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user: 4. 实验结果 我们以2016年12月1日至9日的数据，测试5个频道所得的大气运动向量的误差。计算大气运动向量的误差的方式为：选取大气运动向量水平距离与探空观测最近；且小于110公里，垂直方向距离与探空观测最近，且小于20百帕的大气运动向量，其与探空观测风速向量的差，视为大气运动向量的误差。另外我们也计算数值天气预报场的风场误差与其作比较，数值天气预报场的误差的记算方法为：将数值天气预报的风场内插至探空风场的位置与高度，将其与探空数据的差值视为其误差大小。5个频道求取大气运动向量的结果列于表2至表6中。表2是红外窗区频道的实验结果，由表中可以看见：当质量检定设定为4 m/s时，大气运动向量误差与数值天气预报6小时的风场误差的大小相差约在1 m/s左右。可见光频道、6.2微米、7.0微米及7.3微米的情形分别列于表3、表4、表5及表6中。 为了方便观察，我们将质量检定设定为4 m/s时的误差画于图3中，图中红线为大气运动向量的误差，蓝色线为数值天气预报6小时的风场误差，由图中可以看见两者的差距约在1 m/s上下，无论对那一个频道而言。另外图中黑色线代表平均得探空风速，由图显示水汽频道的平均风比可见光频道与红外窗区频道为大，这是因为水汽频道求得的昰大气中高层的大气运动向量，一般而言高层的风速较低层为大，而可见光频道与红外窗区频道求得的大气运动向量从高层到低层都有。 当质量检定设定为8 m/s时大气运动向量误差增加，对于运用此数据于数据同化比较不好，但此时可保留较多的大气运动向量，或可提供较多的信息于洋面等数据较少的地区进行主观天气分析之用。 我们将2016年12月1日0时0分由5个频道推导的大气运动向量画于图4中，图中红、绿、黄三种颜色的向量分别代表由红外线窗区频道、三个水汽频道及可见光频道所推导的大气运动向量。由图中可以看见由于各频道观测对不同物理量的敏感度不同，如红外线窗区频道可由云块运动道推导大气运动向量，而水汽频道可对无云但有水汽的地区求出大气运动向量，使得各个频道推导的大气运动向量在水平空间分布上除了有重迭外也有互补作用，使得多频道大气运动向量的水平分布较单一频道时为广。另外我们将多频道大气运动向量依高度分类画于图5，高度在100至350百帕之间为红色，高度在351至 Table 2 Comparing the error of atmospheric motion vector and the error of 6 hours forecast wind field from numerical weather prediction in different quality check setting. Display the results of eight cases from 01 December to 09 December 2016. The atmospheric motion vectors are derived from infrared window channe 个案 质量检定设定值 探空风速平值 大气运动向量减 探空风场平均值 数值预报风场减 探空风场平均值 数据个数 12月1日 0时0分 4 m/s 8 m/s 17.1920 16.2599 5.16736 5.32667 4.60102 4.34859 52 50 12月2日 0时0分 4 m/s 8 m/s 14.3199 15.9444 4.15640 4.98893 3.86304 4.05467 50 54 12月4日 0时0分 4 m/s 8 m/s 15.9510 16.4789 5.45409 5.94629 4.33563 4.29460 41 48 12月5日 0时0分 4 m/s 8 m/s 14.0436 14.4537 4.22918 4.57028 3.99988 3.39405 45 44 12月6日 0时0分 4 m/s 8 m/s 17.8780 17.6285 5.00227 5.82503 4.26656 4.37873 41 43 12月7日 0时0分 4 m/s 8 m/s 12.4492 13.6987 4.17510 4.73873 3.22920 3.54434 49 53 12月8日 0时0分 4 m/s 8 m/s 16.1401 13.1401 4.70562 5.41974 4.23189 3.96374 43 46 12月9日 0时0分 4 m/s 8 m/s 14.4002 14.0430 4.19583 4.55329 3.41071 3.78349 40 46 表2. 2016年12月01至12月9日(缺12月3日)00时00分共8个个案。以红外窗区频道云图所得 Table 3 Same as Table 2 but for visible channel cas 个案 质量检定设定值 探空风速平均值 大气运动向量减 探空风场平均值 数值预报风场减 探空风场平均值 数据数 12月1日 0时0分 4 m/s 8 m/s 18.2274 19.5714 4.82562 5.59431 4.28264 4.32366 44 42 12月2日 0时0分 4 m/s 8 m/s 11.3431 10.2855 3.82812 4.94111 3.41874 3.39312 32 35 12月4日 0时0分 4 m/s 8 m/s 缺资料 缺资料 缺资料 缺资料 缺资料 缺资料 缺资料 缺资料 12月5日 0时0分 4 m/s 8 m/s 12.5252 12.5519 4.24402 5.06598 3.86760 3.78295 40 38 12月6日 0时0分 4 m/s 8 m/s 16.0544 17.3506 4.59323 5.52910 3.89032 4.03973 37 40 12月7日 0时0分 4 m/s 8 m/s 10.1197 11.6672 4.73037 5.17687 3.58914 3.40934 42 42 12月8日 0时0分 4 m/s 8 m/s 14.4797 14.5890 4.90990 6.63427 4.08526 4.47289 36 39 12月9日 0时0分 4 m/s 8 m/s 11.6107 12.5381 4.28108 4.61164 3.52109 3.51900 36 39 表3. 2016年12月01至12月9日(缺12月3日)00时00分共8个个案。以可见光频道云图所得 Table 4 Same as Table 2 but for the case of water vapor channel at 6.2 micro 个案 质量检定设定值 探空风速平均值 大气运动向量减 探空风场平均值 数值预报风场减 探空风场平均值 数据个数 12月1日 0时0分 4 m/s 8 m/s 23.0596 22.8622 4.99214 5.71461 4.49847 4.38070 50 51 12月2日 0时0分 4 m/s 8 m/s 19.4164 18.0496 4.84877 4.91506 4.39524 4.10170 36 40 12月4日 0时0分 4 m/s 8 m/s 22.6942 22.7061 5.22377 5.59042 5.14986 4.40968 36 51 12月5日 0时0分 4 m/s 8 m/s 21.2706 22.1228 4.55260 5.53490 4.05648 4.01119 48 49 12月6日 0时0分 4 m/s 8 m/s 21.8896 24.7342 4.60173 5.04472 3.98484 4.73805 27 30 12月7日 0时0分 4 m/s 8 m/s 14.6374 6.5006 4.41992 5.57784 4.23671 4.05927 22 24 12月8日 0时0分 4 m/s 8 m/s 20.2761 23.8179 4.39199 5.14236 4.20571 4.27297 29 33 12月9日 0时0分 4 m/s 8 m/s 23.2724 23.2217 4.08691 4.71845 3.95246 3.99630 44 45 表4. 2016年12月01至12月9日(缺12月3日)00时00分共8个个案。以6.2微米水汽频道云图所得 700百帕为绿色，高度在701至999百帕为青色。比对对图5青色箭头所在位置于图4中多为黄色(可见光堆导所得)或红色(红外窗区频道推导所得)箭头，如拣、越北部、闽、广沿岸及太平洋上云图亮度温度较高处，这表示要求得低层风需依赖这两种观测，而中高层的大气运动向量则供献来自于可见光、水汽 Table 5 Same as Table 2 but for the case of water vapor channel at 7.0 micro 个案 质量检定设定值 探空风速平均值 大气运动向量减 探空风场平均值 数值预报风场减 探空风场平均值 数据个数 12月1日 0时0分 4 m/s 8 m/s 22.5582 21.8692 4.89355 5.51668 4.44588 4.59925 43 46 12月2日 0时0分 4 m/s 8 m/s 14.8142 14.1024 4.02158 4.30094 3.64189 3.84315 27 29 12月4日 0时0分 4 m/s 8 m/s 19.5269 20.2839 4.96124 5.64409 4.72521 4.32364 36 39 12月5日 0时0分 4 m/s 8 m/s 21.8964 22.3566 4.58695 5.73573 4.04743 4.04895 39 42 12月6日 0时0分 4 m/s 8 m/s 21.5362 21.0357 5.13434 6.19113 4.43798 4.27158 28 30 12月7日 0时0分 4 m/s 8 m/s 12.5269 14.9199 4.57479 5.45988 4.22269 3.66338 19 25 12月8日 0时0分 4 m/s 8 m/s 18.1154 21.3329 4.39717 4.90049 3.82851 3.90125 26 30 12月9日 0时0分 4 m/s 8 m/s 18.5714 20.6060 4.11603 4.77784 4.36365 4.52452 28 33 表5. 2016年12月01至12月9日(缺12月3日)00时00分共8个个案。以7.0微米水汽频道云图所得 Table 6 Same as Table 2 but for the case of water vapor channel at 7.3 micro 个案 质量检定设定值 探空风速平均值 大气运动向量减 探空风场平均值 数值预报风场减 探空风场平均值 数据个数 12月1日 0时0分 4 m/s 8 m/s 22.3265 20.9974 4.92118 5.98140 4.28965 4.50772 46 44 12月2日 0时0分 4 m/s 8 m/s 15.1716 15.7172 4.57292 5.07941 3.88028 4.10970 29 39 12月4日 0时0分 4 m/s 8 m/s 19.6364 20.1304 5.50071 5.66142 4.85330 5.54003 44 46 12月5日 0时0分 4 m/s 8 m/s 18.4086 19.7176 4.52944 5.09064 4.52944 3.91310 44 39 12月6日 0时0分 4 m/s 8 m/s 20.3618 21.9294 5.09768 5.88863 4.25659 4.01249 36 42 12月7日 0时0分 4 m/s 8 m/s 18.6428 20.2283 4.98788 5.47076 4.59944 4.38750 28 35 12月8日 0时0分 4 m/s 8 m/s 17.2193 19.8110 5.22310 5.88589 4.69431 4.65593 32 39 12月9日 0时0分 4 m/s 8 m/s 19.2291 20.4365 4.79209 5.28417 4.53109 4.17004 35 39 表6. 2016年12月01至12月9日(缺12月3日)00时00分共8个个案。以7.3微米水汽频道云图所得 及红外线窗区频道，例如图5中日本南方海上红色向量所在位置于图4中含有红、绿、黄三种颜色的向量。 为方便观察另画一张高度在250至350百帕之间的大气运动向量于图6中；与高度在650至750百帕之间的大气运动向量于图7中。由图6中可看见红、绿、黄三种颜色的向量分布其中，显示大气上层 图3. 质量检定设定为4 m/s的情形下大气运动向量的误差小与数值预报6小时预报风场的比较。黑色线为平均探空风场，红色线为大气运动向量误差，蓝色线为6小时预报风场误差，方格内上方数字为数据个数。(a)、(b)、(c)、(d)及(e)分别为红外现窗区频道、可见光频道、6.2微米、7.0微米及7.3微米的情形 图4. 多频道推到的大气运动向量。红色箭头为红外线窗区频道所得，绿色箭头为3个水汽频道所导出，黄色箭头是由可见光所导出者，蓝色箭头为500百帕区域模式6小时预报风场 图5. 多频道推到的大气运动向量。红色箭头为高度在100至350百帕，绿色箭头为高度在351至700百帕，青色箭头为高度在701至999百帕 图6. 多频道推到的大气运动向量，其锁在高度于250至350百帕间。红色箭头为红外线窗区频道所得，绿色箭头为3个水汽频道所导出，黄色箭头是由可见光所导出者，蓝色箭头为300百帕区域模式6小时预报风场 图7. 多频道推到的大气运动向量，其锁在高度于650至750百帕间。红色箭头为红外线窗区频道所得，绿色箭头为3个水汽频道所导出，黄色箭头是由可见光所导出者，蓝色箭头为700百帕区域模式6小时预报风场 的大气运动向量来自于可见光、红外线窗区及水汽频道。图7中绝大部分为红和黄两种颜色的向量，大气下层的大气运动向量来自于可见光及红外线窗区频道。同时于这两张图中可以看到，大气运动向量与6小时数值预报的风场(蓝色向量)十分契合，可说明本系统产生的大气运动向量于定性上，应足以用来分析大气的环流特性。