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利用FY-3A近红外资料反演水汽总量

胡秀清 黄意玢 陆其峰 郑婧

胡秀清, 黄意玢, 陆其峰, 等. 利用FY-3A近红外资料反演水汽总量. 应用气象学报, 2011, 22(1): 46-56..
引用本文: 胡秀清, 黄意玢, 陆其峰, 等. 利用FY-3A近红外资料反演水汽总量. 应用气象学报, 2011, 22(1): 46-56.
Hu Xiuqing, Huang Yibin, Lu Qifeng, et al. Retrieving precipitable water vapor based on the near-infrared data of FY-3A satellite. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 46-56.
Citation: Hu Xiuqing, Huang Yibin, Lu Qifeng, et al. Retrieving precipitable water vapor based on the near-infrared data of FY-3A satellite. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 46-56.

利用FY-3A近红外资料反演水汽总量

资助项目: 

国家863计划课题“面向气候应用的气象卫星长序列历史数据集统一辐射再定标技术” 2007AA12Z145

详细信息
    通信作者:

    胡秀清, E-mail: huxq@cma.gov.cn

Retrieving Precipitable Water Vapor Based on the Near-infrared Data of FY-3A Satellite

  • 摘要: 该文介绍了利用搭载在FY-3A卫星上的中分辨率光谱成像仪 (MERSI) 的近红外 (NIR) 通道反演大气水汽总量 (PWV) 的方法。根据预先建立的查找表,大气水汽总量可以通过水汽通道与窗区通道的卫星测值相比反演得到。对MERSI近红外水汽通道灵敏度进行估算,结果表明:处于吸收带两翼的905 nm和980 nm通道对不同水汽量的敏感性表现比较接近,对较大水汽含量最为敏感;当水汽较弱时,强吸收的940 nm通道非常敏感。基于这3个通道对水汽含量敏感性的不同表现,采用3个通道水汽总量的加权平均值作为PWV产品的最终反演值。文中设计了水汽总量业务算法反演流程,并基于FY-3A/MERSI最新观测资料进行晴空大气水汽总量的业务处理生成试验,顺利生成MERSI单轨道水汽总量产品及日拼图中国区域产品和全球产品,同时生成多天合成产品,产品反映出MERSI具有较好的近红外水汽探测能力。将卫星反演结果与探空数据进行初步比对检验,显示卫星反演值有20%~30%系统性偏低,需要进一步改进反演查找表。
  • 图  1  FY-3A MERSI与EOS/MODIS近红外通道设置位置比较示意图

    Fig. 1  The comparison of spectral location of the NIR channels between FY-3A/MERSI and EOS/MODIS

    图  2  水汽反演的查找表建立及反演流程

    Fig. 2  Look-up Table (LUT) establishment of PWV and retrieval procedure

    图  3  FY-3A/MERSI两通道水汽透过率比与水汽总量的关系

    Fig. 3  The dependence of the transmission ratio between two channels of FY-3A/MERSI on the water vapor amount

    图  4  MERSI陆地大气可降水量产品 (a)5 min段产品RGB三通道合成彩色图像,(b)5 min段产品反演结果,(c)2009年8月27日中国区域日产品,(d)2009年4月18日全球日产品,(e) 多日合成月平均产品

    Fig. 4  Cases of MERSI PWV product over land (a) granule product in five minutes (RGB true color image), (b) granule product in five minutes (retrieved results), (c) daily Chinese regional product on 27 August 2009, (d) daily global product on 18 Apr 2009, (e) multi-day composition product

    图  5  2009年8月27日地面探空站点积分水汽总量分布 (单位:g·cm-2)

    Fig. 5  The distribution of PWV from ground-based radio-sosunding on 27 August 2009 (unit: g·cm-2)

    图  6  2009年8月和12月FY-3A/MERSI反演近红外通道水汽总量与地面探空数据对比 (单位:g·cm-2)

    Fig. 6  A comparison of NIR retrieved PWV from FY-3A/MERSI with the ground-based radio-sounding data in August and December of 2009 (unit: g·cm-2)

    图  7  2008年12月16日MERSI水汽反演结果与MODIS近红外水汽总量产品比较 (a) MODIS,(b) MERSI

    Fig. 7  A comparison of NIR PWV between MERSI and MODIS on 16 December 2008 (a) MODIS, (b) MERSI

    表  1  不同星载遥感器在近红外水汽吸收带附近的通道位置和宽度 (单位:nm)

    Table  1  The spectral location and width of NIR channels of different satellite remote sensors at water vapor absorption spectral range (unit:nm)

    仪器通道 FY-1C (1D)/MVISR SZ-3/CMODIS FY-3A/MERSI EOS/MODIS
    中心波长 宽度 中心波长 宽度 中心波长 宽度 中心波长 宽度
    水汽通道 905 20 905 20 905 30
    936 50 925 20 940 20 936 10
    945 20 980 20 940 50
    965 20
    985 20
    两侧窗区通道 865 50 865 20 865 20 865 40
    1005 20 1030 20 1240 20
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    表  2  MERSI陆上大气可降水量产品规格表

    Table  2  The specification of MERSI PWV over land

    产品类型 投影方式 覆盖范围 空间分辨率 数据量/Mbyte 生成频次
    5 min段产品 无投影 5 min轨道 1 km×1 km 59 5 min 1次
    日产品 等经纬度 全球 0.05°×0.05° 74.1 每日1次
    中国区域日产品 等经纬度 5°~55°N, 70°~140°E 0.01°×0.01° 300 每日1次
    旬产品 等经纬度 全球 0.05°×0.05° 74.1 每旬1次
    月产品 等经纬度 全球 0.05°×0.05° 74.1 每月1次
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-12-28
  • 修回日期:  2010-09-26
  • 刊出日期:  2011-02-28

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