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气象卫星高空间分辨率数据的云量计算与检验

刘健 张里阳

刘健, 张里阳. 气象卫星高空间分辨率数据的云量计算与检验. 应用气象学报, 2011, 22(1): 35-45..
引用本文: 刘健, 张里阳. 气象卫星高空间分辨率数据的云量计算与检验. 应用气象学报, 2011, 22(1): 35-45.
Liu Jian, Zhang Liyang. Calculation and validation method of cloud amount by high spatial resolution satellite data. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 35-45.
Citation: Liu Jian, Zhang Liyang. Calculation and validation method of cloud amount by high spatial resolution satellite data. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 35-45.

气象卫星高空间分辨率数据的云量计算与检验

资助项目: 

国家高技术研究发展计划 (863计划)“我国下一代静止气象卫星核心产品开发和应用关键技术研究” 2009AA12Z150

详细信息
    通信作者:

    刘健, E-mail: liujian@cma.gov.cn

Calculation and Validation Method of Cloud Amount by High Spatial Resolution Satellite Data

  • 摘要: 该文利用国家卫星气象中心1998—2008年NOAA卫星的存档数据,在再定标和精定位等数据再处理基础上,利用自行研发的云检测算法及云量计算方法,生成空间分辨率为0.01°×0.01°、时间尺度为10年的逐日云量数据,并利用ISCCP和地面观测数据对计算得到的云参数进行数据质量评估。评估结果显示:利用NOAA数据的抽样云检测结果与ISCCP-DX数据相比,晴空像元检测率具有0.70左右的一致性;有云像元检测率具有60%左右的一致性。卫星计算的总云量与地面观测总云量间的月平均相关系数大于0.70。
  • 图  1  自行计算的1998年卫星云检测一致率 (a)、有云像元检测一致率 (b)、晴空像元检测一致率 (c) 和有云像元检测评分 (d) 的时间分布

    Fig. 1  The temperal distribution of calculated cloud detection accuracy (a), cloud detection hit rate (b), clear detection hit rate (c), Threat Score (d) in 1998

    图  2  自行计算的2007年卫星云检测一致率 (a)、有云像元检测一致率 (b)、晴空像元检测一致率 (c) 和有云像元检测评分 (d) 的时间分布

    Fig. 2  The temporal distribution of calculated cloud detection accuracy (a), cloud detection hit rate (b), clear detection hit rate (c) and Threat Score (d) in 2007

    图  3  自行计算的1998年卫星云检测结果与ISCCP DX云检测对比评估指标分析

    Fig. 3  Evaluation parameters for calculated cloud detection and ISCCP DX data in 1998

    图  4  自行计算的2007年卫星云检测结果与ISCCP DX云检测对比评估指标分析

    Fig. 4  Evaluation parameters for calculated cloud detection and ISCCP DX data in 2007

    图  5  NOAA反演的总云量与地面观测总云量间的CCA相关系数随时间变化

    Fig. 5  The temporal distrubution of CCA relation coefficients of retrieval cloud amount and ground observation

    图  6  2007年7月12日可见光云图 (a)、地面观测总云量 (b) 与利用NOAA/卫星数据计算总云量 (c) 的对比

    Fig. 6  Comparison of visible image (a), ground observation (b) and retrieval cloud amount of NOAA (c) on 12 July 2007

    图  7  完全晴空 (a)、完全云盖 (b) 亮温变化引起的估计云量变化

    Fig. 7  The relationship of the brightness temperature bias about clear (a) and cloudy (b) to retrieval cloud amount

    表  1  NOAA数据与ISCCP数据云检测联立表

    Table  1  Contingency table for NOAA and ISCCP cloud detection

    NOAA云像元 NOAA晴空像元
    ISCCP云像元 A B
    ISCCP晴空像元 C D
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    表  2  地面观测与卫星计算总云量全国范围内逐日平均总云量的偏差分析

    Table  2  Difference analysis between retrieval cloud amount and ground observation

    月份 有效数据天数/d 平均偏差值/% 偏差的标准方差
    1 31 4.46 0.06
    2 28 3.64 0.04
    3 28 6.91 0.04
    4 30 5.54 0.04
    5 27 7.47 0.05
    6 30 15.13 0.03
    7 31 16.03 0.02
    8 31 14.92 0.03
    9 30 11.13 0.05
    10 29 7.17 0.06
    11 29 0.80 0.03
    12 31 3.33 0.06
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-03
  • 修回日期:  2010-07-27
  • 刊出日期:  2011-02-28

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