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基于探空观测的多源掩星折射率质量控制及对比

郭启云 杨荣康 程凯琪 李昌兴

郭启云, 杨荣康, 程凯琪, 等. 基于探空观测的多源掩星折射率质量控制及对比. 应用气象学报, 2020, 31(1): 13-26. DOI: 10.11898/1001-7313.20200102..
引用本文: 郭启云, 杨荣康, 程凯琪, 等. 基于探空观测的多源掩星折射率质量控制及对比. 应用气象学报, 2020, 31(1): 13-26. DOI: 10.11898/1001-7313.20200102.
Guo Qiyun, Yang Rongkang, Cheng Kaiqi, et al. Refractive index quality control and comparative analysis of multi-source occultation based on sounding observation. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(1): 13-26. DOI:  10.11898/1001-7313.20200102.
Citation: Guo Qiyun, Yang Rongkang, Cheng Kaiqi, et al. Refractive index quality control and comparative analysis of multi-source occultation based on sounding observation. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(1): 13-26. DOI:  10.11898/1001-7313.20200102.

基于探空观测的多源掩星折射率质量控制及对比

DOI: 10.11898/1001-7313.20200102
资助项目: 

科技部重大自然灾害监测预警与防范重点专项 2018YFC1506201

科技部重大自然灾害监测预警与防范重点专项 2018YFC1506204

详细信息
    通信作者:

    郭启云, feng_cloudy@163.com

Refractive Index Quality Control and Comparative Analysis of Multi-source Occultation Based on Sounding Observation

  • 摘要: 根据我国不同气候区特点对2017年9月1日—2018年8月31日的COSMIC,Metop-A和FY-3C掩星折射率进行质量控制,结果表明:3种掩星折射率的双权重平均值和标准差较接近,整体均随高度呈递减变化;4个气候区的双权重平均值和标准差有差异,亚热带季风气候区相比其他3个气候区偏大。COSMIC相对探空观测在5 km以下为负偏差,亚热带季风气候区偏差较大,FY-3C亚热带季风气候区2 km以下为正偏差,2~6 km为负偏差,6 km以上为正偏差,整体在2 N以内。利用不同气候区的质量控制标准筛选出错误数据和可疑数据,经统计确定掩星与探空折射率的相关系数阈值为0.44。1 km以下掩星自适应质量控制中错误数据占比为5%~10%,1 km以上在5%以内,3种掩星较为接近。引入探空观测参考后,Metop-A掩星在高原山地气候区的错误数据较多,其他约为6%。质量控制前,掩星折射率与探空的相关系数相对较小,质量控制后,相关系数得到提高,多在0.9以上,效果较好,掩星数据质量得到了改善。
  • 图  1  中国气候区划分(a)及120个探空站分布(b)

    Fig. 1  Climate zones(a) and 120 sounding stations(b) in China

    图  2  掩星在4个气候区折射率数据的双权重平均值和双权重标准差廓线分布

    Fig. 2  Double-weighted mean and double-weighted standard deviation profiles of occultation refractive index in four climate zones

    图  3  COSMIC掩星在4个气候区折射率的可疑阈值和错误阈值区间及单个时刻的掩星折射率廓线

    Fig. 3  Suspicious thresholds and error threshold interval of COSMIC refractive index of in four climate zones comparing to refractive index profiles at a single moment

    图  4  掩星在4个气候区折射率偏差的双权重平均值和双权重标准差廓线分布

    Fig. 4  Double-weighted mean and double-weighted standard deviation profiles of occultation refractive index deviations in four climate zones

    图  5  COSMIC掩星在4个气候区折射率偏差的可疑阈值和错误阈值区间及单个时刻的掩星折射率偏差廓线

    Fig. 5  Suspicious thresholds and false thresholds of COSMIC refractive index deviation in four climate zones comparing to refractive index deviation profiles at a single moment

    图  6  掩星在4个气候区折射率数据与探空折射率相关系数的廓线分布

    Fig. 6  Correlation coefficients of reflective indices between occultations and the sounding in four climate zones

    图  7  亚热带季风气候区掩星折射率错误数据分布

    Fig. 7  Error data distribution of occultation refractive index in subtropical monsoon climate zone

    图  8  掩星第1步质控出错误数据百分比廓线分布

    Fig. 8  Percentage of occultation error data in the first-step quality control

    图  9  多源掩星第2步质控出错误数据百分比廓线分布

    Fig. 9  Percentage of occultation error data in the second-step quality control

    图  10  亚热带季风气候区掩星质控前、第1步质控后、最终质控后掩星与探空折射率的相关系数

    Fig. 10  Correlation coefficient between occultation and sounding refraction index before quality control, after the first-step and the final quality controls in the subtropical monsoon climate zone

    表  1  掩星在4个气候区与探空站匹配到的廓线数量

    Table  1  The number of profiles provided by occultations matching with sounding stations in four climate zones

    掩星 温带大陆 亚热带季风 温带季风 高原山地
    COSMIC 263 133 121 72
    Metop-A 309 373 291 43
    FY-3C 90 81 97 7
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-07-01
  • 修回日期:  2019-09-26
  • 刊出日期:  2020-01-31

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