风云三号卫星微波成像仪在轨性能稳定性分析

利用地球冷目标观测亮温的稳定性和遥感数据统计直方图方法,是评价微波成像仪等类似微波成像辐射计在轨性能稳定性的有效方法。在此基础上,本文用2011年2月—7月风云三号02星微波成像仪在轨观测的亮温数据,对微波成像仪在轨运行的性能稳定性进行了分析。结果表明:风云三号02星微波成像仪在轨性能稳定,所有通道最低亮温参考值波动范围不超过1.8K。     

A Note on Reviving the Goddard Satellite-Based Surface Turbulent Fluxes （GSSTF） Dataset

Accurate sea surface flux measurements are crucial for understanding the global water and energy cycles. The oceanic evaporation, which is a major component of the global oceanic fresh water flux, is useful for predicting oceanic circulation and transport. The global Goddard Satellite-based Surface Turbulent Fluxes Version-2 (GSSTF2; July 1987--December 2000) dateset that was officially released in 2001 has been widely used by scientific community for global energy and water cycle research, and regional and short period data analyses. We have recently been funded by NASA to resume processing the GSSTF dataset with an objective of continually producing a uniform dataset of sea surface turbulent fluxes, derived from remote sensing data. The dataset is to be reprocessed and brought up-to-date (GSSTF2b) using improved input datasets such as a recently upgraded NCEP/DOE sea surface temperature reanalysis, and an upgraded surface wind and microwave brightness temperature V6 dataset (Version 6) from the Special Sensor Microwave Imager (SSM/I) produced by Remote Sensing Systems (RSS). A second new product (GSSTF3) is further proposed with a finer temporal (12-h) and spatial (0.25^ox0.25^o) resolution. GSSTF2b (July 1987--December 2008) and GSSTF3 (July 1999--December 2009) will be released for the research community to use by late 2009 and early 2011, respectively.     

AMSR2辐射率资料同化对台风“山神”分析和预报的影响研究

在WRFDA-3DVar（Weather Research and Forecasting model's 3-dimensional variational data assimilation）的框架下,添加了新的探测器AMSR2（Advanced Microwave Scanning Radiometer 2）微波辐射率资料的同化模块,实现了AMSR2辐射率资料在中小尺度同化系统中的有效使用。台风"山神"（Son-Tinh）直接同化AMSR2资料的个例试验结果表明,AMSR2资料可以很好的探测出台风的形态,并且与没有同化该资料的控制试验相比,同化AMSR2辐射率资料可以有效提高模式分析场的质量,进一步提高了台风中心气压,最大风速和台风路径的预报。     

黄渤海地区FY-4A闪电成像仪(LMI)探测效果评估

基于大连和青岛地区地基三维雷电探测网数据,对FY-4A闪电成像仪(lightning mapping imager,LMI)在黄渤海地区的探测效率进行评估。结果表明:针对2019年大连地区4次强对流天气过程,绝大多数地基三维雷电探测网探测的雷电脉冲发生在强回波区,回波强度为30 dBZ,强回波区的云顶高度超过9 km,FY-4A LMI探测到的组(group)数量与地基三维雷电探测网探测的雷电脉冲数量之比平均值为0.2,变化范围为0.15~0.26;针对2019年青岛地区5次强对流天气过程,FY-4A LMI探测的group数量较少,其与地基三维雷电探测网探测的雷电脉冲数量比值的平均值为0.34,变化范围为0.27~0.4,地基三维雷电探测网和FY-4A LMI测到的雷电活动的空间位置比较一致,都基本处于强对流核心区域。总体来看,FY-4A LMI在黄渤海地区的探测效率比较低下。     

太阳紫外辐射的变化及其对作物的影响

针对臭氧减少导致太阳紫外辐射增加这一气候变化,探讨了未来紫外辐射增哟的时空分布规律;并对此崖产 能对作物造成的影响进行了试验和分析。结果表明,太阳紫外辐射加强可危及作物的生育等,但在干旱条件下,这些影响可能被消弱。     

春回江汉

江汉平原,是我国重要的商品粮基地,也是长江流域油菜的主产区,每年三月,荆楚大地,春意盎然,广袤的土地一片金黄,田野处处流金溢彩。今天我们换一个角度,通过自然资源部国家卫星海洋应用中心提供的海洋一号C卫星海岸带成像仪遥感专题影像图,从空中俯瞰,春到湖北,油菜花开。     

基于广义回归神经网络的行星际/太阳风参数和地磁指数的紫外极光强度建模

极光卵极光强度的空间分布是太阳风-磁层-电离层能量耦合过程的重要表现,并且随着空间环境参数和地磁指数的变化而变化,是空间天气的重要指示器.建立合适的极光强度模型对亚暴的预测以及磁层动力学的研究具有重要意义.本文基于Polar卫星的紫外极光成像仪(Ultraviolet Imager,UVI)数据,采用两种不同的极光强度表征方法,即曲线拟合方法(从UVI图像数据中提取极光强度沿磁余纬方向上的曲线特征,Curve Feature along the Magnetic Co-latitude Direction of the Auroral Intensity,CFMCD_AI)和网格化方法(从UVI图像数据中提取极光强度的网格化特征,Gridding Feature of the Auroral Intensity,GF_AI),来构造极区极光强度特征数据库.然后,利用该数据库,采用广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)构建了以行星际/太阳风参数(行星际磁场三分量、太阳风速度和密度)和地磁指数(AE指数)为输入参数的两种极光强度预测模型(GRNN_CFMCD_AI模型和GRNN_GF_AI模型).利用图像质量评价指数结构相似度(structure similarity,SSIM)作为极光强度模型预测结果和对应的UVI图像的相似性评价标准(完全相似为1,不相似为0,一般认为SSIM大于0.5是具有较好的相似性),对两种极光强度模型进行了性能评价.结果显示,GRNN_GF_AI模型预测结果对应的SSIM值范围为0.36～0.77,均值为0.54,性能优于GRNN_CFMCD_AI模型的.     

基于海岸带成像仪CZI的连云港紫菜养殖动态监测

连云港海域的紫菜养殖遥感监测对于规划紫菜养殖空间分布具有重要意义。基于50m空间分辨率的海洋一号C卫星（HY-1C）海岸带成像仪（Coastal Zone Imager, CZI）数据,利用归一化植被指数(NDVI)和人工目视解译,获取了2018年10月-2020年4月连云港沿岸的紫菜养殖遥感监测面积,并分析了紫菜养殖的季节变化特征。结果显示,连云港紫菜养殖区主要分布于海州湾和连岛附近海域;养殖区自9月至次年5月在CZI图像上可见,紫菜养殖遥感监测面积呈先增加后减少的趋势,1-2月其遥感监测面积通常达到一个养殖周期的最大值,3月初面积迅速减少;基于CZI影像的2019年度遥感监测面积为123km2,2020年为160km2。建立HY-1C与哨兵二号(10m)、高分一号(16m)和Landsat-8(30m)监测结果的线性模型,以Google Earth影像目视解译的紫菜养殖区遥感面积作为真实值,并将哨兵二号监测值转换为真实值。换算成真实值的2020年度紫菜养殖区真实面积为94km2,较2015年度的42km2增长了一倍多。本研究展示,CZI可用于紫菜养殖区的业务化观测,本文同时建议,利用其1-2月份的多期遥感影像监测结果作为年度紫菜养殖区遥感监测面积的基准。     

基于风云三号微波成像仪的热带气旋强度的多元统计估计方法研究

利用中国风云三号微波成像仪数据开展西北太平洋热带气旋强度多元统计估计方法研究。⑴ 分析各通道以热带气旋中心为圆心,不同半径的同心圆和同心圆环内的亮温参数与热带气旋最大风速之间的定量关系,结果表明:低频通道1.0 °和1.5 °以内亮温的最小值、大于某亮温阈值的象元百分比和平均值与最大风速之间的相关性最高。⑵ 利用主分量分析和多元回归方法建立适合于西北太平洋上的热带气旋强度估计模型,其独立样本检验的均方根误差为13 kt。此模型在热带气旋发展的初始阶段会出现最大风速的高估,而在热带气旋发展的成熟阶段会出现最大风速的低估,正负偏差的分界点出现在70 kt左右,偏差较大的个例大多是未形成规则的热带气旋云系结构,且具有非常明显的不对称性。因此估计热带气旋强度时考虑热带气旋的云系结构特征将有助于进一步提高估计精度,且随着热带气旋样本数的增多,精度也有望进一步提高。      

星载电离层探测成像光谱技术发展综述

电离层对人类活动影响重大,涉及天气、通讯、军事应用和卫星运行等许多方面.电离层中各种粒子的发光辐射特性,特别是远紫外辐射特性,是电离层、热层和极光带等高层大气的物理化学信息重要来源.对电离层进行探测,主要是通过最先进的光谱成像技术对远紫外波段进行研究,提供充足的电离层分布的光谱信息和空间信息,建立精确的电离层模型.本文主要阐述了电离层远紫外波段光谱成像技术的发展和趋势,指出了影响这种技术的关键因素,即光学系统和探测器,分析了我国相关技术的薄弱环节.并结合我国目前的研制水平和技术,提出了发展星载电离层探测成像光谱技术的建议.