基于风云卫星红外高光谱资料遥感逆温层研究

作     者：李琛 漆成莉 张鹏 孙丙强 陈林 LI Chen;QI Chengli;ZHANG Peng;SUN Bingqiang;CHEN Lin

作者机构：复旦大学大气与海洋科学系上海200438 中国气象科学研究院北京100081 中国遥感卫星辐射测量与定标重点实验室国家卫星气象中心北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 

出 版 物：《气象学报》 (Acta Meteorologica Sinica)

年 卷 期：2023年第81卷第3期

页      面：445-455页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB0504700、2018YFB0504703) 国际大科学计划培育专项国际空间水循环观测星座计划项目(183311KYSB20200015)。 

主　　题：逆温层 HIRAS 敏感性实验 

摘      要：大气逆温层会阻碍大气垂直运动的发展,传统上只能利用地基无线电探空资料进行监测和分析。星载高光谱红外大气探测可以反演晴空区大气温、湿度廓线,为大气逆温层监测提供了一种可能的技术手段。为探索中国卫星监测逆温层的方法和途径,本研究基于风云三号D星搭载的红外高光谱大气探测仪(FY-3D/HIRAS)观测资料,利用RTTOV(Radiative Transfer for TOVS)快速辐射传输模式模拟了不同逆温强度、不同逆温层顶高度对HIRAS红外通道观测亮温的影响。结果表明,在780—1000 cm~(-1)窗区光谱内的精细谱线对应的通道对逆温层最为敏感,与参考通道(926.875 cm~(-1))的亮温差可以用于大气逆温层识别。文中定义了逆温强度敏感指数和逆温层顶高度敏感指数,模拟结果表明,强吸收(通道1:784.375 cm~(-1)、通道2:798.750 cm~(-1))、中吸收(通道1:803.125 cm~(-1)、通道2:852.500 cm~(-1))、弱吸收(通道1:840.000 cm~(-1)、通道2:871.250 cm~(-1))通道的逆温强度敏感指数分别为0.49、0.48、0.30,逆温层顶高度敏感指数分别为0.045、0.036、0.018。基于强吸收通道观测亮温可以反演获得逆温强度和逆温层顶高度信息,且通道亮温与逆温强度的相关高于逆温层顶高度。研究结果验证了利用红外高光谱通道亮温数据研究逆温层结构的可行性,为后续逆温特征的反演工作提供了依据和参考。