气象卫星大气导风研究进展和未来展望

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作者 周润东 夏攀 +2 位作者 张晓虎 徐娜 闵敏 《地球与行星物理论评（中英文）》 2024年第2期184-194,共11页

本文主要回顾了气象卫星导风的发展历程并对未来发展方向进行了阐述.引言部分首先回顾发展历程并介绍了导风发展史上的一些里程碑事件,分别对中国、美国、欧洲以及日本的气象卫星导风情况进行了简要介绍.第一节详细总结了多种传统气象... 本文主要回顾了气象卫星导风的发展历程并对未来发展方向进行了阐述.引言部分首先回顾发展历程并介绍了导风发展史上的一些里程碑事件,分别对中国、美国、欧洲以及日本的气象卫星导风情况进行了简要介绍.第一节详细总结了多种传统气象卫星导风算法的特点和关键技术,介绍了交叉相关法、形态辨认法以及亚像元法.此外,还描述了五种较为常用的高度指定算法,对传统导风追踪算法以及高度指定算法的原理进行了详细地描述.第二节归纳了最近几年基于计算机视觉和机器学习技术发展起来的多种新体制的气象卫星导风产品,分别介绍了光流法、三维导风以及中尺度导风的优势和研究背景.最后,对比了传统与新型气象卫星各种导风算法的优缺点,展望了未来的发展趋势和应用前景.特别是指出光流法导风有着空间分辨率高、三维导风能得到更多层风场的信息、中尺度导风则能对特殊天气如热带气旋实现高时空分辨率的观测的优势,并提出三维导风与中尺度导风的应用研究将是未来重要发展方向. 展开更多

关键词 卫星导风 三维导风 追踪算法 高度指定

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WMO空间计划与风云气象卫星的国际化发展趋势 被引量：6

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作者 张鹏 杨军 +2 位作者 关敏 徐喆 王劲松 《气象科技进展》 2022年第5期56-63,79,共9页

经过50年的发展,我国不仅成为世界上少数几个同时拥有极轨和静止轨道气象卫星的国家,风云卫星还开放共享数据,成为全球空间观测系统的重要组成部分。自主可控的国产化道路和开放合作的国际化道路是风云卫星高质量发展的双翼,本文结合世... 经过50年的发展,我国不仅成为世界上少数几个同时拥有极轨和静止轨道气象卫星的国家,风云卫星还开放共享数据,成为全球空间观测系统的重要组成部分。自主可控的国产化道路和开放合作的国际化道路是风云卫星高质量发展的双翼,本文结合世界气象组织(WMO)2009年发布的全球观测系统(GOS)2025年远景规划,重点回顾了进入新世纪之后我国风云气象卫星全面接轨国际对地观测系统的历程。对标WMO 2019年发布的全球综合观测系统(WIGOS)2040年远景规划,探讨了我国气象卫星未来应该把握的发展方向和重点关注的技术趋势。 展开更多

关键词 风云气象卫星 全球观测系统 远景规划

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大气环境监测卫星星载激光雷达二氧化碳遥感反演方法及精度验证 被引量：1

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作者 张璐 张兴赢 +2 位作者 曹西凤 闫欢欢 刘恭举 《上海航天（中英文）》 CSCD 2023年第3期30-36,共7页

目前卫星被动遥感二氧化碳存在空间覆盖不足、时空分辨率不够、地球两极和夜间缺少数据等问题,对二氧化碳的源汇研究带来很大的不确定度,同时也制约着利用卫星遥感温室气体探究全球变化。2022年4月我国发射了全球首颗搭载主动激光雷达... 目前卫星被动遥感二氧化碳存在空间覆盖不足、时空分辨率不够、地球两极和夜间缺少数据等问题,对二氧化碳的源汇研究带来很大的不确定度,同时也制约着利用卫星遥感温室气体探究全球变化。2022年4月我国发射了全球首颗搭载主动激光雷达探测二氧化碳的卫星-大气环境卫星。其上搭载了的气溶胶和碳探测激光雷达(ACDL),利用1572 nm的两束激光,可以反演干空气中加权平均的二氧化碳柱浓度。初步与香河站(全球碳柱总量观测网)站点比对的平均偏差为0.48×10-6,Sodankyla(全球碳柱总量观测网)站点的比对的平均偏差为0.8×10-6,精度超过被动遥感卫星。 展开更多

关键词 主动探测 二氧化碳 卫星 大气环境卫星 验证

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风云三号气象卫星星地数据传输X频段链路干扰协调门限研究 被引量：1

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作者 聂晶 张媛媛 +1 位作者 郭强 陈丽 《气象科技》 2022年第3期355-360,共6页

风云三号系列气象卫星使用8025~8400 MHz频段将卫星探测数据传输给地面,该频段还有其它系统在使用,极易干扰风云三号气象卫星星地通讯,影响数据传输。目前,在该频段开展的兼容性分析研究工作中,所采取的系统关键特性参数和干扰保护限值... 风云三号系列气象卫星使用8025~8400 MHz频段将卫星探测数据传输给地面,该频段还有其它系统在使用,极易干扰风云三号气象卫星星地通讯,影响数据传输。目前,在该频段开展的兼容性分析研究工作中,所采取的系统关键特性参数和干扰保护限值大多数是直接引用国际电联相关建议书,没有对被干扰系统做干扰门限的精细计算,导致协调评估结果不准确,这也给该段频谱的协调使用和精细化管理等工作留下了很多潜在隐患。研究了卫星系统集总和单入干扰门限的计算方法,并根据风云三号卫星数据传输链路实际特性参数,分别得出其长期和短期集总干扰门限,并进一步研究得到来自空间长期和短期单入干扰协调门限,以及来自地面的长期和短期单入干扰协调门限,这些门限直接应用于风云三号气象卫星的频谱兼容性研究和频率协调,提高协调效率和协调精度。 展开更多

关键词 风云三号气象卫星 无线电集总干扰保护限值 单入干扰协调门限 兼容共用

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新一代静止气象卫星测定轨技术的发展研究

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作者 李欢 张志清 +4 位作者 王延光 张亢 宋宝相 曲博 韩琳 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第1期53-64,共12页

中国新一代静止气象卫星—风云四号(FY-4),包括光学和微波探测两种类型的卫星,将呈现多颗卫星同时在轨的状态.测距、轨道确定和预报(称为测定轨)是卫星图像导航、姿态机动和轨道管理的支撑系统,具有高精度和快速响应的特点.针对地面测... 中国新一代静止气象卫星—风云四号(FY-4),包括光学和微波探测两种类型的卫星,将呈现多颗卫星同时在轨的状态.测距、轨道确定和预报(称为测定轨)是卫星图像导航、姿态机动和轨道管理的支撑系统,具有高精度和快速响应的特点.针对地面测距定轨系统在发展中表现出来的问题和局限性,以及静止气象卫星采用全球导航卫星系统(GNSS)测定轨的精度和时效性问题,进行了仿真,获得了北斗导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)和它们组合的连续可同时接收的卫星数量、定位精度等参数.分析表明,GNSS测定轨满足新一代静止气象卫星发展要求. 展开更多

关键词 静止气象卫星 测距 轨道确定 全球导航卫星系统

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敦煌戈壁地表反射率光谱的旋翼无人机测量及定标评估

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作者 张勇 徐寒列 +7 位作者 张立军 李元 孙凌 覃丹宇 戎志国 胡秀清 陆其峰 卢乃锰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1439-1448,共10页

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传... 利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传统的地表反射率光谱星地同步测量方法是基于汽车跑场观测,不仅耗费较大的人力物力、容易造成场地破坏,而且获取的测量数据缺乏区域代表性。鉴于此,自2016年起,在敦煌星地同步观测试验中以旋翼无人机低空同步测量为主,跑场测量为辅,完成从航线设计、航高选择、仪器参数配置、采样策略、航空数据处理的全链路摸底测试。多次飞行试验表明,采用多旋翼无人机低空飞行来代替汽车跑场同步测量,不仅提高了地表反射特性测量的空间一致性和代表性,还提高了地表反射率光谱的测量效率,也对宝贵的中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区地表进行了有效保护,极大的节约了人力物力成本。通过传统跑场测量和航飞测量的地表反射率光谱数据对比分析,发现多次测量数据的均值一致性较好,并且航飞测量的数据标准差更小。利用TERRA MODIS的同步观测来对无人机测量数据开展辐射定标评估,结果表明航飞数据的相对偏差均在5%以内,可以代替跑场数据完成定标,精度满足要求。随着无人机性能的进一步优化和提高,在不久的将来必将得到更加广泛和深入的应用,在外场定标试验领域也将发挥更大更重要的作用。 展开更多

关键词 中国遥感卫星辐射校正场 无人机 地表反射率 在轨绝对辐射定标 星地同步观测 敦煌戈壁

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一种基于静止卫星的海面风矢量估测方法 被引量：2

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作者 张云开 徐娜 +1 位作者 翟晓春 张鹏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期225-236,共12页

参考大气动力学理论中风随高度、纬度的分布特征,提出一种基于静止卫星低层大气导风利用全连接神经网络估测海面风的新思路,构建基于卫星遥感数据的全连接神经网络海面风矢量估测模型,实现基于大气导风的海面风估测。基于GOES-16先进基... 参考大气动力学理论中风随高度、纬度的分布特征,提出一种基于静止卫星低层大气导风利用全连接神经网络估测海面风的新思路,构建基于卫星遥感数据的全连接神经网络海面风矢量估测模型,实现基于大气导风的海面风估测。基于GOES-16先进基线成像仪可见光通道0.5 km分辨率大气导风开展试验,并与2021年1月1日—12月31日北美近海岸和海上93个美国国家数据浮标中心浮标数据比对,结果表明:全连接神经网络估算得到基于大气导风的海面风风速均方根误差不大于1.5 m·s^(-1),较传统模型降低0.24 m·s^(-1)。将模型应用于飓风场景,通过与2022年3个北大西洋飓风和3个东太平洋飓风共13个时次的再分析数据比对表明:基于大气导风的海面风风速均方根误差不大于1.1 m·s^(-1),相较于传统经验模型降低0.04 m·s^(-1),在低风速区无系统性偏差。 展开更多

关键词 海面风矢量 大气导风 全连接神经网络 低层大气

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中国典型积雪区MODIS积雪产品精度评价及影响因素分析

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作者 沈言龙 沈姣姣 +2 位作者 郭慧 郑照军 王晓艳 《冰川冻土》 CSCD 2024年第5期1551-1564,共14页

MODIS V6不再提供二值积雪分布及积雪面积比例产品,而是仅仅给出像元的归一化差值积雪指数NDSI。因此,基于MODIS V6进行积雪制图时,NDSI阈值的选取及相应的积雪制图精度有待研究。本文基于2013—2021年间250个地面气象站点逐日实测积雪... MODIS V6不再提供二值积雪分布及积雪面积比例产品,而是仅仅给出像元的归一化差值积雪指数NDSI。因此,基于MODIS V6进行积雪制图时,NDSI阈值的选取及相应的积雪制图精度有待研究。本文基于2013—2021年间250个地面气象站点逐日实测积雪深度数据,对中国三大典型积雪区内1927景MOD10A1和1936景MYD10A1影像中的NDSI_Snow_Cover波段进行评价,分别计算了逐站点像元在积雪产品制图中的最优精度及对应的最优NDSI阈值,并对影响精度的因素进行了分析。基于站点雪深的评价结果表明:(1)1 cm雪深阈值下,MOD10A1和MYD10A1的最优NDSI阈值均值±标准差分别为0.16±0.09和0.17±0.10,对应的总体精度OA、FS指数和CK指数的均值±标准差分别为0.96±0.05和0.94±0.05、0.84±0.19和0.75±0.24、0.81±0.20和0.71±0.24,MOD10A1的精度要优于MYD10A1。(2)MODIS积雪产品精度具有明显的空间异质性,青藏高原地区要远小于东北-内蒙古地区和北疆地区。(3)基于站点的积雪制图精度评价中,站点雪深阈值将会影响评价结果。采用2 cm和4 cm雪深阈值评价MOD10A1和MYD10A1时对应的积雪制图精度最高。(4)积雪存在率SCO、积雪持续时间SDI与积雪产品MOD10A1和MYD10A1的精度CK存在显著的正相关关系,相关系数分别为0.72和0.77、0.67和0.71。(5)青藏高原地形复杂,积雪以浅雪为主,站点积雪信息不能很好地代表像元。因此,对青藏高原积雪产品的精度评估,最好采用同步的无人机观测或者更高分辨率的遥感影像。 展开更多

关键词 MODIS 积雪 气象站点 精度评价 最优阈值

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基于傅里叶神经算子的遥感数据预测方法

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作者 卫兰 朱建璇 +3 位作者 徐晓斌 范存群 林曼筠 赵现纲 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期82-91,共10页

地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法... 地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法.该算法首先对遥感数据缺失值利用空间均值法和拉格朗日插值法进行填充,之后用傅里叶神经算子训练出空间数值在时间域上的映射关系,最后利用训练出来的模型对于最新的遥感数据进行预测,基于风云4号遥感卫星真实遥感数据的仿真实验结果表明,所提出的方法在较长期的时序预测中仍能保持较好的预测精度. 展开更多

关键词 地球遥感 时序预测 长期预测 傅里叶神经算子

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一种星载降水测量雷达和地基天气雷达的频率修正方法 被引量：3

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作者 吴琼 仰美霖 +3 位作者 陈林 尹红刚 商建 谷松岩 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期353-360,共8页

通过结合全球降水测量卫星(GPM)反演算法中用到的0℃层亮带模型以及米散射计算,生成了固态、液态以及混合相态3种降水情况下的散射函数查算表;通过与GPM实测数据的对比,验证了查算表的精度,表明散射计算的最大偏差小于0.5 dB。基于该查... 通过结合全球降水测量卫星(GPM)反演算法中用到的0℃层亮带模型以及米散射计算,生成了固态、液态以及混合相态3种降水情况下的散射函数查算表;通过与GPM实测数据的对比,验证了查算表的精度,表明散射计算的最大偏差小于0.5 dB。基于该查算表,完成了星载Ku波段雷达到S波段雷达的频率修正。对散射函数的分析表明:Ku波段到S波段的频率修正取决于相态以及谱参数(D_(m))。其中,液态降水的频率修正量以负为主,最大不超过-3 dB。混合相态降水的频率修正量随着0℃层亮带高度的不同差异非常明显。固态降水的频率修正在不存在0℃层亮带时均为正,存在0℃层亮带时则随着温度的变化而显著变化。该方法可用于实现星、地不同波段雷达之间的频率修正,为星载雷达探测精度的一致性检验提供有效支撑。 展开更多

关键词 全球降水测量卫星 亮带 米散射 查算表 频率修正

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静止和极轨卫星陆表温度产品的改进方法 被引量：4

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作者 曹广真 周芳成 +2 位作者 郑照军 黄庆妮 刘健 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第3期318-326,共9页

针对天气、气候和生态环境监测对较高空间分辨率静止气象卫星陆表温度及全天候极轨卫星陆表温度的需求,分别发展静止气象卫星陆表温度空间降尺度和极轨气象卫星陆表温度云下重构算法,并对其进行改进处理。其中,静止气象卫星陆表温度空... 针对天气、气候和生态环境监测对较高空间分辨率静止气象卫星陆表温度及全天候极轨卫星陆表温度的需求,分别发展静止气象卫星陆表温度空间降尺度和极轨气象卫星陆表温度云下重构算法,并对其进行改进处理。其中,静止气象卫星陆表温度空间降尺度模型充分利用静止气象卫星高时频和多光谱观测的优势,基于同一卫星同一遥感器所观测的陆表温度和相关通道亮度温度的日变化特征建立非线性统计回归模型,同时考虑下垫面类型的影响,方法应用于我国静止气象卫星风云四号A星(Fengyun-4A,FY-4A)先进的静止轨道辐射成像仪(advanced geosynchronous radiation imager,AGRI)陆表温度的降尺度,结果表明,所发展的降尺度模型不仅可以将FY-4A AGRI的陆表温度由4 km降尺度到2 km,而且可以较好保持降尺度前陆表温度精度,降尺度前后陆表温度均方根误差最大为1.35 K。极轨气象卫星陆表温度云下重构则发展了DINEOF模型,并基于土地利用数据(Land-Use,LU)进行结果的二次订正,实现极轨气象卫星陆表温度的全天候获取,方法应用于极轨气象卫星FY-3D中等分辨率光谱成像仪(medium resolution spectral imager,MERSI)陆表温度,得到预期结果。 展开更多

关键词 气象卫星 陆表温度 空间降尺度 云下重构

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基于多源资料的中国星载闪电探测数据质量控制技术 被引量：1

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作者 朱杰 程攀 +1 位作者 唐顺仙 王炳赟 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第27期11783-11791,共9页

静止卫星轨道星载闪电探测,因独特的平台优势,可以连续获取较大视场范围内全部闪电活动的观测信息,是未来闪电探测技术发展的新方向。闪电成像仪(lightning mapping imager, LMI)是中国首次星载的闪电光学成像观测仪器,在较少先验知识... 静止卫星轨道星载闪电探测,因独特的平台优势,可以连续获取较大视场范围内全部闪电活动的观测信息,是未来闪电探测技术发展的新方向。闪电成像仪(lightning mapping imager, LMI)是中国首次星载的闪电光学成像观测仪器,在较少先验知识的基础上,自主研发,各项技术指标处于国际前列。然而,LMI独特的数据聚类处理方案,使得其在数据质量控制与真实性检验等方面依然面临着诸多挑战。针对其广泛应用的L2级1 min定量Group数据(LMIG),基于闪电活动与强天气过程间的耦合关系,提出了基于多源气象资料的多层次数据质量控制技术,并通过与第三方数据的比对,对质控效果评估与优化,有效剔除了误差数据,提升了LMI数据的质量。研究结果为LMI数据的应用奠定了更加坚实的基础,同时也有助于促进中国星载闪电观测技术的探索和仪器性能的提升。 展开更多

关键词 多源资料 星载闪电探测 数据质量控制

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基于卫星地面站天线状态预测的任务再规划

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作者 张媛媛 贾树泽 +2 位作者 郎宏山 马友 田思维 《气象科技》 2023年第1期49-55,共7页

集成运行控制系统(Integrated Operation and Control System,IOCS)是极轨气象卫星地面应用系统的重要系统之一,其主要作用之一是规划多卫星地面站接收任务,确保全球资料的完整获取。当卫星地面站某个天线出现异常或不可用时,若仍按原... 集成运行控制系统(Integrated Operation and Control System,IOCS)是极轨气象卫星地面应用系统的重要系统之一,其主要作用之一是规划多卫星地面站接收任务,确保全球资料的完整获取。当卫星地面站某个天线出现异常或不可用时,若仍按原有的任务规划进行数据接收,将直接造成全球资料的不完整,因此需要研究卫星地面站天线状态的预测和相应的任务再规划技术,从而及时发现和处理卫星地面站的天线异常、降低连续多轨数据接收失败风险,最终达到提高极轨气象卫星数据接收成功率的目的。文章设计了基于统计分析的卫星地面站天线状态预测方法,并研究了对后续系统运行改变最小、易实现和结果可复核的任务再规划方法。 展开更多

关键词 极轨气象卫星 集成运行控制系统 卫星地面站 天线状态预测 任务再规划

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长江-淮河流域短时暴雨洪涝灾害危险性预警评估及验证 被引量：7

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作者 邵佳丽 王新 郑啸 《气象科技》 2023年第5期738-746,共9页

洪涝灾害危险性预警分析是防灾减灾的重要基础,在灾害发生前进行预警,可以有效减轻灾害带来的影响。本文以2020年6—8月长江-淮河流域洪涝灾害为研究案例,首次利用前3天累计降水量(前期状态),当前时次土壤湿度(当前状态)和预测日降水量... 洪涝灾害危险性预警分析是防灾减灾的重要基础,在灾害发生前进行预警,可以有效减轻灾害带来的影响。本文以2020年6—8月长江-淮河流域洪涝灾害为研究案例,首次利用前3天累计降水量(前期状态),当前时次土壤湿度(当前状态)和预测日降水量(未来状态)作为致灾因子,基于改进的层次分析法建立危险性预警分析模型。通过县域灾情信息验证表明,评估正确率达74.46%,遗漏率仅5.59%,评估结果与实际灾情吻合性好;同时对预警准确性和时相一致性进行评价,最大值(县内最高指数)的预警率达到81.6%;“特大型”暴雨洪涝灾害中的预警达到77.3%以上,且灾害在前3~5天危险性指数普遍提升,存在有效预警。本文方法对于长江—淮河流域短时暴雨洪涝灾害危险性预警有较好的准确性和可靠性,可提供防灾减灾决策依据。 展开更多

关键词 长江—淮河流域 短时暴雨 暴雨洪涝灾害 危险性预警

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星载雷达降水反演算法敏感性分析 被引量：2

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作者 吴琼 尹红刚 +3 位作者 陈林 商建 谷松岩 卢乃锰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期236-246,共11页

以全球降水测量卫星(GPM)Ku PR的实测资料作为代理数据,评估了风云三号G星降水测量雷达(FY-3G PMR)原型算法的精度。在此基础上,对降水率和质量加权平均直径(R-D_(m))初始关系、降水相态以及不均匀波束充塞效应(NUBF)订正因子(param NU... 以全球降水测量卫星(GPM)Ku PR的实测资料作为代理数据,评估了风云三号G星降水测量雷达(FY-3G PMR)原型算法的精度。在此基础上,对降水率和质量加权平均直径(R-D_(m))初始关系、降水相态以及不均匀波束充塞效应(NUBF)订正因子(param NUBF)进行了降水反演的敏感性分析。首先对调层云和对流云的R-D_(m)初始关系,比较初值调整前后滴谱廓线、雷达反射率因子廓线及降水率廓线的变化;其次设计敏感性试验,分析相态的误判对降水反演精度的影响;最后通过设置不同的param NUBF,评估param NUBF对降水反演的敏感性。结果表明,FY-3G PMR原型算法反演的降水结构及强弱分布和GPM Ku PR具有很好的一致性,反演的相对误差小于10%,相关系数大于0.95。敏感性分析显示雷达反射率因子廓线和降水率廓线的反演对R-D_(m)初始关系不敏感,但滴谱廓线的反演对R-D_(m)初始关系比较敏感。0℃亮带层相态误判尤其是混合相态和固态以及混合相态和液态的误判,影响0℃层附近的空中降水反演,但对地面降水反演影响不大。param NUBF作为高敏感性因子,与真值的差异越大降水率廓线反演的误差越大。开展星载雷达降水反演算法的敏感性分析不仅可以加深对降水反演理论和算法的认识,提高降水反演精度,还可以为FY-3G PMR即将开展的外场试验提供设计思路。 展开更多

关键词 GPM FY-3G PMR 降水反演 相态 NUBF 敏感性分析

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2021年华北秋汛云系和水汽输送特征

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作者 曹治强 毛冬艳 王新 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期2284-2299,共16页

针对2021年华北秋汛期间3次持续性强降雨过程,利用卫星资料从大尺度、天气尺度和中尺度3个方面分析了其云系结构特征,并结合水汽输送通量计算,分析了其水汽输送特征。结果表明大尺度云系表现为暖式切变形态,强降雨出现在云系的南部,天... 针对2021年华北秋汛期间3次持续性强降雨过程,利用卫星资料从大尺度、天气尺度和中尺度3个方面分析了其云系结构特征,并结合水汽输送通量计算,分析了其水汽输送特征。结果表明大尺度云系表现为暖式切变形态,强降雨出现在云系的南部,天气尺度云系表现为多次波动东移的特征,个别天气尺度云系上有中尺度对流云,但维持时间较短,强度相对较弱。3次持续性强降雨过程的整层水汽输送方向呈西南—东北走向,分层水汽输送表明水汽输送主要来自偏东方向和西南方向。其中偏东方向的水汽输送路径高度约为1000~850 hPa,是秋汛期间低层重要的水汽输送路径。卫星可见光云图上的云街排列方向与1000~850 hPa的水汽输送一致,定性的反映了低层的水汽输送方向。西南方向的水汽输送路径高度约为850~700 hPa和700~500 hPa,是最主要的水汽输送路径。 展开更多

关键词 秋汛 水汽输送 强降雨 华北

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双谱滤波算法在FY-4B/AGRI海表温度反演中的应用

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作者 崔鹏 王素娟 《气象科技》 2024年第6期763-774,共12页

风云四号气象卫星B星(FY-4B)作为风云四号系列卫星的首发业务星,其搭载的先进的静止轨道辐射成像仪(Advanced Geostationary Radiation Imager,AGRI)是FY-4B核心载荷之一,目前FY-4B/AGRI采用非线性海表温度算法(NonLinear Sea Surface T... 风云四号气象卫星B星(FY-4B)作为风云四号系列卫星的首发业务星,其搭载的先进的静止轨道辐射成像仪(Advanced Geostationary Radiation Imager,AGRI)是FY-4B核心载荷之一,目前FY-4B/AGRI采用非线性海表温度算法(NonLinear Sea Surface Temperature,NLSST)进行海表温度产品反演处理。为去除FY-4B/AGRI海表温度产品中出现的条纹噪声,将双谱滤波算法应用于NLSST算法中的红外分裂窗通道亮温差数据进行滤波。双谱滤波算法采用的核函数基于辐射传输物理过程,可去除海表温度产品中存在的条纹噪声和随机噪声,且不会降低产品的空间分辨率。以现场实测海表温度数据为参考海温,对FY-4B/AGRI分裂窗亮温差去条纹后的海表温度产品进行检验,时空匹配窗口选择时间30 min、空间距离4 km。评估表明:双谱滤波算法可以有效抑制条纹噪声,提高海表温度产品图像可视化质量,改善海表温度产品的精度。 展开更多

关键词 风云四号B卫星 海表温度 去条纹

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短波红外三维亚像元低层水云散射效应对二氧化碳反演的影响分析

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作者 白文广 张鹏 +4 位作者 卢乃锰 张文建 马刚 漆成莉 刘辉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3759-3769,共11页

由于大气短波红外辐射传输散射的复杂性,目前二氧化碳物理反演算法通常假定为晴空平面平行大气.然而通常的云检测算法难以识别视场内亚像元低层水云存在的场景,直接影响了二氧化碳遥感产品的精度.本文基于三维矢量辐射传输计算方法模拟... 由于大气短波红外辐射传输散射的复杂性,目前二氧化碳物理反演算法通常假定为晴空平面平行大气.然而通常的云检测算法难以识别视场内亚像元低层水云存在的场景,直接影响了二氧化碳遥感产品的精度.本文基于三维矢量辐射传输计算方法模拟了三维亚像元水云在短波红外1.6μm波段的散射效应,并估算了忽略此散射效应可能引入的二氧化碳反演偏差.结果表明:1.6μm波段云区表现为强反射特征,阴影区表现为减弱特性.忽略三维云散射后,云区视场辐射模拟结果偏低,且相对偏差量随地表反射率的减小、太阳天顶角的升高和云层光学厚度的增大而增大;而阴影区辐射模拟结果将偏高,相对偏差量随太阳天顶角升高、云层光学厚度的增大而增大;在云区和阴影区吸收通道都表现了相对更大的偏差.估算结果显示在低反射率、高太阳天顶角和高云层光学厚度场景中,晴空平面平行假设可能引入高达10~15 ppmv反演误差,远高于观测需求.如何剔除三维云散射影响的观测,或者在反演算法中修正三维云散射效应对于提高二氧化碳反演精度将非常重要. 展开更多

关键词 三维矢量辐射传输计算 短波红外亚像元云散射 二氧化碳反演偏差

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面向应急响应常态化的风云四号B星快速成像仪指挥控制系统 被引量：1

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作者 康宁 刘向科 +2 位作者 黄攀 王静 杨磊 《气象科技》 2023年第6期898-906,共9页

面向多种灾害频发的应急观测任务,现有地面应用系统响应能力无法满足常态化的高时效性观测需求。为发挥风云四号B星(FY-4B)快速成像仪灵活、快速的载荷性能优势,通过设计应急响应与常规观测一致的观测模式及时间表,规划中国及全圆盘区域... 面向多种灾害频发的应急观测任务,现有地面应用系统响应能力无法满足常态化的高时效性观测需求。为发挥风云四号B星(FY-4B)快速成像仪灵活、快速的载荷性能优势,通过设计应急响应与常规观测一致的观测模式及时间表,规划中国及全圆盘区域,建立智能决策观测任务的自动化星地指挥调度系统,在保证卫星安全前提下实现载荷应急观测快速部署,全业务流程响应平均不超过30 min。该系统有效减少频繁变更观测任务所引起的星地资源压力,保证遥感数据连贯性,已在汛期服务及各类灾害气象保障中发挥重要数据支撑作用。 展开更多

关键词 快速成像仪 常态化 应急响应 星地指挥调度

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风云四号A星闪电成像仪程序自动上注系统设计与实现 被引量：1

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作者 康宁 刘向科 +2 位作者 曹冬杰 高慧婷 惠雯 《气象科技》 2022年第6期751-758,共8页

风云四号A星闪电成像仪是中国首个采用在轨接收大量遥控指令,进而实现程序上注的高轨气象卫星。FY-4-(01)批地面应用系统在建设中通过设计程序上注策略和部署程序自动上注系统,实现了任务时间表生成、指令发送、上注结果辨识、错误指令... 风云四号A星闪电成像仪是中国首个采用在轨接收大量遥控指令,进而实现程序上注的高轨气象卫星。FY-4-(01)批地面应用系统在建设中通过设计程序上注策略和部署程序自动上注系统,实现了任务时间表生成、指令发送、上注结果辨识、错误指令重发等全自动化功能。仿真结果表明该系统能满足卫星在稳定性和时效性上的需求,并有效缩短了上注时间。程序自动上注系统的研发与应用对未来风云系列卫星多星统一指挥测控任务的开展具有重要的意义。 展开更多

关键词 FY-4A卫星 闪电成像仪 FPGA 程序上注 自动化

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