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FY-3D MERSI-Ⅱ云顶产品算法及精度检验

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热带气象学报 2022年第6期38卷 779-786页

作者：张淼徐娜郑照军陈林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/国家卫星气象中心北京100081

云顶温度和云顶高度作为基本的云参数,在云的热辐射强迫估计,航空气象保障,数值天气预报,天气气候研究等方面具有十分重要的意义。FY-3D/MERSI-Ⅱ云顶温度产品基于云在红外波段的发射率假设,利用两个红外分裂窗通道(11.0μm、12.0μm)... 详细信息

云顶温度和云顶高度作为基本的云参数,在云的热辐射强迫估计,航空气象保障,数值天气预报,天气气候研究等方面具有十分重要的意义。FY-3D/MERSI-Ⅱ云顶温度产品基于云在红外波段的发射率假设,利用两个红外分裂窗通道(11.0μm、12.0μm)结合一维变分方法寻找最优云顶温度层,再利用数值天气预报廓线产品插值反演对应的云顶高度和压强。利用AQUA/MODIS所提供的云产品数据对FY-3D/MERSI-Ⅱ云顶温度、云顶高度、云顶压强产品进行精度检验,结果表明:FY-3D/MERSI-Ⅱ水云云顶温度精度为-1.2±4.6 K,云顶高度精度为1.4±1.8 km,云顶压强精度为-140.9±114.5 hPa;厚冰云云顶温度精度为7.0±6.0 K,云顶高度精度为-1.0±0.9 km,云顶压强精度为37.1±36.0 hPa;混合云云顶温度精度为1.5±8.5 K,云顶高度精度为0.8±2.2 km,云顶压强精度为-87.4±157.8 hPa,单层卷云和多层云的反演偏差较大。辐射传输模式在云顶性质反演中有十分关键的作用,但目前对冰云特别是卷云的性质认识不足,因此如何精确描述冰晶辐射特性,提高冰云特别是卷云辐射传输的模拟精度将是下一步的工作重点。

关键词： FY-3 云顶温度云顶高度云顶压强精度检验

青藏高原典型冰川群卫星遥感资料的检验及其与局地气候联系

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兰州大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 306-312页

作者：王园香郑照军陈洁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

采用中分辨率成像光谱仪数据中的积雪覆盖日数,利用百分比阈值法,提取青藏高原典型冰川群面积,进行滑动t检验和M-K检验,与人工判识结果和线性拟合结果进行对比并进行质量检验,在资料真实可信的基础上,分析其时空变化特征.结合气候因子,... 详细信息

采用中分辨率成像光谱仪数据中的积雪覆盖日数,利用百分比阈值法,提取青藏高原典型冰川群面积,进行滑动t检验和M-K检验,与人工判识结果和线性拟合结果进行对比并进行质量检验,在资料真实可信的基础上,分析其时空变化特征.结合气候因子,采用回归分析法,研究不同区域高原典型冰川群与局地气候的联系.结果表明,假如冬季青藏高原典型冰川群面积增加,至夏季一部分积雪融化后,典型冰川群面积仍比常年偏大,故其上空温度也比常年偏低、湿度偏大,形成冷岛和高湿中心,当过境气流的水平湍流加强时,青藏高原典型冰川群上空形成阻岛,产生降水天气,非湍流区降水不会增加.

关键词：高原典型冰川群卫星遥感资料气候

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静止和极轨卫星陆表温度产品的改进方法

气象 2023年第3期49卷 318-326页

作者：曹广真周芳成郑照军黄庆妮刘健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) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081

针对天气、气候和生态环境监测对较高空间分辨率静止气象卫星陆表温度及全天候极轨卫星陆表温度的需求,分别发展静止气象卫星陆表温度空间降尺度和极轨气象卫星陆表温度云下重构算法,并对其进行改进处理。其中,静止气象卫星陆表温度空... 详细信息

针对天气、气候和生态环境监测对较高空间分辨率静止气象卫星陆表温度及全天候极轨卫星陆表温度的需求,分别发展静止气象卫星陆表温度空间降尺度和极轨气象卫星陆表温度云下重构算法,并对其进行改进处理。其中,静止气象卫星陆表温度空间降尺度模型充分利用静止气象卫星高时频和多光谱观测的优势,基于同一卫星同一遥感器所观测的陆表温度和相关通道亮度温度的日变化特征建立非线性统计回归模型,同时考虑下垫面类型的影响,方法应用于我国静止气象卫星风云四号A星(Fengyun-4A,FY-4A)先进的静止轨道辐射成像仪(advanced geosynchronous radiation imager,AGRI)陆表温度的降尺度,结果表明,所发展的降尺度模型不仅可以将FY-4A AGRI的陆表温度由4 km降尺度到2 km,而且可以较好保持降尺度前陆表温度精度,降尺度前后陆表温度均方根误差最大为1.35 K。极轨气象卫星陆表温度云下重构则发展了DINEOF模型,并基于土地利用数据(Land-Use,LU)进行结果的二次订正,实现极轨气象卫星陆表温度的全天候获取,方法应用于极轨气象卫星FY-3D中等分辨率光谱成像仪(medium resolution spectral imager,MERSI)陆表温度,得到预期结果。

关键词：气象卫星陆表温度空间降尺度云下重构

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中国地区冬季积雪遥感监测方法改进

应用气象学报 2004年第B12期15卷 75-84页

作者：郑照军刘玉洁张炳川国家卫星气象中心北京100081 黑龙江省气象台哈尔滨150030

该文概述了卫星遥感积雪监测原理,介绍了积雪判识方法,对国家卫星气象中心已有的业务化极轨气象卫星冬季旬积雪监测算法和流程进行了改进。经过比对,设计了新的可见光太阳天顶角订正模式,针对NOAA-16／AVHRR3和FY-1D／MVISR重新确定了... 详细信息

该文概述了卫星遥感积雪监测原理,介绍了积雪判识方法,对国家卫星气象中心已有的业务化极轨气象卫星冬季旬积雪监测算法和流程进行了改进。经过比对,设计了新的可见光太阳天顶角订正模式,针对NOAA-16／AVHRR3和FY-1D／MVISR重新确定了积雪判识变量及相应的动态积雪检测阈值,提出了概率积雪判识方法,结合多光谱阈值法建立了概率结合阈值(Probability Combined with Threshold,PCT)的积雪判识方法,并以该算法为基础建立了新的业务化积雪动态遥感监测系统。同时,用新算法对部分历史产品重新做了处理,并简要分析了1996至2003年中国地区冬季积雪分布特征。

关键词：积雪判识业务化中国地区极轨气象卫星动态遥感监测太阳冬季 AVHRR 卫星遥感

FY-3气象卫星中分辨率光谱成像仪和扫描辐射计11μm红外窗区通道的比较

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红外与毫米波学报 2009年第5期28卷 330-334页

作者：毕研盟杨忠东陆其峰郑照军国家卫星气象中心北京100081

在中国新一代气象卫星风云三号搭载的遥感器中,不同遥感器设有相近的通道.针对扫描辐射计(VIRR)第四通道(波段范围10.3～11.3μm)和中分辨率光谱成像仪(MERSI)第五通道(中心波长11.25μm),应用精确的逐线辐射传输模式(LBLRTM)模拟计算... 详细信息

在中国新一代气象卫星风云三号搭载的遥感器中,不同遥感器设有相近的通道.针对扫描辐射计(VIRR)第四通道(波段范围10.3～11.3μm)和中分辨率光谱成像仪(MERSI)第五通道(中心波长11.25μm),应用精确的逐线辐射传输模式(LBLRTM)模拟计算了红外波段8～14μm大气顶向外出射的光谱辐射率,大气廓线采用ECMWF再分析产生的具有代表性的全球52条大气廓线数据集.结合上述两个通道的光谱响应函数,计算了卫星接收到的大气顶出射辐射,从理论上分析了两个通道观测亮温之间的关系.应用2008年9月青海湖辐射校正场FY-3实际观测数据,检验了两个通道的关系.比较结果表明:LBLRTM模拟计算得到的MERSI和VIRR两个红外窗区通道的亮温有较好的一致性和线性关系,MERSI稍低于VIRR,偏差随温度的升高而线性增加.实际观测数据受诸多因素的影响,通道对比结果与理论模拟有一定的差异,VIRR观测亮温低于MERSI.结合MODIS的观测数据,分别与两个通道的观测结果进行了对比,确认了VIRR可能较低地估计了温度,MERSI与MODIS的符合程度在温度探测的绝对精度范围之内.该研究结果有助于评价MERSI和VIRR两个红外相似通道观测结果的异同性.

关键词：风云三号可见和红外扫描辐射计中分辨率光谱成像仪红外通道亮温

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中国北部地区卫星积雪产品数据集检验

地球信息科学学报 2015年第11期17卷 1341-1347页

作者：曹冬杰郑照军唐世浩王园香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北京100081 国家卫星气象中心北京100081

同其他卫星相比,NOAA卫星搭载的AVHRR积雪产品,具有长达10 a的长时间序列数据集,能够应用于长时间、较大区域范围的积雪覆盖变化分析。由于不同卫星使用的反演算法,波谱宽度和大气订正等不完全相同,故需对不同卫星积雪产品数据集进行一... 详细信息

同其他卫星相比,NOAA卫星搭载的AVHRR积雪产品,具有长达10 a的长时间序列数据集,能够应用于长时间、较大区域范围的积雪覆盖变化分析。由于不同卫星使用的反演算法,波谱宽度和大气订正等不完全相同,故需对不同卫星积雪产品数据集进行一致性检验,将卫星积雪产品更好地应用于气候分析研究。本文采用一种新的评估方法,对空间分辨率为0.05o×0.05o的AVHRR积雪产品与IMS和MOD10A1积雪产品,分别在空间和时间变化上进行对比分析,对AVHRR积雪产品数据集进行检验,发现AVHRR与MODIS积雪产品具有较好的一致性。

关键词：积雪产品 MODIS AVHRR IMS 一致性检验

维普期刊数据库评论

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基于多源数据的西藏地区积雪变化趋势分析

冰川冻土 2012年第5期34卷 1023-1030页

作者：巴桑杨秀海拉珍郑照军旷达拉巴中国气象局成都高原气象研究所拉萨分部西藏拉萨850000 西藏高原大气环境科学研究所西藏拉萨850000 中国气象局国家卫星中心北京100081

利用1980—2009年气象台站的观测数据、北半球NOAA周积雪产品和2001—2010年500m分辨率的EOS/MODIS积雪产品等多源资料,从不同角度对近30a来西藏区域积雪变化趋势进行了分析.结果表明:不同资料分析均显示,近30a来西藏地区积雪不断减少,... 详细信息

利用1980—2009年气象台站的观测数据、北半球NOAA周积雪产品和2001—2010年500m分辨率的EOS/MODIS积雪产品等多源资料,从不同角度对近30a来西藏区域积雪变化趋势进行了分析.结果表明:不同资料分析均显示,近30a来西藏地区积雪不断减少,尤其以近些年较为明显.近30a积雪日数、最大积雪深度总体上呈现下降趋势,尤其是进入21世纪以来,下降趋势非常明显.从秋冬春季节的积雪变化趋势来看,冬、春两季的积雪在减少,而秋季在增多,这些变化趋势都与各季节的气温和降水密切相关.NOAA资料显示,近30a来西藏地区的积雪覆盖面积正在逐步减少;季节变化略有不同,春、秋两季略呈上升趋势,冬、夏两季在减少,且夏季减少趋势较明显.MODIS资料分析表明,近10a来西藏地区的积雪总体呈下降趋势,尤其是2007年下半年开始下降明显.秋季的积雪在增加,冬、春、夏三季的积雪趋于减少,且春季的下降趋势最明显,其次为冬季,夏季的减少幅度最小.不同海拔的积雪都有减少趋势,最明显的是海拔4 000～5 000m的积雪,其次是海拔5 000～6 000m段.按地理区域分析,近10a来西藏东、西、中3个区域的积雪都呈减少趋势,其中西部的下降趋势最明显,其次为中部,东部相对较稳定.

关键词：积雪变化趋势积雪日数最大积雪深度积雪面积

1982-2006年中国5-9月的NDVI变化与人类活动影响分析

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地球信息科学学报 2015年第11期17卷 1333-1340页

作者：王园香唐世浩郑照军国家卫星气象中心北京100081

植被是联系陆地、大气和生态系统的自然纽带,其随着气候和人类活动而发生变化,因此,研究它的突变和变化趋势具有重要意义。本文利用3年滑动t检验、Mann-Kendall检验(MK检验)和距平分析法,研究了中国1982-2006年5-9月平均的NDVI(NOAA/AVH... 详细信息

植被是联系陆地、大气和生态系统的自然纽带,其随着气候和人类活动而发生变化,因此,研究它的突变和变化趋势具有重要意义。本文利用3年滑动t检验、Mann-Kendall检验(MK检验)和距平分析法,研究了中国1982-2006年5-9月平均的NDVI(NOAA/AVHRR GIMMS)突变和变化趋势及其主要原因。3年滑动t检验和MK检验表明,1998年华东地区的NDVI出现了突变,而东北地区和青藏高原NDVI没有出现突变。NDVI变化趋势的分析表明,1982-1998年华东地区NDVI为较平稳的趋势,1998年出现突变后,1998-2006年转为明显下降的趋势(以1998年为转折点)。因此,华东地区NDVI存在明显的变化趋势。NDVI突变和变化趋势的成因分析表明,20世纪90年代后期至21世纪初,随着华东地区大规模的城市化建设和房地产的过度开发,导致耕地面积减少,华东地区植被1998年出现了突变,并从偏多转为明显偏少的趋势,而卫星仪器和气候因子并非是导致该地植被出现突变和变化趋势的主要原因。

关键词： NDVI 突变成因

地面能见度观测在卫星遥感IDDI指数中的融合应用

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遥感技术与应用 2013年第4期28卷 588-593页

作者：曹广真张鹏陈林郑照军胡秀清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北京100081

为了弥补卫星遥感沙尘监测云区之下的缺失信息,同时改进卫星遥感沙尘产品的精度,进行地面水平能见度资料与风云二号气象卫星红外差值沙尘指数(InfraRed Difference Dust Index,ID-DI)的融合处理。首先采用2006～2010年3～5月沙尘多发期4... 详细信息

为了弥补卫星遥感沙尘监测云区之下的缺失信息,同时改进卫星遥感沙尘产品的精度,进行地面水平能见度资料与风云二号气象卫星红外差值沙尘指数(InfraRed Difference Dust Index,ID-DI)的融合处理。首先采用2006～2010年3～5月沙尘多发期4:00～6:00的IDDI以及6:00的水平能见度建立两者的相关关系,结果表明:在西北地区,卫星沙尘指数IDDI与站点水平能见度之间呈较好的线性相关关系,而且3～5月的不同月份呈现不同的相关系数。然后利用所建立的相关关系将水平能见度资料转换为IDDI;最后对其进行融合处理,对存在IDDI观测值的像素利用周围站点的水平能见度资料采用反距离加权法进行修正,对不存在IDDI观测值的情况利用周围站点的水平能见度资料采用反距离加权法进行插值,得到沙尘观测结果。将该方法分别应用于2007年5月10日以及2008年4月20日发生在西北地区的沙尘过程中,得到较好的融合结果。同时显示出该方法更适用于沙尘过程强度较大,地面观测站点主要集中在卫星观测边缘附近的特征。

关键词：水平能见度红外差值沙尘指数数据融合西北地区