气象卫星大气导风研究进展和未来展望

作     者：周润东 夏攀 张晓虎 徐娜 闵敏 Zhou Rundong;Xia Pan;Zhang Xiaohu;Xu Na;Min Min

作者机构：中山大学大气科学学院南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)和广东省气候变化与自然灾害重点实验室珠海519082 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)许健民气象卫星创新中心北京100081 

出 版 物：《地球与行星物理论评（中英文）》 (Reviews of Geophysics and Planetary Physics)

年 卷 期：2024年第55卷第2期

页      面：184-194页

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(42175086,41975031) 许健民气象卫星创新中心资助专项(FY-APP-ZX-2022.0207) 广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室资助项目(2020B1212060025) 中山大学基础研究资助项目(22qntd1913) 

主　　题：卫星导风 三维导风 追踪算法 高度指定 

摘      要：本文主要回顾了气象卫星导风的发展历程并对未来发展方向进行了阐述.引言部分首先回顾发展历程并介绍了导风发展史上的一些里程碑事件,分别对中国、美国、欧洲以及日本的气象卫星导风情况进行了简要介绍.第一节详细总结了多种传统气象卫星导风算法的特点和关键技术,介绍了交叉相关法、形态辨认法以及亚像元法.此外,还描述了五种较为常用的高度指定算法,对传统导风追踪算法以及高度指定算法的原理进行了详细地描述.第二节归纳了最近几年基于计算机视觉和机器学习技术发展起来的多种新体制的气象卫星导风产品,分别介绍了光流法、三维导风以及中尺度导风的优势和研究背景.最后,对比了传统与新型气象卫星各种导风算法的优缺点,展望了未来的发展趋势和应用前景.特别是指出光流法导风有着空间分辨率高、三维导风能得到更多层风场的信息、中尺度导风则能对特殊天气如热带气旋实现高时空分辨率的观测的优势,并提出三维导风与中尺度导风的应用研究将是未来重要发展方向.