ATMS资料对冰水路径反演研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

冰水路径（icewaterpath，iwp）是大气中液态水和冰晶总量的度量，是重要的降水云微物理参数之一，对理解降水形成过程、提高降水预报精度具有重要意义。

研究目的：本研究旨在利用先进技术微波探测器（advancedtechnologymicrowavesounder，atms）资料，开展冰水路径反演研究，发展基于atms的冰水路径反演算法，为降水监测和预报提供更准确的冰水信息。

研究意义：1.提供更准确的冰水信息：atms作为新一代微波探测器，具有更高的空间分辨率和更丰富的探测通道，能够提供更精细的云参数信息，有助于提高冰水路径反演精度，为降水监测和预报提供更可靠的数据支撑。

2. 本选题国内外研究状况综述

冰水路径的反演研究一直是气象学和遥感领域的热点问题。

国内研究现状：国内学者在利用微波遥感数据反演冰水路径方面开展了大量研究工作。

例如，学者们利用amsr-e等被动微波遥感器数据，发展了基于神经网络、最优反演等方法的冰水路径反演算法，并取得了一定的成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

主要内容：1.深入研究atms观测原理和数据特点，分析其对冰水路径反演的影响，为后续反演算法的开发提供理论基础。

2.收集和整理相关研究区域的atms亮温数据、地面观测数据以及era5再分析数据等，并对数据进行质量控制和预处理，为反演模型构建提供可靠的数据源。

3.研究和对比分析不同冰水路径反演方法，包括传统反演方法（如查找表法、最优估计法等）和机器学习反演方法（如神经网络、支持向量机等），探讨不同方法的优缺点和适用范围。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下方法和步骤：1.数据收集和预处理：收集研究区域的atms亮温数据、地面观测数据以及era5再分析数据等，并对数据进行质量控制和预处理，包括辐射定标、地理定位、去噪、插值等，以保证数据的准确性和可靠性。

2.反演模型构建：(1)传统反演方法：-查找表法：根据atms观测通道和冰水路径的物理关系，建立atms亮温和冰水路径的查找表，通过查找表实现冰水路径的反演。

-最优估计法：构建atms亮温和冰水路径之间的物理模型，利用最优估计理论反演冰水路径，并对反演结果进行误差分析。

5. 研究的创新点

1.利用最新型的atms微波探测器数据反演冰水路径，相较于传统的微波探测器，atms具有更高的空间分辨率和更丰富的探测通道，能够提供更精细的云参数信息，有助于提高冰水路径反演精度。

2.综合利用传统反演方法和机器学习反演方法，结合atms亮温数据、气象要素和地理信息，构建更准确、适用性更强的冰水路径反演模型。

3.结合典型降水个例，深入分析不同降水类型、不同地区冰水路径的时空分布特征及其与降水过程的关系，为提高降水预报精度提供新的思路。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 毛节泰, 屈右铭, 吴玉霞, 等. 中国区域降水云微波反演算法研究进展[j]. 遥感学报, 2018, 22(4): 511-523.

2. 朱凯. 基于卫星遥感的全球降水估计及应用[d]. 南京信息工程大学, 2021.

3. 陈晓龙, 冯沙, 周非非, 等. 基于atms资料的西北太平洋台风路径及强度预报的性能评估[j]. 热带气象学报, 2022, 38(5): 658-671.