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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
  • [1] Rossow W B, Walker A W, Beuschel D E, et al. International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) Documentation of New Cloud Datasets. World Meteorological Organization, WMO/TD-No.737, 1996:1-115.s
    [2] Rossow W B, Walker A W, Gander L C. Comparison of ISCCP and other cloud amounts. J Climate, 1993, 6:2394-2418. doi:  10.1175/1520-0442(1993)006<2394:COIAOC>2.0.CO;2
    [3] 魏丽, 钟强, 侯萍.中国大陆卫星反演云参数的评估.高原气象, 1996, 15(2):147-156. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX602.002.htm
    [4] 翁笃鸣, 韩爱梅.中国卫星总云量与地面总云量分布的对比分析.应用气象学报, 1998, 9(1):32-37. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19980105&flag=1
    [5] 刘洪利, 朱文琴, 宜树华, 等.中国地区云的气候特征分析.气象学报, 2003, 61(4):466-473. doi:  10.11676/qxxb2003.045
    [6] 王旻燕, 王伯民. ISCCP产品和我国地面观测总云量差异.应用气象学报, 2009, 20(4):411-418. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090404&flag=1
    [7] 刘瑞霞, 陈洪滨, 郑照军, 等.总云量产品在中国区域的分析检验.应用气象学报, 2009, 20(5):571-578. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090508&flag=1
    [8] 丁守国, 石广玉, 赵春生.利用ISCCP D2资料分析近20年全球不同云类云量的变化及其对气候可能的影响.科学通报, 2004, 49(11):1105-1111. doi:  10.3321/j.issn:0023-074X.2004.11.016
    [9] Rossow W B, Schiffer R A. Advances in understanding clouds from ISCCP. Bull Amer Meteor Soc, 1999, 80(11):2261-2287. doi:  10.1175/1520-0477(1999)080<2261:AIUCFI>2.0.CO;2
    [10] Alan V D V, William J E, Senior Member. An automated dynamic threshold cloud masking algorithm for daytime AVHRR images over land. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2002, 40(8):1682-1694. doi:  10.1109/TGRS.2002.802455
    [11] Saunders R W, Kriebel K T. An improved method of detecting clear sky and cloudy radiances from AVHRR data. Int J Remote Sens, 1988, 9:123-150. doi:  10.1080/01431168808954841
    [12] Peak J E, Tag P M. Segmentation of satellite imagery using hierarchical thresholding and neural networks. J Appl Meteor, 1994, 33: 605-616. doi:  10.1175/1520-0450(1994)033<0605:SOSIUH>2.0.CO;2
    [13] Nowcasting and Very Short Range Forecasting SAF, Prototype Scientific Description for Météo France/CMS.SAF/NWC/MFCMS/MTR/PSD, Issue 1, Rev. 1, 2000.
    [14] 刘健.中国区域云特性分析及其在FY-2云检测中的应用.应用气象学报, 2009, 20(6):673-681. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090604&flag=1
    [15] Coakley J A Jr, Bretherton Francis P. Cloud cover from high-resolution scanner data detecting and allowing for partially filled fields of view. J Geophys Res, 1982, 87: 4917-4932. doi:  10.1029/JC087iC07p04917
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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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