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FY-3C/VIRR海表温度产品及质量检验

王素娟 崔鹏 张鹏 杨忠东 胡秀清 冉茂农 刘健 林曼筠 邱红

王素娟, 崔鹏, 张鹏, 等. FY-3C/VIRR海表温度产品及质量检验. 应用气象学报, 2020, 31(6): 729-739. DOI: 10.11898/1001-7313.20200608.
引用本文: 王素娟, 崔鹏, 张鹏, 等. FY-3C/VIRR海表温度产品及质量检验. 应用气象学报, 2020, 31(6): 729-739. DOI: 10.11898/1001-7313.20200608.
Wang Sujuan, Cui Peng, Zhang Peng, et al. FY-3C/VIRR sea surface temperature products and quality validation. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(6): 729-739. DOI:  10.11898/1001-7313.20200608
Citation: Wang Sujuan, Cui Peng, Zhang Peng, et al. FY-3C/VIRR sea surface temperature products and quality validation. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(6): 729-739. DOI:  10.11898/1001-7313.20200608

FY-3C/VIRR海表温度产品及质量检验

DOI: 10.11898/1001-7313.20200608
资助项目: 

国家重点研究发展计划 2018YFC1506601

国家重点研究发展计划 2018YFB0504900

详细信息
    通信作者:

    王素娟, wangsj@cma.gov.cn

FY-3C/VIRR Sea Surface Temperature Products and Quality Validation

  • 摘要: 国家卫星气象中心FY-3C/VIRR(visible and infrared radiometer,可见光红外扫描辐射计)海表温度产品在云检测产品的基础上,采用多通道MCSST(multichannel SST)算法进行晴空区海温反演。该文详细介绍了海表温度产品算法、产品设计、质量控制及质量检验方法。FY-3C/VIRR海表温度产品包括5 min段原始投影海温和5 km全球等经纬度投影海温。设计逐像元的海温质量标识,将海温像元分为优、良、差3个等级,用户可根据应用目标选择海温的质量等级。与日最优插值海温OISST(optimum interpolation SST)相比,FY-3C/VIRR 2015年1月—2019年12月的5 min段海温质量检验结果表明:质量等级为优的海温,白天和夜间的偏差分别为-0.18℃和-0.06℃,均方根误差分别为0.85℃和0.8℃;白天海温均方根误差有季节性波动,夏季有的月份均方根误差大于1℃(如2015年7月、2016年7月和2019年7月);在海温回归系数不变的条件下,夜间海温偏差的季节性波动与星上黑体温度相关显著。从一级数据质量、定位、业务运行状况等方面讨论引起海表温度产品异常的原因,为FY-3C/VIRR历史数据定位、定标和产品重处理及用户应用提供重要的参考信息。
  • 图  1  2015—2019年FY-3C/VIRR SST算法反演海温与观测海温的均方根误差和决定系数 (a)白天海温与浮标海温的均方根误差,(b)夜间海温与浮标海温的均方根误差,(c)白天海温与浮标海温决定系数,(d)夜间海温与浮标海温决定系数

    Fig. 1  Root mean square error and determination coefficient of FY-3C/VIRR SST Algorithms with respect to in-situ SST in 2015-2019 (a)root mean square error in day-time, (b)root mean square error in night-time, (c)determination coefficient in day-time, (d)determination coefficient in night-time

    图  2  2015—2019年FY-3C/VIRR 5 min段质量为优的SST产品逐日误差统计曲线

    Fig. 2  Time series of validation bias and root mean square error for FY-3C/VIRR operational granule SST at excellent quality level with respect to daily OISST in 2015-2019

    图  3  2016年1月FY-3C/VIRR 5 min段质量为优的SST产品逐日误差统计曲线

    Fig. 3  Time series of validation bias and root mean square error for FY-3C/VIRR granule SST at excellent quality level with respect to daily OISST in Jan 2016

    图  4  2015—2019年FY-3C/VIRR 5 km全球日合成质量为优的SST产品逐日误差统计曲线

    Fig. 4  Time series of validation bias and root mean square error for FY-3C/VIRR 5 km daily SST at excellent quality level with respect to daily OISST in 2015-2019

    表  1  2016年1月FY-3C/VIRR业务和重处理5 min段海温误差统计结果(参考海温为日OISST)

    Table  1  Monthly validation statistics for FY-3C/VIRR granule SST in Jan 2016(with respect to daily OISST)

    类型 质量等级 MCSST(业务) NLSST(重处理)
    偏差/℃ 均方根误差/℃ 偏差/℃ 均方根误差/℃
    白天 -0.31 0.81 -0.02 0.66
    -0.44 1.35 -0.56 1.14
    -2.81 2.97 -2.82 2.97
    全样本 -0.48 1.31 -0.40 1.08
    夜间 -0.32 0.84 -0.08 0.72
    -0.50 1.42 -0.59 1.24
    -3.05 3.23 -2.89 2.98
    全样本 -0.51 1.37 -0.50 1.24
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  • [1] Yang J, Zhang P, Lu N, et al.Improvements on global meteorological observations from the current Fengyun 3 satellites and beyond.International Journal of Digital Earth, 2012, 5(3):251-265. doi:  10.1080/17538947.2012.658666
    [2] 杨军, 董超华.新一代风云极轨气象卫星业务新产品及应用.北京:科学出版社, 2010.
    [3] McClain E P, Pichel W G, Walton C C.Comparative performance of AVHRR-based multichannel sea surface temperatures.J Geophys Res, 1985, 90(11):11587-11601. doi:  10.1029/JC090iC06p11587/epdf
    [4] Walton C C, Pichel W G, Sapper J F, et al.The development and operational application of nonlinear algorithms for the measurement of sea surface temperatures with the NOAA polar-orbiting environmental satellites.J Geophys Res, 1998, 103(C12):27999-28012. doi:  10.1029/98JC02370
    [5] Li X, Pichel W, Maturi E, et al.Deriving the operational nonlinear multichannel sea surface temperature algorithm coefficients for NOAA-15 AVHRR/3.Int J Remote Sens, 2001, 22(4):699-704. doi:  10.1080/01431160010013793
    [6] Wu X, Menzel W P, Wade G S.Estimation of sea surface temperatures using GOES-8/9 radiance measurements.Bull Amer Meteor Soc, 1999, 80:1127-1138. doi:  10.1175/1520-0477(1999)080<1127:EOSSTU>2.0.CO;2
    [7] Petrenko B, Ignatov A, Kihai Y, et al.Evaluation and selection of SST regression algorithms for JPSS VⅡRS.J Geophys Res Atmos, 2014, 119:4580-4599. doi:  10.1002/2013JD020637
    [8] Wang S, Cui P, Zhang P, et al.FY-3C/VIRR SST algorithm and cal/val activities at NSMC/CMA.Proceedings of SPIE, 2014, 1926:1-15. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=CC0214741512
    [9] 王素娟, 崔鹏, 冉茂农, 等.FY3A/VIRR业务海面温度产品算法改进与质量检验.气象科技, 2014, 42(5):748-752. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=qxkj201405004
    [10] 王素娟, 崔鹏, 张鹏, 等.FY-3B/VIRR海表温度算法改进及精度评估.应用气象学报, 2014, 25(6):701-710. http://qikan.camscma.cn/article/id/20140606
    [11] OSI SAF Project Team.Algorithms Theoretical Basis Document for the Low Earth Orbiter Sea Surface Temperature Processing.[2019-12-11].http://www.osi-saf.org/lml/doc/osisaf_cdop2_ss1_atbd_leo_sst.pdf.
    [12] 王素娟, 崔鹏, 张鹏, 等.FY-3卫星VIRR海表温度产品进展.上海航天, 2017, 34(4):79-84. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=shht201704011
    [13] 李俊, 方宗义.卫星气象的发展——机遇与挑战.气象, 2012, 38(2):129-146. http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=40958909
    [14] Xu F, Ignatov A.In situ SST quality monitor (iQuam).J Atmos Oceanic Technol, 2014, 31:164-180. doi:  10.1175/JTECH-D-13-00121.1
    [15] Reynolds R, Smith T, Liu C, et al.Daily high-resolution-blended analyses for SST.J Climate, 2007, 20:5473-5496. doi:  10.1175/2007JCLI1824.1
    [16] Kilpatrick K A, Podesta G P, Evans R.Overview of the NOAA/NASA advanced very high resolution radiometer Pathfinder algorithm for sea surface temperature and associated matchup database.J Geophys Res, 2001, 106(C5):9179-9197. doi:  10.1029/1999JC000065
    [17] Petrenko B, Ignatov A, Kihai Y, et al.Clear-sky mask for the advanced clear-sky processor for oceans.J Atmos Oceanic Technol, 2010, 27:1609-1623. doi:  10.1175/2010JTECHA1413.1
    [18] Zhang P, Lu Q, Hu X, et al.Latest progress of the Chinese meteorological satellite program and core data processing technologies.Adv Atmos Sci, 2019, 36(9):1027-1045. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dqkxjz-e201909010
    [19] Ignatov A.GOES-R Advanced Baseline Imager Algorithm Theoretical Basis Document for Sea Surface Temperature.[2017-05-16].http://www.goes-r.gov/products/ATBDs/baseline/baseline-SST-v2.0.pdf.
    [20] 王素娟, 陆风, 张鹏, 等.FY2海面温度产品质量检验方法与误差分析.气象, 2013, 33(4):10-14. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=qx201310011
    [21] Dash P, Ignatov A, Kihai Y, et al.The SST Quality Monitor (SQUAM).J Atmos Oceanic Technol, 2010, 27:1899-1917. doi:  10.1175/2010JTECHO756.1
    [22] Donlon C, Martin M, Stark J, et al.The operational sea surface temperature and sea ice analysis (OSTIA) system.Remote Sens Environ, 2012, 116:140-158. doi:  10.1016/j.rse.2010.10.017
    [23] 柯宗建, 华丽娟, 钟霖浩, 等.海温异常对东亚夏季风强度先兆信号的影响.应用气象学报, 2015, 26(5):536-544. doi:  10.11898/1001-7313.20150503
    [24] 李春晖, 刘燕, 李霞, 等.热带西北太平洋10~30 d振荡对南海夏季风影响.应用气象学报, 2016, 27(3):293-302. doi:  10.11898/1001-7313.20160304
    [25] 陈丽娟, 袁媛, 杨明珠, 等.海温异常对东亚夏季风影响机理的研究进展.应用气象学报, 2013, 24(5):521-532. http://qikan.camscma.cn/article/id/20130502
    [26] 魏彩英, 张晓虎, 赵现纲, 等.区域扫描模式下风云二号气象卫星姿态求解方法.应用气象学报, 2014, 25(5):592-599. http://qikan.camscma.cn/article/id/20140508
    [27] 关敏, 吴荣华.FY-3A中分辨率光谱成像仪图像地理定位方法.应用气象学报, 2012, 23(5):534-542. http://qikan.camscma.cn/article/id/20120503
    [28] 王素娟, 郭强, 许健民.FY-4气象卫星定位用导航星选取方法.应用气象学报, 2010, 21(2):149-156. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yyqxxb201002003
    [29] 徐寒烈, 胡秀清, 徐娜, 等.FY-3C/可见光红外扫描辐射计中红外通道太阳污染的识别和修正.光学精密工程, 2015, 23(7):1874-1879. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gxjmgc201507010
    [30] 谷松岩, 吴荣华, 游然.FY-3A/MWHS冷空测值受月球影响分析及修正.应用气象学报, 2015, 26(4):442-450. doi:  10.11898/1001-7313.20150406
    [31] 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. http://qikan.camscma.cn/article/id/20110104
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-14
  • 修回日期:  2020-08-05
  • 刊出日期:  2020-10-27

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