利用分裂窗直方图法对半透明云云顶高度的反演研究

针对2016年4 — 9月90°—140°E, 15°—55°N区域的半透明云, 使用分裂窗直方图法, 利用Himawari-8的AHI观测数据进行云顶高度反演。首先使用阈值法筛选出半透明云区; 然后基于分裂窗直方图法, 利用Himawari-8的10.4 μm 和12.4 μm两个分裂窗通道数据以及ERA-Interim再分析资料中的温度气压层数据和位势高度气压层数据反演云顶高度, 并将反演结果与CloudSat的2B-GEOPROF产品数据进行匹配和对比, 结果表明: 1) 分裂窗直方图法对 Himawari-8数据反演半透明云云顶高度的结果与CloudSat的数据结果较一致, 均方根偏差为1.45 km; 2) 海陆类型对反演结果没有明显的影响。所提算法有较强的适用性, 可以应用于不同卫星的分裂窗通道数据反演, 特别是对中国新一代静止气象卫星风云四号的业务反演有理论参考价值。     

静止卫星云图的云位置偏差及其几何校正

利用静止气象卫星云图红外亮温数据和大气的温度层结曲线计算云顶高度。根据几何关系推导出观测云与真云位置偏差的计算公式, 得到中国大陆地区对流云的观测偏差一般为5~20 km的结论。通过观测云经纬度和云顶高度计算真云经纬度, 在此基础上进行了卫星云图几何校正实验, 得到误差不超过2 km的云图校正结果。通过校正前后云图与雷达图的对比, 验证了校正方法的有效性。最后, 分析了云顶高度估算误差所造成的云图校正误差。     

多源卫星热点产品的融合与交互检验

卫星遥感是快速获取地面火灾信息的有效手段,不同频次不同空间分辨率的各类卫星热异常产品记录了大量火情信息,然而在大范围空间尺度上很难对其进行地面火灾监测有效性的验证,影响着多源卫星火情监测融合产品的实际应用。本文研究以贵州地区为例,运用较高空间分辨率的中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer, MODIS)和可见光红外成像仪(visible infrared imaging radiometer suite, VIIRS)监测热点对两个先进的静止气象卫星葵花成像仪(advanced himawari imager, AHI)监测热点产品进行检验和评估,分别量化两个AHI热点算法的侦测性能。结果表明：在8 h时间窗内,两个AHI热点算法相对于MODIS和VIIRS热点的误分率在39.2%～71.7%,漏分率在52.7%～68.5%,而相对于地面调查火灾的误分率为25.5%和33.3%。随着格点内极轨卫星热点像元数的增加,两个AHI算法侦测到的概率迅速增大,当5 km×5 km格点上出现4个MODIS和10个VIIRS以上...     

基于MODIS数据与数值模式的云垂直结构估计

为了利用MODIS数据与数值模式估测云的垂直结构,通过运行PSU/NCAR MM5非静力数值模式,以模式输出的温湿廓线与MOD06云顶气压产品插值得到云顶高度,并利用WR95探空分析算法判定云底高度;以CloudSat/CPR主动遥感数据为真值进行云垂直结构的对比试验.初步结果表明:结合MODIS云产品与中尺度数值模式...     

利用风云2C静止卫星可见光资料反演气溶胶光学厚度

探讨利用中国风云2C静止卫星可见光资料反演气溶胶光学厚度(AOD)的数值方法。通过计算一个月中每日同一时刻平均地表反射率来降低地表反射率估计的随机性, 讨论了该方法中对清洁天AOD值的不同假设对结果的影响。将2008年5月由风云2C可见光资料反演得到的AOD产品分别与东亚6个AERONET站点的AOD产品和MODIS的AOD产品进行了比较, 分析了风云2C卫星的AOD产品算法的误差来源和降低误差影响以及改善产品质量的方案。结果对比表明, 在东亚地区利用风云2C可见光资料反演的AOD产 品可以展示气溶胶的分布样式, 但是目前的算法高估了中国西南部地区和低纬度一些地区的AOD值而低估了中国东部地区的AOD值。     

轨道根数对极轨气象卫星数据接收的影响

如果轨道根数不准确,由其计算出的地面数据接收站的天线程序控制跟踪数据就存在偏差,会导致天线不能准确跟踪过境卫星从而无法获取卫星数据.以风云三号数据接收为例,给出了轨道根数的计算方法,分析了由错误轨道根数导致的接收卫星数据失败的原因,从理论和实践上指出在极轨卫星数据接收中轨道根数的重要性.提出事先检验轨道根数,并纳入制定极轨卫星数据接收策略的必要性.     

基于MODIS和Cloudsat云产品分析降水云系特征

卫星遥感技术的提高为检验云宏、微观特征工作提供了很好的参考依据。本文主要介绍了MODIS和cloudsat卫星的发射,观测仪器以及监测产品情况,并利用MODIS卫星反演云水含量和云顶温度、cloudsat卫星反演云团雷达反射率因子和冰相粒子含量来分析降水云团的宏观特征以及内部的垂直结构特征。结果表明卫星监测得到的云团特征与降水区域对应较好。     

FY-3C VIRR和Terra MODIS NDVI产品在湘赣地区的一致性

卫星遥感是监测大范围植被动态变化最有效的手段.随着中国遥感技术的发展,国产风云卫星也逐渐应用于植被变化研究,但有关国产风云卫星刻画植被动态变化表现方面仍不明晰.比较了国产风云卫星(FY-3C VIRR)和美国Terra卫星(MODIS)的归一化植被指数(normalized difference vegetation ...     

FY-3A/MERSI与Terra/MODIS地表反射率数据的初步比较

为探究联合MERSI和MODIS多角度观测数据遥感反演地表参数的可行性,本文首先利用MERSI观测几何角度信息(太阳天顶角、卫星天顶角、太阳-卫星相对方位角)对MODIS地表反射率进行各向异性校正,之后选取2010年6—7月期间共24个晴空对比区域,对6组具有良好光谱对应关系的地表通道中的MERSI反射率,以及经过各向异性校正的MODIS反射率的相关性和偏差进行了统计分析.研究表明:(1) MERSI与MODIS地表反射率数据的相关系数一般在75%以上,相关性较好.其中红光通道反射率数据的相关性最高,相关系数达到95%.MERSI与MODIS反射率在3个可见光通道以及红外1通道中的偏差较小,均方根误差和平均偏差都在0.04以内.(2)红外2通道MERSI与MODIS反射率绝对偏差频率曲线呈现显著的"双峰"结构,因此该通道中MERSI与MODIS反射率的相关性较低(75%),均方根误差(0.087)和平均偏差(0.077)较大.(3) 3种地表类型中,MERSI与MODIS反射率数据在庄稼地中的相关性最高、偏差也最小.     

风云1号卫星相对论电子观测结果和增强事件分析

风云1号（FY—1）卫星运行在约870km的近地轨道上,安装于该星上的“空间粒子成分监测器”对相对论电子（〉1．6MeV）进行了长期的观测．参考同期的“SAMPEX”卫星同类探测结果,对1999年6月至2005年的风云1号卫星相对论电子观测数据进行了统计分析．并结合ACE卫星太阳风速度数据及地磁活动指数（Dst指数）,对近地轨道相对论电子增强事件与高速太阳风和地磁暴的相关关系进行了讨论．分析结果表明日平均通量峰值大于400cm^-2．sr^-1．S^-1的强相对论电子增强事件频发于太阳活动峰年向谷年转变的过渡时期;风云1号卫星在2003～2005年期间观测到4次持续时间长达26～51d不等的相对论电子增强事件,分析表明这4次持续长时间的事件与高速太阳风和强地磁暴密切相关,而且在增强事件爆发前连续发生2～3次强地磁扰动的空间环境扰动特点是这4次事件的一个共同特征;相关系数的计算结果表明,相对论电子增强事件的通量峰值与太阳风速度和Dst指数均具有较好的相关性,强度大的增强事件与太阳风速度和Dst指数的相关性明显优于强度低的事件．     

基于时空融合的NDVI时序生成技术在冬小麦监测中的应用

高时空分辨率归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据对于冬小麦的动态监测具有重要意义,而高分一号卫星的不足之处是无法获得时间序列数据。为了解决上述问题,以河南省东北部为实验研究区,以高分一号卫星16m分辨率的多光谱宽覆盖GF-1/WFV(Gaofen-1satellite/wide field of view)数据与MODIS地表反射率产品MOD09Q1数据为数据源,采用STARFM (spatial and temporal adaptive reflectance fusion model)时空融合算法,对冬小麦出苗生长期、越冬期、返青-拔节期、抽穗期、成熟期等5个不同物候期的数据进行分析,并最终生成步长为8d的GF-1/WFV NDVI时间序列数据(即预测NDVI).结果显示:5个不同物候期的预测GF-1/WFV NDVI与实际GF-1/WFV NDVI的相关系数分别为0.695 9,0.840 4,0.892 1,0.897 0,0.632 9;预测GF-1/WFV NDVI时间序列数据与实际MOD09Q1NDVI数据具有高度的一致性。     

深蓝算法应用于FY-3B星数据反演陆地气溶胶

利用国产风云三号卫星MERSI传感器监测气溶胶对研究气候变化、监测环境质量等有重要意义.在深蓝算法基础上,利用AQUA星MODIS的蓝光波段地表反射率产品,剔除异常值后作为清晰天的地表反射率,完成地气解耦,实现了FY-3B星MERSI传感器的气溶胶反演算法的构建.误差分析表明,MODIS与MERSI波段响应差异带来的气溶胶反演误差基本控制在0.07以下.针对北京地区,2016年4月至2017年3月的反演实验显示,本文获得的结果能较好地体现气溶胶浓度的空间分布,与MODIS气溶胶产品、AERONET地基观测结果有着较好的一致性;与城市型气溶胶相比,采用大陆型气溶胶能获得更多的有效数据,与地面数据的相关性也更高,相关指数在0.7左右.     

重力卫星串联编队仿真分析

现有重力卫星任务存在时空分辨率不足、时空混频以及重力场信号各向异性等局限性.分别对重力卫星串联编队的轨道高度、轨道倾角、星间距离等指标进行仿真分析,就重力卫星串联编队星座模式对重力场时空分辨率的影响进行了数值分析.结果表明,卫星轨道高度的选择需要兼顾重力场信号衰减和卫星寿命等因素,以维持在300～400 km为优;轨道倾角选择应充分考虑极空白问题的影响,极空白区大小不宜超过6°;星间距离大于250 km时,重力场精度的提升并不明显,重力卫星串联编队星间距离设为50～100 km为优.重力卫星串联编队星座模式可同时有效提升地球重力场时空分辨率,实现时变重力场的各向同性探测.     

利用激光雷达和卫星遥感获得城市地面大气悬浮颗粒物浓度分布

使用香港元朗地区2008年MODIS卫星遥感的气溶胶光学厚度(AOD)产品、激光雷达气溶胶消光系数垂直分布、地面相对湿度和地面气溶胶浓度观测资料等数据, 通过激光雷达数据建立地面消光系数和激光雷达AOD与气溶胶标高的关系, 利用这一关系和卫星AOD进行地面消光系数的反演估计, 并进行湿度订正; 通过建立地面气溶胶浓度和地面消光系数的关系, 进行卫星AOD产品和激光雷达气溶胶探测反演地面大气颗粒物质量浓度的研究及应用。结果表明, 卫星估计的地面消光系数与小时平均的颗粒物质量浓度观测值的相关系数为0.57~0.86 (PM2.5)和0.59~0.78 (PM10), 估计的质量浓度与小时平均的观测值对比的均方根偏差分别为11.64~25.34 g/m³ (PM2.5)和24.64~91.64 g/m³ (PM10), 表明可以通过卫星遥感进行大气悬浮颗粒物污染的监测应用。其中1 km分辨率的AOD产品, 因其更高的空间分辨率, 更适合反映具有复杂地形的城市地区大气悬浮颗粒物污染。     

中国成功发射“风云三号D”气象卫星

<正>[核心媒体报道频次:24/30]11月15日,中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将"风云三号D"气象卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。"风云三号"气象卫星是中国第二代极轨气象卫星,可实现全球、全天候、多光谱、三维、定量遥感。这次发射的"风云三号D"卫星将与2013年9月发射成功的"风云三号C"卫星进行组网观测,进一步提高大气探测精度,增强温室     

东北较高纬度地区夏季闪电与雷暴相关参数的关系研究

利用VLF/LF闪电定位系统数据,并结合多普勒雷达以及卫星云图资料,对2009~2010年较高纬度东北地区夏季的闪电与雷暴相关参数的关系进行了研究.结果表明:闪电多发生在雷达回波强度大于40dBz的区域,雷暴发生闪电时其30dBz雷达回波最大高度大于6km;在雷暴的演变过程中,闪电的峰值时间略滞后于30dBz雷达回波最大高度的峰值;闪电频数和30dBz雷达回波最大高度存在指数增长关系;闪电主要发生在云顶红外温度在210~240K的区域,在消散阶段,雷暴云云顶高度降低、红外温度较高.     

利用激光雷达和卫星遥感获得城市地面大气悬浮颗粒物浓度分布

使用香港元朗地区2008年MODIS卫星遥感的气溶胶光学厚度(AOD)产品、激光雷达气溶胶消光系数垂直分布、地面相对湿度和地面气溶胶浓度观测资料等数据,通过激光雷达数据建立地面消光系数和激光雷达AOD与气溶胶标高的关系,利用这一关系和卫星AOD进行地面消光系数的反演估计,并进行湿度订正;通过建立地面气溶胶浓度和地面消光系数的关系,进行卫星AOD产品和激光雷达气溶胶探测反演地面大气颗粒物质量浓度的研究及应用。结果表明,卫星估计的地面消光系数与小时平均的颗粒物质量浓度观测值的相关系数为0.57~0.86(PM2.5)和0.59~0.78(PM10),估计的质量浓度与小时平均的观测值对比的均方根偏差分别为11.64~25.34μg/m3(PM2.5)和24.64~91.64μg/m3(PM10),表明可以通过卫星遥感进行大气悬浮颗粒物污染的监测应用。其中1 km分辨率的AOD产品,因其更高的空间分辨率,更适合反映具有复杂地形的城市地区大气悬浮颗粒物污染。     

临近空间卫星探测温度数据的精度评估

为综合分析评估中国区域内临近空间卫星遥感探测的温度数据精度,利用2006年4月至2009年12月的COSMIC掩星探测数据与TIMED/SABER卫星探测数据进行对比分析,计算2种卫星数据之间的平均温度偏差和温度标准差,并统计分析随季节和纬度分布的温度偏差特征。对比统计结果表明,中国区域内2种卫星遥感探测数据的温度随高度变化的特征总体一致;其平均温度偏差均在2K以上,在15km附近偏差较大,在37~57km内平均温度偏差以约0.22K/km的速度随高度递增;同时,平均温度偏差在夏季最小,冬季最大,在35~60km内季节的变化对温度偏差影响较大,且温度偏差随纬度的变化在不同高度范围内呈现不同的分布特征。此次评估综合分析了COSMIC与TIMED/SABER在中国区域内的温度数据精度,能够为临近空间卫星探测数据在国内的应用提供一定的参考依据。     

利用MODIS遥感大气气溶胶及气溶胶产品的应用

介绍了利用EOS卫星上MODIS传感器遥感大气气溶胶光学厚度(AOD)的技术,总结了作者利用MODIS资料进行的研究工作,包括利用太阳光度计的地面观测进行MODIS 10 km分辨率Level 2气溶胶产品的校验、利用该产品分析我国陆地上空气溶胶光学厚度分布特征、1 km高分辨率气溶胶光学厚度反演、气溶胶光学厚度产品应用于大气污染的分析等.证实MODIS遥感手段获取气溶胶分布,不仅为全球和区域气候变化研究提供了基础数据,而且也为区域环境大气污染的研究提供了新工具.     

高层大气旋转速度分析

根据King-hele的原理, 从GFZ等卫星的轨道高度的衰减以及倾角的长期变化, 分析计算从地面高度180~360 km的大气旋转速度的变化规律. 计算结果显示大气旋转速度从360 km处的1.2 rev/d下降到180 km的0.9 rev/d.