本文对我国第二代极轨气象卫星风云三号C星(Fengyun-3C,FY-3C)上的可见光红外扫描辐射计(Visible and Infra-Red Radiometer,VIRR)测得的西北太平洋地区的海表温度数据精度进行了评估,该评估结果可为风云卫星遥感资料的使用提供参考。将...本文对我国第二代极轨气象卫星风云三号C星(Fengyun-3C,FY-3C)上的可见光红外扫描辐射计(Visible and Infra-Red Radiometer,VIRR)测得的西北太平洋地区的海表温度数据精度进行了评估,该评估结果可为风云卫星遥感资料的使用提供参考。将FY-3C/VIRR Level-2(二级数据)海表温度数据与实测浮标海表温度数据进行比较,两者匹配的时间窗口为1 h,空间窗口为0.01°,分别对FY-3C/VIRR全样本和质量等级为优的海表温度数据进行评估。FY-3C/VIRR全样本海表温度数据白天平均偏差为-0.12℃(FY-3C/VIRR海表温度减去实测海表温度),标准偏差为0.79℃;夜晚平均偏差为0.03℃,标准偏差为0.76℃。FY-3C/VIRR最优样本海表温度数据白天平均偏差为-0.01℃,标准偏差为0.64℃;夜晚平均偏差为0.16℃,标准偏差为0.58℃。针对部分云漏检及温度梯度大区域卫星与实测海表温度空间不匹配的问题,对匹配点周围3×3网格的有效海表温度数据进行统计分析,统计结果表明FY-3C/VIRR海表温度数据在质量为优、且匹配点周围3×3网格数据的局部标准偏差在阈值为0.3℃时,白天匹配数据的平均偏差为0.03℃,标准偏差为0.51℃;夜晚匹配数据的平均偏差为0.23℃,标准偏差为0.55℃。结果表明FY-3C/VIRR测得的海表温度数据精度较高,可用于全球变化与海气相互作用等研究。展开更多
海冰密集度是描述海冰特征的重要参数,准确获取海冰密集度对研究全球气候变化具有重要意义。针对北极夏季海冰密集度反演精度较低的问题,本文通过对微波辐射传输模型中的海冰发射率和初始海冰密集度进行优化估算,改善了微波辐射传输模...海冰密集度是描述海冰特征的重要参数,准确获取海冰密集度对研究全球气候变化具有重要意义。针对北极夏季海冰密集度反演精度较低的问题,本文通过对微波辐射传输模型中的海冰发射率和初始海冰密集度进行优化估算,改善了微波辐射传输模型对夏季观测亮温的大气校正效果,从而优化被动微波海冰密集度的反演结果,本研究采用2019年6—9月的FY-3D/MWRI亮温数据,分别利用优化前和优化后的ASI2算法(ASI2和ASI2E),结合固定系点(FTP)与动态系点(DTP),分别获得了4套夏季北极海冰密集度数据(ASI2-FTP、ASI2-DTP、ASI2E-FTP、ASI2E-DTP),并利用14景MODIS影像对结果进行了精度验证。研究结果表明,本研究提出的优化方法可有效提高北极夏季海冰密集度的反演精度,其中该优化方法对基于固定系点的反演改进尤为明显,其优化后的均方根误差(root mean square error,ERMSE)由21.9%减小到15.43%,偏差(bias,|B_(bias)|)由-12.40%下降到-6.01%。4种反演方法中,基于动态系点的算法优化后(ASI2E-DTP)表现尤为明显,其E_(RMSE)和B_(bias)分别为14.33%和-4.53%。展开更多
文摘FY-3B卫星VIRR仪器的向外长波辐射(outgoing long-wave radiation,OLR)产品处理采用与NOAA/AVHRR相同的算法模型,即用窗区通道亮温-通量等效亮度温度的回归关系式计算OLR,但两星的OLR业务产品与目前国际质量最好的云和地球辐射能量系统(cloud and earth’s radiant energy system,CERES)仪器观测OLR产品相比,存在约10 W·m^(-2)的系统负偏差。FY-3B的原因在于OLR反演模式建立过程中红外辐射传输计算软件的精度不够。鉴于此,本文采用美国21世纪开发的逐线辐射传输模型计算软件(LBLRTM),模拟计算了全球2521条大气廓线的大气顶辐射率光谱,在此基础上计算了每条廓线的OLR和FY-3B/VIRR窗区通道亮温,应用最小二乘法统计回归模拟数据,重新建立了由FY-3B/VIRR窗区通道亮温计算OLR的回归关系式及系数。模式应用于FY-3BL1级数据,处理2016年1,3,7和10月的FY-3B逐日全球OLR资料,该资料与AQUA-TERRA卫星的CERES仪器OLR观测产品相比,得到日平均OLR:RMSE=9~15 W·m^(-2),R=0.9834,Bias=-0.3W·m^(-2);月平均OLR:RMSE=4~7W·m^(-2),R=0.9915,Bias=-0.3W·m^(-2),表明改进的模式能处理出无系统偏差的、精度基本与CERES观测相当的OLR产品,尽管单通道反演算法有着固有的模式回归误差。
文摘海冰密集度是描述海冰特征的重要参数,准确获取海冰密集度对研究全球气候变化具有重要意义。针对北极夏季海冰密集度反演精度较低的问题,本文通过对微波辐射传输模型中的海冰发射率和初始海冰密集度进行优化估算,改善了微波辐射传输模型对夏季观测亮温的大气校正效果,从而优化被动微波海冰密集度的反演结果,本研究采用2019年6—9月的FY-3D/MWRI亮温数据,分别利用优化前和优化后的ASI2算法(ASI2和ASI2E),结合固定系点(FTP)与动态系点(DTP),分别获得了4套夏季北极海冰密集度数据(ASI2-FTP、ASI2-DTP、ASI2E-FTP、ASI2E-DTP),并利用14景MODIS影像对结果进行了精度验证。研究结果表明,本研究提出的优化方法可有效提高北极夏季海冰密集度的反演精度,其中该优化方法对基于固定系点的反演改进尤为明显,其优化后的均方根误差(root mean square error,ERMSE)由21.9%减小到15.43%,偏差(bias,|B_(bias)|)由-12.40%下降到-6.01%。4种反演方法中,基于动态系点的算法优化后(ASI2E-DTP)表现尤为明显,其E_(RMSE)和B_(bias)分别为14.33%和-4.53%。
