功能，分析雾的移动和变化情况。,（,4,）,2015,年,10,月,18,日，中国渤海湾大雾。,2016,年,3,月,3,日，由于两名当地居民在林区用火不慎，造成甘肃省迭部县达拉林场温泉沟管护区,43,林班,3,小班发生森林火灾。此次森林大火，火场过火面积约,220,公顷。,“向日葵,8,号”气象卫星成功监测了火灾的高分辨率卫星图像，这是“向日葵,8,号”气象卫星在国内森林火灾监测领域的首次亮相。,（,5,）森林火险的监测,HIMAWARI-8,气象卫星在甘南火灾中的应用,图,1,迭部县达拉林场森林火灾红外监测图,时间：,2016,年,3,月,5,日,17,时,20,分,HIMAWARI-8,气象卫星在甘南火灾中的应用,图,2,迭部县达拉林场森林火灾红外监测自动识别图,时间：,2016,年,3,月,5,日,17,时,20,分,HIMAWARI-8,气象卫星在甘南火灾中的应用,图,3,迭部县达拉林场森林火灾中，监测到烟雾飘散图,时间：,2016,年,3,月,5,日,17,时,30,分,2016,年,6,月,4,甘肃省南部和四川省北部地区出现强对流天气，有,24,个县出现雷暴天气，并伴随有大风、冰雹、短时强降水，造成近,1,个多亿的经济损失，四川省广元市白龙湖景区由于下击暴流造成沉船事件，死亡,14,人。,通过当地雷达图与,HIMAWARI-8,云图对比分析，可以发现：,（,1,）,HIMAWARI-8,云图可以综合反映强天气系统的空间分布和发展演变情况，这是雷达无法做到的。,（,2,）,HIMAWARI-8,云图可以监测到风暴的阵风锋和雷暴中心，这是雷达无法做到的。,（,6,）,2016,年,6,月4,日四川省广元沉船事件的强对流监测,白龙湖景区沉船位置,2016,年,6,月,4,日,14,时,16,分，雷达监测图，甘肃省陇南市武都雷达站。,2016年6月23日下午14点30分左右，江苏省盐城市阜宁县遭遇的强冰雹和龙卷风双重灾害,，龙卷风冰雹灾害共造成,99人死亡，受伤846人。,此次灾害已确认为龙卷风，等级为EF4级，风力超过17级。,通过当地雷达图与,HIMAWARI-8,云图对比分析，可以发现：,（,1,）,HIMAWARI-8,云图可以综合反映强天气系统的空间分布和发展演变情况，这是雷达无法做到的。,（,2,）,HIMAWARI-8,云图可以监测到雷暴中心，这是雷达无法做到的。7,）江苏省龙卷风的监测,七、应用方向,HIMAWARI-8,产品已经显示出优异的监测性能，主要应用方向如下：,（,1,）美国、日本、澳大利亚，已经将,HIMAWARI-8,产品同化到,数值模式,中，提高数值模式的预报水平。,（,2,）灾害天气的短临监测预警预报。,（,3,）森林火灾、雾霾、沙尘暴、植被、气溶胶、太阳辐射强度、海洋颜色、海面温度、海洋洋流。,（,4,）由于,HIMAWARI-8,对大气的监测，无论从空间、时间、云团内部微观，达到一个新阶段，对天气的监测实现了大尺度向中小尺度转换，形成人眼无法识别的气象要素及变化的立体结构图，可以开发气象要素的识别变化软件，有效促进天气预报能力的提升。,（,1,）对兰州和北京,2015,年,11,月,-2016,年,2,月的雾霾，完善监测预警算法研究。,（,2,）完善森林火灾监测的算法，提升森林火灾的监测能力。,（,3,）进行,HIMAWARI-8,二次开发，丰富“强对流天气监测预警预报“。,（,4,）把多普勒气象雷达与,HIMAWARI-8,数据进行实时融合，利用,TITAN,算法，自动形成,0-2,小时灾害天气的短临监测预警预报客观产品，空间分辨率,4,公里，时间分辨率,10,分钟。,八、正在进行的研发,谢 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