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基于微波辐射计和探空的FY-4A温度廓线检验

王洪 周后福 王琛 夏一楠

王洪, 周后福, 王琛, 等. 基于微波辐射计和探空的FY-4A温度廓线检验. 应用气象学报, 2023, 34(3): 295-308. DOI:  10.11898/1001-7313.20230304..
引用本文: 王洪, 周后福, 王琛, 等. 基于微波辐射计和探空的FY-4A温度廓线检验. 应用气象学报, 2023, 34(3): 295-308. DOI:  10.11898/1001-7313.20230304.
Wang Hong, Zhou Houfu, Wang Chen, et al. Accuracy validation of FY-4A temperature profile based on microwave radiometer and radiosonde. J Appl Meteor Sci, 2023, 34(3): 295-308. DOI:  10.11898/1001-7313.20230304.
Citation: Wang Hong, Zhou Houfu, Wang Chen, et al. Accuracy validation of FY-4A temperature profile based on microwave radiometer and radiosonde. J Appl Meteor Sci, 2023, 34(3): 295-308. DOI:  10.11898/1001-7313.20230304.

基于微波辐射计和探空的FY-4A温度廓线检验

DOI: 10.11898/1001-7313.20230304
资助项目: 

山东省自然科学基金项目 ZR2020MD054

华东区域气象科技协同创新基金合作项目 QYHZ202103

山东省气象局重点项目 2022sdqxz10

山东省气象局重点项目 2020sdqxz08

中国气象局创新发展专项 CXFZ2022J034

详细信息
    通信作者:

    周后福, 邮箱:zhf_ahqx@163.com

Accuracy Validation of FY-4A Temperature Profile Based on Microwave Radiometer and Radiosonde

  • 摘要: 选取2021年1月1日—2022年3月31日山东济南地区探空、微波辐射计和FY-4A的温度廓线,评估FY-4A温度廓线偏差特征。结果表明:10 km以下,FY-4A温度比探空偏小0.51℃,两者偏差的标准差为0.50℃;FY-4A温度比微波辐射计偏大0.53℃,两者偏差的标准差为0.75℃。FY-4A与探空在00:00(世界时,下同)和12:00的温度偏差趋势一致;相对于00:00,12:00的FY-4A与探空温度偏差的离散程度较小。有降水时,600 m高度以上微波辐射计与FY-4A的温度偏差逐渐增大,在1500 m高度附近偏差达到最大值(约为9.35℃),在3000~8500 m高度内偏差为1.35~5.10℃,偏差的标准差为1.41~4.99℃。有降水时,FY-4A与探空的温度偏差和标准差在不同高度上不同,偏差变化范围为-0.31~3.60℃。有云时,微波辐射计与FY-4A的温度偏差为-0.40℃,偏差的标准差为3.79℃;探空与FY-4A的温度偏差为0.31℃,偏差的标准差为2.66℃。相对于有云时,晴空背景下FY-4A与另外两种设备的温度偏差和标准差均较小。
  • 图  1  2021年1月1日—2022年3月31日不同高度温度偏差的归一化等高度频率

    Fig. 1  Temperature deviation NCFADs at different heights from 1 Jan 2021 to 31 Mar 2022

    图  2  2021年1月1日—2022年3月31日微波辐射计与FY-4A温度偏差和探空与FY-4A温度偏差的频数分布

    Fig. 2  Temperature deviation frequency distribution of microwave radiometer and radiosonde from FY-4A from 1 Jan 2021 to 31 Mar 2022

    图  3  2021年1月1日—2022年3月31日微波辐射计和探空相对于FY-4A的温度偏差在不同高度的频数分布

    Fig. 3  Temperature deviation frequency distribution of microwave radiometer and radiosonde from FY-4A at different heights from 1 Jan 2021 to 31 Mar 2022

    图  4  2021年1月1日—2022年3月31日不同时次微波辐射计和探空相对于FY-4A的温度偏差的归一化等高度频率

    Fig. 4  Temperature deviation NCFADs of microwave radiometer and radiosonde from FY-4A at different times from 1 Jan 2021 to 31 Mar 2022

    图  5  2021年1月1日—2022年3月31日不同降水背景下微波辐射计和探空相对于FY-4A的温度偏差的归一化等高度频率

    Fig. 5  Temperature deviation NCFADs of microwave radiometer and radiosonde from FY-4A under different precipitation backgrounds from 1 Jan 2021 to 31 Mar 2022

    图  6  2021年1月1日—2022年3月31日不同云背景下微波辐射计和探空相对于FY-4A的温度偏差的归一化等高度频率

    Fig. 6  Temperature deviation NCFADs of microwave radiometer and radiosonde from FY-4A under different cloud backgrounds from 1 Jan 2021 to 31 Mar 2022

    表  1  微波辐射计、探空和FY-4A温度廓线探测概况

    Table  1  Temperature profile information of microwave radiometer, radiosonde and FY-4A satellite

    参数 微波辐射计 探空 FY-4A/GIIRS
    最大探测高度 10 km 25 km 大气层顶
    垂直层数 93 约90 101
    垂直分辨率 20~400 m 6~700 m 200~1000 m
    时间分辨率 2~3 s 12 h 2 h
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    表  2  FY-4A相对于微波辐射计和探空的温度偏差在不同层次统计量(单位:℃)

    Table  2  Deviation statistics of microwave radiometer and radiosonde relative to FY-4A at different levels(unit:℃)

    高度 探空与FY-4A的温度偏差 微波辐射计与FY-4A的温度偏差
    平均值 标准差 平均值 标准差
    0~220 m -0.04 0.72 -1.61 0.59
    250~1000 m 0.16 0.71 -0.43 0.92
    1040~3000 m 0.69 0.21 0.06 0.53
    3100~8700 m 0.74 0.12 -0.73 0.10
    9000~10000 m 0.48 0.15 0.75 0.10
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-14
  • 修回日期:  2023-02-28
  • 刊出日期:  2023-05-31

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