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FY-4A数据在2021年1月6—8日寒潮监测中应用 被引量:1
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作者 牛宁 任素玲 覃丹宇 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第6期661-674,共14页
基于静止气象卫星图像解译理论和位涡理论,应用FY-4A水汽图像、干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)产品和欧洲中心第五代大气再分析资料(ERA5)对2021年1月6—8日我国中东部地区寒潮天气进行分析。结果表明:高空冷涡和地面冷高压是影响此次寒... 基于静止气象卫星图像解译理论和位涡理论,应用FY-4A水汽图像、干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)产品和欧洲中心第五代大气再分析资料(ERA5)对2021年1月6—8日我国中东部地区寒潮天气进行分析。结果表明:高空冷涡和地面冷高压是影响此次寒潮天气的主要影响系统,冷空气5日08:00从贝加尔湖南部向东、向南加强发展,8日20:00减弱;对比FY-4A/GIIRS与ERA5850 hPa 24 h变温数据发现:两种数据反映的对流层低层冷空气东移南下特征和正负变温区域分布特征基本一致,FY-4A/GIIRS 850 hPa 24 h负变温中心和0℃等变温线的位置与ERA5数据接近,FY-4A/GIIRS 850 hPa 24 h变温中心值强度略大于ERA5。水汽图像暗区变暗附近的高层位涡的增加激发高层气旋性环流后侧下沉运动增强,干空气下沉造成了地面高压增强;500 hPa冷涡中心附近绝对涡度增加是引起冷空气增强的原因之一;冷空气急剧增强时段,中低层位涡的加大引起地面冷空气堆积,寒潮增强。FY-4A/GIIRS温度产品反映的冷空气移动特征与位涡理论对冷空气增强原因分析结果一致,说明应用FY-4A/GIIRS温度产品能够有效监测分析寒潮冷空气演变特征。 展开更多
关键词 FY-4A水汽图像 GIIRS温度廓线 位涡 寒潮
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沙尘暴天气下云的飞机观测研究 被引量:3
2
作者 马新成 毕凯 +2 位作者 王飞 高洋 黄梦宇 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期323-336,共14页
沙尘暴天气下云的飞机观测极其缺乏,为了研究亚洲中蒙地区沙尘气溶胶对云的影响,利用北京地区云的综合外场观测试验数据,分析2009年4月24日由蒙古气旋和冷锋造成的强沙尘暴天气下云的观测个例,对比分析沙尘云和清洁云垂直观测。结果表明... 沙尘暴天气下云的飞机观测极其缺乏,为了研究亚洲中蒙地区沙尘气溶胶对云的影响,利用北京地区云的综合外场观测试验数据,分析2009年4月24日由蒙古气旋和冷锋造成的强沙尘暴天气下云的观测个例,对比分析沙尘云和清洁云垂直观测。结果表明:从亚洲中蒙地区输送的沙尘气溶胶是华北区域重要的冰核来源,可被垂直输送至云顶以上3200 m高度,并通过改变冰晶形成过程影响云顶温度(-6~-3℃)较高的积云性层积云微物理结构。在相同温度下,沙尘云中冰晶平均数浓度较清洁云增加近10倍,液态水含量减少约1倍,云中形成大量小冰晶粒子,凇附过程受到抑制,降水粒子平均数浓度较清洁云中明显减少10倍以上,无论云滴、冰雪晶还是降水粒子谱宽均较清洁云明显变窄,并最终减弱降水,对华北区域的天气和气候产生重要影响。 展开更多
关键词 沙尘气溶胶 飞机观测 层积云 沙尘暴 蒙古气旋
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2000年10月5日磁暴主相两个不同时段太阳风参数特征告诉我们什么?
3
作者 李琪 乐贵明 《地球物理学报》 北大核心 2025年第1期45-53,共9页
本文研究了2000年10月5日磁暴主相两个不同时段期间环电流的变化速度与相应太阳风参数的关系.研究发现,磁暴主相期间环电流的变化速度并不取决于行星际磁场南向分量的平均值和最大值,也不取决于太阳风电场的平均值和最大值.本文的研究证... 本文研究了2000年10月5日磁暴主相两个不同时段期间环电流的变化速度与相应太阳风参数的关系.研究发现,磁暴主相期间环电流的变化速度并不取决于行星际磁场南向分量的平均值和最大值,也不取决于太阳风电场的平均值和最大值.本文的研究证明,磁暴环电流增强期间环电流的变化速度,不仅取决于行星际磁场南向分量和太阳风的速度,还取决于太阳风的动压,而且太阳风的动压起着非常重要的作用.研究还发现,采用Burton et al.(1975)方程和O′Brien,McPherron (2000a)方程估算得到的2000年10月5日的两次地磁活动的强度远低于实际的观测值. 展开更多
关键词 行星际磁场南向分量 太阳风电场 太阳风动压 磁暴环电流
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基于云顶高度产品的FY-4A云导风高度再指定方法研究
4
作者 马博良 陆其峰 +2 位作者 王富 华维 张晓虎 《气象》 北大核心 2025年第4期484-495,共12页
高度指定误差是卫星导风产品最主要的误差来源。FY-4A云顶高度产品采用红外窗区通道和二氧化碳切片通道算法,精度较高。将FY-4A云顶高度与云导风产品进行时空匹配,在云导风目标追踪框中搜索代表性像元,用其平均云顶高度替换原有云导风... 高度指定误差是卫星导风产品最主要的误差来源。FY-4A云顶高度产品采用红外窗区通道和二氧化碳切片通道算法,精度较高。将FY-4A云顶高度与云导风产品进行时空匹配,在云导风目标追踪框中搜索代表性像元,用其平均云顶高度替换原有云导风的云高,实现其高度再指定。基于ERA5再分析资料的检验结果表明:高度再指定后,高、中、低三层的FY-4A云导风均方根误差均有明显降低,分别从4.06 m·s^(-1)降至3.25 m·s^(-1),4.25 m·s^(-1)降至3.71 m·s^(-1),2.42 m·s^(-1)降至2.13 m·s^(-1)。高度再指定缓解了云导风定高偏高的问题,降低了云导风偏差,特别是慢速偏差改善明显。东北冷涡和台风暹芭等个例表明该方法能够提高云导风与背景场的一致性,在数值预报同化和天气过程分析中具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 云导风 云顶高度 高度再指定 代表运动像元 FY-4A
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基于海面耀斑观测的FY-3B中分辨率光谱成像仪在轨衰减跟踪研究
5
作者 胡秀清 何兴伟 +2 位作者 何玉青 姜梦蝶 陈伟 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2373-2379,共7页
针对FY-3B中分辨率光谱成像仪(FY-3B/MERSI)各通道响应在轨衰减问题,采用海洋表面耀斑区作为稳定目标对其进行了2011年—2018年的长时间序列跟踪。在筛选出晴空耀斑区数据的基础上,以865 nm通道为基准通道,计算其他通道在耀斑区与基准... 针对FY-3B中分辨率光谱成像仪(FY-3B/MERSI)各通道响应在轨衰减问题,采用海洋表面耀斑区作为稳定目标对其进行了2011年—2018年的长时间序列跟踪。在筛选出晴空耀斑区数据的基础上,以865 nm通道为基准通道,计算其他通道在耀斑区与基准通道反射率比值,通过8年反射率比值变化判断不同通道的衰减。结果显示,FY-3B/MERSI传感器部分通道存在不同程度的衰减,且短波通道衰减最为剧烈,412 nm通道年衰减率达7.12%,而765 nm通道年衰减率为0.28%,跟踪显示近红外通道1030 nm通道衰减也较大,达到3.88%。跟踪结果显示有些通道与基准通道反射率比值出现显著周期性震荡,与耀斑中心纬度的南北周期性变化相吻合。结果表明海洋表面耀斑可以作为传感器在轨衰减进行长时间序列跟踪的有效目标。 展开更多
关键词 辐射定标 耀斑 风云3号 中分辨率光谱成像仪
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FY-3降水测量雷达外定标试验场的大气衰减特性分析
6
作者 吴琼 商建 +2 位作者 尹红刚 陈林 谷松岩 《气象》 北大核心 2025年第2期221-228,共8页
利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,... 利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,水汽衰减则具有明显的季节特征。此外,水汽衰减和水汽总量密切相关,Ku波段的水汽衰减在数值上约为水汽总量的1/250,Ka波段的水汽衰减约为Ku波段的4倍。并且,基于快速方法估算的衰减和常规方法计算的衰减相比,两者之间具有很好的一致性,表明快速方法合理可行。大气衰减的计算和分析可以为降水测量雷达外定标试验的顺利开展奠定基础。 展开更多
关键词 探空 降水测量雷达 外定标 大气衰减 大气可降水总量
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基于站址分集策略的风云四号卫星接收系统的实现
7
作者 裘奕 王英强 +2 位作者 周志翔 曾莎莎 张宝 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第3期625-630,共6页
以风云四号B星数据Ka频段接收系统为研究对象,采用站址分集策略,在北京气象卫星地面站和乌兰察布气象卫星地面站同步接收卫星数据的支持下,选择信道存取数据单元(Channel Access Data Unit,CADU)数据作为两站间数据匹配的处理单元,通过... 以风云四号B星数据Ka频段接收系统为研究对象,采用站址分集策略,在北京气象卫星地面站和乌兰察布气象卫星地面站同步接收卫星数据的支持下,选择信道存取数据单元(Channel Access Data Unit,CADU)数据作为两站间数据匹配的处理单元,通过基于数据质量信息的择优技术,实时将多路数据择优合成为一路高质量数据,实现了我国首个基于站址分集接收策略的卫星接收系统。实际验证结果证明,该策略大大降低了雨衰对Ka频段数据接收的负面影响,也为气象卫星事业高质量发展提供了技术支撑。 展开更多
关键词 Ka频段数据接收 静止轨道气象卫星 分集接收 择优合成
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FY-3E太阳辐照度光谱仪可见光波段在轨光谱漂移特征分析与修正
8
作者 谭小凤 齐瑾 +1 位作者 李占峰 张鹏 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期2054-2060,共7页
太阳辐照度光谱仪(SSIM)是我国首台自主研制的在大气层顶开展太阳连续光谱监测的跟踪式辐照度光谱仪,它搭载于第二代极轨气象卫星风云三号黎明星(FY-3E)。SSIM的光谱范围为165~2400 nm,在紫外和可见光波段具有1 nm的光谱分辨率,以及0.1... 太阳辐照度光谱仪(SSIM)是我国首台自主研制的在大气层顶开展太阳连续光谱监测的跟踪式辐照度光谱仪,它搭载于第二代极轨气象卫星风云三号黎明星(FY-3E)。SSIM的光谱范围为165~2400 nm,在紫外和可见光波段具有1 nm的光谱分辨率,以及0.1和0.25 nm间隔的采样率,能够捕捉太阳精细光谱特征。针对SSIM可见光波段获取的太阳光谱结构,利用国际上最新发布的高分辨率太阳参考光谱TSIS-1 HSRS(Total and Spectral Solar Irradiance Sensor-1 Hybrid Solar Reference Spectrum,TSIS-1 HSRS)为定标基准,分析2021年9月至2023年11月期间光谱的在轨变化特征,评估在轨光谱定标精度。基于太阳参考光谱的夫琅禾费吸收线特征,利用仪器发射前测定的光谱狭缝函数卷积后得到与仪器特征相匹配的参考光谱,筛选出9个夫琅禾费特征波长,基于光谱匹配方法计算波长偏移,分析在轨波长偏移随时间的变化特征,并建立精细化订正方法提升仪器在轨光谱定标精度。针对晨昏轨道对日观测的轨道运动特征,首先分析了多普勒频移的年变化特征,评估其在可见光波段可引起的波长最大偏移区间为-0.005~0.001 nm(700 nm处)。基于太阳夫琅禾费吸收线方法发现可见光波段光谱漂移的长期变化呈现周期性波动,与在轨初期相比,410 nm吸收线波长偏移的波动范围大致为-0.032~0.025 nm,分析认为波长偏移与仪器温度的周期性波动有关,各特征波长偏移与SSIM光栅温度的相关系数在-0.766~-0.964之间,存在强的负相关。针对波段内不同光谱位置的漂移特征,利用光谱匹配方法分段滑动计算波长偏移,再对其进行拟合修正,修正结果显示光谱定标精度优于0.028 nm,消除了卫星发射过程和在轨工作环境变化对光谱精度的影响,以及仪器温度周期性波动导致的波长偏移,长期稳定性较好,有效提升了SSIM在轨光谱定标精度。本文可为宽波段太阳光谱仪的在轨光谱定标研究提供参考。 展开更多
关键词 太阳光谱辐照度 光谱定标 太阳参考光谱 可见光波段
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基于傅里叶神经算子的遥感数据预测方法 被引量:1
9
作者 卫兰 朱建璇 +3 位作者 徐晓斌 范存群 林曼筠 赵现纲 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期82-91,共10页
地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法... 地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法.该算法首先对遥感数据缺失值利用空间均值法和拉格朗日插值法进行填充,之后用傅里叶神经算子训练出空间数值在时间域上的映射关系,最后利用训练出来的模型对于最新的遥感数据进行预测,基于风云4号遥感卫星真实遥感数据的仿真实验结果表明,所提出的方法在较长期的时序预测中仍能保持较好的预测精度. 展开更多
关键词 地球遥感 时序预测 长期预测 傅里叶神经算子
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用于空间科学研究的基于磁阻传感器的矢量磁强计 被引量:2
10
作者 于向前 李嘉巍 +14 位作者 肖池阶 黄聪 刘斯 王劲东 李云鹏 曲亚楠 王永福 陈鸿飞 邹鸿 施伟红 宗秋刚 陈晓飞 张效信 宗位国 王劲松 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期609-616,共8页
提出一种用于空间科学研究的基于低资源消耗各项异性磁阻传感器的矢量磁强计。该矢量磁强计的探测范围为±65000 nT,–3 dB带宽为DC~10 Hz的磁场波,噪声功率谱密度≤0.2 nT/Hz^(1/2)@1 Hz,非线性误差≤3.6‱,非正交性误差≤1.2‱。该... 提出一种用于空间科学研究的基于低资源消耗各项异性磁阻传感器的矢量磁强计。该矢量磁强计的探测范围为±65000 nT,–3 dB带宽为DC~10 Hz的磁场波,噪声功率谱密度≤0.2 nT/Hz^(1/2)@1 Hz,非线性误差≤3.6‱,非正交性误差≤1.2‱。该磁强计搭载运行于太阳同步轨道的风云三号气象卫星(FY-3E),在轨初步探测结果表明,该磁强计具备探测空间磁场扰动(例如极光椭圆区的场向电流(20~60 nT))的能力。 展开更多
关键词 低资源消耗磁阻传感器 矢量磁强计 空间科学应用
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磁暴期间辐射带电子相空间密度的多卫星联合观测 被引量:3
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作者 刘泽源 倪彬彬 +8 位作者 付松 项正 郭建广 曹兴 顾旭东 易娟 郭英杰 郭德宇 王敬之 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2149-2158,共10页
地球外辐射带是一个高度动态变化的空间环境,辐射带电子通量的变化在磁暴期间尤为明显.要分析潜在的电子动态变化机制,需要排除绝热效应产生的影响.在以三个绝热不变量组成的相空间坐标中,利用相空间密度(PSD)可以反映电子的真实加速和... 地球外辐射带是一个高度动态变化的空间环境,辐射带电子通量的变化在磁暴期间尤为明显.要分析潜在的电子动态变化机制,需要排除绝热效应产生的影响.在以三个绝热不变量组成的相空间坐标中,利用相空间密度(PSD)可以反映电子的真实加速和损失情况.本文详细分析两颗范艾伦卫星和三颗GPS导航卫星在2013年3月的同步电子通量观测数据,发现在3月17日磁暴期间,当太阳风动压增大、行星际磁场南向时,辐射带电子通量会发生骤降.进一步将电子通量转换成电子相空间密度并利用不同第一、第二绝热不变量(μ,K)组合条件下PSD径向分布的差异性,深入探究磁暴期间辐射带电子的动态变化机制.结果表明:磁暴初期由于电子的局地加速导致PSD不断上升;磁暴主相期间,由于磁层顶阴影效应以及伴随的向外径向扩散损失导致PSD快速降低;位于不同空间位置的多颗卫星观测为明晰辐射带电子动态物理过程提供了重要的便利. 展开更多
关键词 外辐射带 范艾伦卫星 GPS卫星 电子相空间密度
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质子辐射带辐射中心区域模型 被引量:3
12
作者 陶宏任 林瑞淋 +3 位作者 师立勤 刘四清 张效信 龚建村 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期293-305,共13页
利用AP-8和CRRESPRO质子辐射带模式数据库,比较了二者在磁赤道面上计算结果的差异并给出其差异原因.利用AP-8模式数据库数据,建立起质子辐射带函数形式的辐射中心区域模式,包括各能道全向微分通量峰值所对应的L值(L_c)随能量E的变化模... 利用AP-8和CRRESPRO质子辐射带模式数据库,比较了二者在磁赤道面上计算结果的差异并给出其差异原因.利用AP-8模式数据库数据,建立起质子辐射带函数形式的辐射中心区域模式,包括各能道全向微分通量峰值所对应的L值(L_c)随能量E的变化模式以及各能道全向微分通量峰值J_(max)随能量E的变化模式.利用RBSP A卫星REPT望远镜在磁赤道面上的高能质子观测数据,分别与AP-8模式、CRRESPRO模式及本文所得辐射中心区域模式计算结果进行比较,发现在78.9,102.6和208 MeV三个能道上,RBSP A卫星观测所得各能道全向微分通量明显偏大,而L_c与AP-8或本文辐射中心模式所得结果基本一致;RBSP A卫星也观测到CRRESPRO Quiet,模式所得的隐性第二质子辐射带结构. 展开更多
关键词 质子辐射带 经验模式 AP-8模式 CRRESPRO模式 RBSP卫星
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一种星载降水测量雷达和地基天气雷达的频率修正方法 被引量:4
13
作者 吴琼 仰美霖 +3 位作者 陈林 尹红刚 商建 谷松岩 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期353-360,共8页
通过结合全球降水测量卫星(GPM)反演算法中用到的0℃层亮带模型以及米散射计算,生成了固态、液态以及混合相态3种降水情况下的散射函数查算表;通过与GPM实测数据的对比,验证了查算表的精度,表明散射计算的最大偏差小于0.5 dB。基于该查... 通过结合全球降水测量卫星(GPM)反演算法中用到的0℃层亮带模型以及米散射计算,生成了固态、液态以及混合相态3种降水情况下的散射函数查算表;通过与GPM实测数据的对比,验证了查算表的精度,表明散射计算的最大偏差小于0.5 dB。基于该查算表,完成了星载Ku波段雷达到S波段雷达的频率修正。对散射函数的分析表明:Ku波段到S波段的频率修正取决于相态以及谱参数(D_(m))。其中,液态降水的频率修正量以负为主,最大不超过-3 dB。混合相态降水的频率修正量随着0℃层亮带高度的不同差异非常明显。固态降水的频率修正在不存在0℃层亮带时均为正,存在0℃层亮带时则随着温度的变化而显著变化。该方法可用于实现星、地不同波段雷达之间的频率修正,为星载雷达探测精度的一致性检验提供有效支撑。 展开更多
关键词 全球降水测量卫星 亮带 米散射 查算表 频率修正
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2021年2月北美极端低温暴雪的卫星遥感监测 被引量:9
14
作者 任素玲 牛宁 +3 位作者 覃丹宇 杨冰韵 徐榕焓 咸迪 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期696-710,共15页
利用气象卫星数据和欧洲中期天气预报中心ERA5再分析数据,在开展卫星数据误差分析的基础上,研究2021年2月北美冬季风暴乌里发生的气候背景、发展演变、极涡活动对乌里的触发作用及造成极端低温和降雪的大气影响因子等。结果表明:与ERA5... 利用气象卫星数据和欧洲中期天气预报中心ERA5再分析数据,在开展卫星数据误差分析的基础上,研究2021年2月北美冬季风暴乌里发生的气候背景、发展演变、极涡活动对乌里的触发作用及造成极端低温和降雪的大气影响因子等。结果表明:与ERA5温度相比,FY-3D/VASS温度在北美地区100,400 hPa和850 hPa的平均绝对偏差分别为1.14℃,1.44℃和2.63℃,可满足冬季极端冷事件监测服务需求;2021年2月北美大陆冷空气活动关键区(50°~80°N,50°~150°W)西部温度较历史同期偏低4~8℃,2月上旬冷空气强度最强,温度距平百分比达70%;在东北太平洋暖高压脊引导下,极涡加强南下,极涡中心西侧横槽转竖过程中冷空气向南爆发,对流层中高层高位涡异常南伸为乌里的生成提供了高层动力强迫,低层冷空气南下和墨西哥湾沿副热带高压西侧向北输送的暖湿气流在美国南部交汇,触发了乌里低层低涡及云系的快速发展;造成强降雪的风暴乌里云系具有对流特征,冷锋云带和头部云顶亮温大部分低于-40℃,部分低于-52℃,闪电活跃。 展开更多
关键词 风云气象卫星 FY-3D/VASS温度和湿度 北美冬季风暴乌里 极涡 位涡
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一种基于白谱法的电离层天气扰动指数 被引量:2
15
作者 赵瑜馨 毛田 +1 位作者 陈洲 王劲松 《空间科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期270-276,共7页
基于一种电离层扰动提取方法一白谱法,利用IGS提供的电离层TEC网格数据,获得电离层J_s真指数、J_r指数和J_p指数,分别反映单站、纬度圈(沿经度积分)及行星际尺度下的电离层天气扰动状态.在2015年3月的一次磁暴过程中,J_s指数、J_r指数及... 基于一种电离层扰动提取方法一白谱法,利用IGS提供的电离层TEC网格数据,获得电离层J_s真指数、J_r指数和J_p指数,分别反映单站、纬度圈(沿经度积分)及行星际尺度下的电离层天气扰动状态.在2015年3月的一次磁暴过程中,J_s指数、J_r指数及J_p指数均很好地反映出电离层响应地磁暴的过程,磁暴前后J_p指数与Dst指数相关系数达到-0.72;J_s图从二维角度很好地表征了电离层天气的扰动过程.在此基础上,统计分析了2011—2014年J_p指数与Dst指数的相关性,结果表明:限定J_p≥2,J_P指数与对应时间Dst指数的相关系数为-0.67;限定J_p≥3,二者相关系数更高,达到-0.87.通过分析不同J_p指数阈值下不同等级磁暴的次数,发现J_p指数可以很好地反映磁暴下的电离层整体扰动,为指示电离层天气状态提供了可能的参数. 展开更多
关键词 电离层扰动 磁暴 白谱法 TEC
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空间高能电子探测器准直仪的设计研究 被引量:2
16
作者 侯东辉 张珅毅 +1 位作者 张效信 宗位国 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期965-970,共6页
空间电子探测器的准直仪的目的是限制仪器的探测张角和几何因子,而电子与准直仪材料的散射效应严重,准直仪的设计优劣将直接影响仪器的测量精度。本文以我国的风云四号卫星的高能电子探测器为例,在基础准直仪的结构基础上进行了改进设计... 空间电子探测器的准直仪的目的是限制仪器的探测张角和几何因子,而电子与准直仪材料的散射效应严重,准直仪的设计优劣将直接影响仪器的测量精度。本文以我国的风云四号卫星的高能电子探测器为例,在基础准直仪的结构基础上进行了改进设计,分析了在准直仪内的加齿结构、齿形、齿厚、齿深、齿数等参数对准直仪反散射能力的影响。分析发现齿形对反散射能力的影响最大,齿深对反散射能力影响较小。提出了最优准直仪结构,有效改善了准直仪内电子散射问题,总结了空间电子探测器的准直仪设计的经验和原则,为以后准直仪的优化提供参考。 展开更多
关键词 粒子探测器 准直仪 电子 蒙特卡洛仿真 几何因子
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敦煌戈壁地表反射率光谱的旋翼无人机测量及定标评估 被引量:2
17
作者 张勇 徐寒列 +7 位作者 张立军 李元 孙凌 覃丹宇 戎志国 胡秀清 陆其峰 卢乃锰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1439-1448,共10页
利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传... 利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传统的地表反射率光谱星地同步测量方法是基于汽车跑场观测,不仅耗费较大的人力物力、容易造成场地破坏,而且获取的测量数据缺乏区域代表性。鉴于此,自2016年起,在敦煌星地同步观测试验中以旋翼无人机低空同步测量为主,跑场测量为辅,完成从航线设计、航高选择、仪器参数配置、采样策略、航空数据处理的全链路摸底测试。多次飞行试验表明,采用多旋翼无人机低空飞行来代替汽车跑场同步测量,不仅提高了地表反射特性测量的空间一致性和代表性,还提高了地表反射率光谱的测量效率,也对宝贵的中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区地表进行了有效保护,极大的节约了人力物力成本。通过传统跑场测量和航飞测量的地表反射率光谱数据对比分析,发现多次测量数据的均值一致性较好,并且航飞测量的数据标准差更小。利用TERRA MODIS的同步观测来对无人机测量数据开展辐射定标评估,结果表明航飞数据的相对偏差均在5%以内,可以代替跑场数据完成定标,精度满足要求。随着无人机性能的进一步优化和提高,在不久的将来必将得到更加广泛和深入的应用,在外场定标试验领域也将发挥更大更重要的作用。 展开更多
关键词 中国遥感卫星辐射校正场 无人机 地表反射率 在轨绝对辐射定标 星地同步观测 敦煌戈壁
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星载雷达降水反演算法敏感性分析 被引量:2
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作者 吴琼 尹红刚 +3 位作者 陈林 商建 谷松岩 卢乃锰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期236-246,共11页
以全球降水测量卫星(GPM)Ku PR的实测资料作为代理数据,评估了风云三号G星降水测量雷达(FY-3G PMR)原型算法的精度。在此基础上,对降水率和质量加权平均直径(R-D_(m))初始关系、降水相态以及不均匀波束充塞效应(NUBF)订正因子(param NU... 以全球降水测量卫星(GPM)Ku PR的实测资料作为代理数据,评估了风云三号G星降水测量雷达(FY-3G PMR)原型算法的精度。在此基础上,对降水率和质量加权平均直径(R-D_(m))初始关系、降水相态以及不均匀波束充塞效应(NUBF)订正因子(param NUBF)进行了降水反演的敏感性分析。首先对调层云和对流云的R-D_(m)初始关系,比较初值调整前后滴谱廓线、雷达反射率因子廓线及降水率廓线的变化;其次设计敏感性试验,分析相态的误判对降水反演精度的影响;最后通过设置不同的param NUBF,评估param NUBF对降水反演的敏感性。结果表明,FY-3G PMR原型算法反演的降水结构及强弱分布和GPM Ku PR具有很好的一致性,反演的相对误差小于10%,相关系数大于0.95。敏感性分析显示雷达反射率因子廓线和降水率廓线的反演对R-D_(m)初始关系不敏感,但滴谱廓线的反演对R-D_(m)初始关系比较敏感。0℃亮带层相态误判尤其是混合相态和固态以及混合相态和液态的误判,影响0℃层附近的空中降水反演,但对地面降水反演影响不大。param NUBF作为高敏感性因子,与真值的差异越大降水率廓线反演的误差越大。开展星载雷达降水反演算法的敏感性分析不仅可以加深对降水反演理论和算法的认识,提高降水反演精度,还可以为FY-3G PMR即将开展的外场试验提供设计思路。 展开更多
关键词 GPM FY-3G PMR 降水反演 相态 NUBF 敏感性分析
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FY-3G降水测量雷达海洋定标精度检验与评估 被引量:2
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作者 袁梅 尹红刚 +4 位作者 商建 江柏森 杨润峰 谷松岩 张鹏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期526-537,共12页
2023年4月发射的风云三号气象卫星G星(FY-3G)是我国首颗专用降水测量卫星,双频降水测量雷达(precipitation measurement radar,PMR)是该颗卫星上最核心的仪器。基于2023年7月数据,利用海洋定标理论模型,模拟海洋表面后向散射截面,与观... 2023年4月发射的风云三号气象卫星G星(FY-3G)是我国首颗专用降水测量卫星,双频降水测量雷达(precipitation measurement radar,PMR)是该颗卫星上最核心的仪器。基于2023年7月数据,利用海洋定标理论模型,模拟海洋表面后向散射截面,与观测海洋表面后向散射截面进行比对,实现对PMR定标精度的初步评估。通过与国外星载双频降水测量雷达(global precipitation measurement,dual-frequency precipitation radar,GPM DPR)海洋定标检验结果比对,评估FY-3G PMR定标的准确性。海洋定标精度检验结果表明:FY-3G PMR Ku波段在入射角小于15°时观测值与模型模拟值的偏差较小,此时FY-3G PMR的偏差为1.65~2.73 dB,偏差标准差为0.74~1.82 dB。FY-3G PMR Ka波段在18°入射角时偏差小于0.27 dB,偏差的标准差为3.49 dB。FY-3G PMR与GPM DPR的定标偏差存在较为固定的偏差,差异主要源自于数据本身的后向散射统计特性,各入射角下FY-3G PMR Ku与Ka波段海洋表面后向散射数据稳定性与GPM DPR相当。 展开更多
关键词 降水测量雷达 FY-3G 后向散射截面 海洋定标 精度检验
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风云三号微波温度计长序列再定标历史数据集质量评估 被引量:1
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作者 曹皓东 张鹏 +3 位作者 廖蜜 谷松岩 安大伟 郭杨 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期669-680,共12页
以METOP-A、Suomi-NPP历史资料作为参照,系统分析比较了2008—2020年4颗风云三号卫星的微波温度计(Microwave Temperature Sounder, MWTS)再定标历史资料质量。结果表明,4颗卫星的MWTS探测性能稳步上升,再定标数据集有效消除了遥感仪器... 以METOP-A、Suomi-NPP历史资料作为参照,系统分析比较了2008—2020年4颗风云三号卫星的微波温度计(Microwave Temperature Sounder, MWTS)再定标历史资料质量。结果表明,4颗卫星的MWTS探测性能稳步上升,再定标数据集有效消除了遥感仪器在轨期间数据异常跳变、寿命期内遥感仪器辐射响应衰变、不同卫星间的辐射定标差异等因素影响,大幅提升了MWTS历史数据集的准确性和均匀性,使得再定标后的对流层和平流层通道数据与国外同类型仪器数据偏差在±0.1 K范围内。本文还重点分析比较了对流层中高层和平流层低层两个探测通道,结果表明FY-3D MWTS再定标数据和美国NOAA卫星应用研究中心STAR长序列数据集针对中高层大气的表现类似,平均亮温在时间变化和空间分布具有相似的特征,月均全球高空亮温年变化趋势差异最大为0.002 4。因此,2020年之后的FY-3D再定标数据,可以接续STAR长序列数据集,用于中高层大气的温度变化检测与分析。 展开更多
关键词 风云卫星 微波温度计 长序列历史资料 再定标 数据质量评估
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