陆面微波比辐射率的卫星观测研究进展
发布时间：2021-08-04 12:23
复杂多变的陆地表微波比辐射率,造成陆面上星载微波观测反演大气参数较为困难,也使得许多卫星微波资料不易同化应用到数值模式,因此迫切需要提供准确可靠的陆面微波地表比辐射率信息.随着卫星观测技术的迅速发展,利用丰富的星载被动微波观测直接反演陆面微波比辐射率成为一种主要手段.国外针对星载微波成像仪和微波垂直探测器开展较为系统的陆面微波比辐射率研究,建立不同类型的地表比辐射率反演方法,开发地表比辐射率参数化方法并应用于辐射资料同化.对于卫星观测反演陆面微波比辐射率存在的问题,开展了评估分析和方法订正.国内利用卫星观测也开展了一些陆面微波比辐射率研究工作,尚需要系统、综合的提炼.对于地表特征复杂的中国地区,还需要评估认识不同陆面微波比辐射率反演方法在我国适用情况,需要增强陆面微波比辐射率数据质量的认识以及业务应用.
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(10)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
卫星观测计算地表微波比辐射率(ε)的主要步骤
Karbou等(2005)通过分析一个月AMSU数据计算的陆面比辐射率随地表类型、频率和观测角度的变化特征,初步建立适用于AMSU陆面比辐射率的两个参数化方法,并与模式和卫星资料计算结果进行比对,具有较好效果.Prigent等(2008)计算两个月多种星载微波数据(SSM/I、TMI和AMSU)的全球陆面微波比辐射率,统计分析不同陆地表上比辐射率随频率、观测角度和极化的变化规律,并发现这些变化规律在同一地表类型上存在较好的线性相关,可采用简单的多元线性拟合获得,进而建立一个针对19～100 GHz星载微波设备在不同扫描方式和极化条件的陆面比辐射率参数化方案.将该参数化方法与之前建立的10年(1993—2004)SSM/I比辐射率数据库结合(Prigent et al., 2006),对于给定经纬度和月份的信息,就能快速计算19～100 GHz之间不同观测角度和极化条件下的陆面比辐射率,具体流程如图2所示.Aires等(2011)进一步采用类似的参数化方法,基于10年SSM/I月平均地表比辐射率数据库,建立一个计算陆面微波比辐射率的算法工具(TELSEM),使其应用于快速辐射传输模式RTTOV.基于全球地表比辐射率气候数据库,TELSM通过内插或外推方法估算出不同频率、不同观测角度的星载微波设备的地表比辐射率.TELSEM主要目的是提供更为真实、合理的陆面比辐射率初始猜测场,也能作为直接计算比辐射率的便利工具用于陆面参数反演或辐射资料同化中.目前,欧洲数值预报中心已经将TELSEM结合到RTTOV模式,用于WRF和ECMWF数据预报模式的辐射资料同化研究中,对地表反映敏感的微波低频通道模拟上显示出一定的积极效果(He,2018).可见地表微波比辐射率参数化方法将会促进陆面微波比辐射率在数值预报模式中应用,将拓宽使用目前丰富的星载微波观测数据,有助改善NWP天气模式的预报性能.
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FY-3B/MWRI数据的青藏高原地区地表发射率反演[J]. 吴莹,何灵莉,钱博,姜苏麟. 地球物理学进展. 2019(01)
[2]基于AMSR-E的全球陆表被动微波发射率数据集[J]. 邱玉宝,郭华东,石利娟,施建成. 遥感技术与应用. 2016(04)
[3]沙漠地区微波地表发射率年内变化规律与气候因子的关系分析[J]. 吴莹,王振会,翁富忠. 国土资源遥感. 2014(03)
[4]FY-3A微波探测资料的直接同化应用及云雨条件下的亮温模拟[J]. 董佩明,黄江平,刘桂青,张田. 热带气象学报. 2014(02)
[5]北半球植被冬夏两季微波发射率特征分析[J]. 石利娟,邱玉宝,施建成. 光谱学与光谱分析. 2013(05)
[6]沙漠地区微波地表发射率和土壤质地关系分析[J]. 吴莹,WENG Fuzhong,王振会,YAN Banghua. 高原气象. 2013(02)
[7]基于AMSR-E的微波波段地表发射率反演——以青藏高原为例[J]. 王永前,施建成,刘志红,彭映杰,刘文娟. 中国科学:地球科学. 2013(02)
[8]Retrieval algorithm for microwave surface emissivities based on multi-source, remote-sensing data: An assessment on the Qinghai-Tibet Plateau[J]. WANG YongQian,SHI JianCheng,LIU ZhiHong,PENG YingJie,LIU WenJuan. Science China（Earth Sciences）. 2013(01)
[9]FY-3A微波资料在“莫拉克”台风预报中的同化试验[J]. 杨引明,杜明斌,张洁. 热带气象学报. 2012(01)
[10]青藏高原地表微波比辐射率的反演与分析[J]. 何文英,陈洪滨,孙强,王旻燕. 遥感技术与应用. 2011(06)
本文编号：3321692
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(10)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
卫星观测计算地表微波比辐射率(ε)的主要步骤
Karbou等(2005)通过分析一个月AMSU数据计算的陆面比辐射率随地表类型、频率和观测角度的变化特征,初步建立适用于AMSU陆面比辐射率的两个参数化方法,并与模式和卫星资料计算结果进行比对,具有较好效果.Prigent等(2008)计算两个月多种星载微波数据(SSM/I、TMI和AMSU)的全球陆面微波比辐射率,统计分析不同陆地表上比辐射率随频率、观测角度和极化的变化规律,并发现这些变化规律在同一地表类型上存在较好的线性相关,可采用简单的多元线性拟合获得,进而建立一个针对19～100 GHz星载微波设备在不同扫描方式和极化条件的陆面比辐射率参数化方案.将该参数化方法与之前建立的10年(1993—2004)SSM/I比辐射率数据库结合(Prigent et al., 2006),对于给定经纬度和月份的信息,就能快速计算19～100 GHz之间不同观测角度和极化条件下的陆面比辐射率,具体流程如图2所示.Aires等(2011)进一步采用类似的参数化方法,基于10年SSM/I月平均地表比辐射率数据库,建立一个计算陆面微波比辐射率的算法工具(TELSEM),使其应用于快速辐射传输模式RTTOV.基于全球地表比辐射率气候数据库,TELSM通过内插或外推方法估算出不同频率、不同观测角度的星载微波设备的地表比辐射率.TELSEM主要目的是提供更为真实、合理的陆面比辐射率初始猜测场,也能作为直接计算比辐射率的便利工具用于陆面参数反演或辐射资料同化中.目前,欧洲数值预报中心已经将TELSEM结合到RTTOV模式,用于WRF和ECMWF数据预报模式的辐射资料同化研究中,对地表反映敏感的微波低频通道模拟上显示出一定的积极效果(He,2018).可见地表微波比辐射率参数化方法将会促进陆面微波比辐射率在数值预报模式中应用,将拓宽使用目前丰富的星载微波观测数据,有助改善NWP天气模式的预报性能.
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FY-3B/MWRI数据的青藏高原地区地表发射率反演[J]. 吴莹,何灵莉,钱博,姜苏麟. 地球物理学进展. 2019(01)
[2]基于AMSR-E的全球陆表被动微波发射率数据集[J]. 邱玉宝,郭华东,石利娟,施建成. 遥感技术与应用. 2016(04)
[3]沙漠地区微波地表发射率年内变化规律与气候因子的关系分析[J]. 吴莹,王振会,翁富忠. 国土资源遥感. 2014(03)
[4]FY-3A微波探测资料的直接同化应用及云雨条件下的亮温模拟[J]. 董佩明,黄江平,刘桂青,张田. 热带气象学报. 2014(02)
[5]北半球植被冬夏两季微波发射率特征分析[J]. 石利娟,邱玉宝,施建成. 光谱学与光谱分析. 2013(05)
[6]沙漠地区微波地表发射率和土壤质地关系分析[J]. 吴莹,WENG Fuzhong,王振会,YAN Banghua. 高原气象. 2013(02)
[7]基于AMSR-E的微波波段地表发射率反演——以青藏高原为例[J]. 王永前,施建成,刘志红,彭映杰,刘文娟. 中国科学:地球科学. 2013(02)
[8]Retrieval algorithm for microwave surface emissivities based on multi-source, remote-sensing data: An assessment on the Qinghai-Tibet Plateau[J]. WANG YongQian,SHI JianCheng,LIU ZhiHong,PENG YingJie,LIU WenJuan. Science China（Earth Sciences）. 2013(01)
[9]FY-3A微波资料在“莫拉克”台风预报中的同化试验[J]. 杨引明,杜明斌,张洁. 热带气象学报. 2012(01)
[10]青藏高原地表微波比辐射率的反演与分析[J]. 何文英,陈洪滨,孙强,王旻燕. 遥感技术与应用. 2011(06)
本文编号：3321692
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