【摘 要】
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多层云既会对全球云辐射效应造成影响,也会使云特性反演产生误差。云具有大空间范围和长时间序列的分布特征,所以卫星遥感是获取全球云参数最重要的手段之一。随着国内外新一代气象卫星的相继入轨运行,其搭载的光谱成像仪时空分辨率和观测质量得到了很大的提升,极大地改善了气象卫星对云的探测水平。本文根据新一代卫星成像仪通道设计特点,开发了一套新的多层云识别算法。该算法建立在可见光红外成像辐射仪(VIIRS)的三个
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多层云既会对全球云辐射效应造成影响,也会使云特性反演产生误差。云具有大空间范围和长时间序列的分布特征,所以卫星遥感是获取全球云参数最重要的手段之一。随着国内外新一代气象卫星的相继入轨运行,其搭载的光谱成像仪时空分辨率和观测质量得到了很大的提升,极大地改善了气象卫星对云的探测水平。本文根据新一代卫星成像仪通道设计特点,开发了一套新的多层云识别算法。该算法建立在可见光红外成像辐射仪(VIIRS)的三个短波红外(1.38,1.6和2.25μm)和两个长波红外(8.5和11μm)通道的基础上。首先,通过辐射传输模拟分析上述通道对不同云(多层云和单层云)的敏感性,发现1.6和2.25μm通道对位于冰云下方的水云仍有一定的探测能力,并以此为基础创新性地提出了一种新的多层云(上层冰云,下层水云)识别算法;然后利用VIIRS的一级数据(各通道反射率和亮度温度)进行算法开发,得到相应多层云识别结果;最后利用MODIS多层云产品以及主动遥感仪器CALIOP的观测结果进行算法的验证与评估。测试结果表明,该算法可以有效识别多层云。本文假设CALIOP的云产品作为准确的“真值”,与相匹配的CALIOP结果对比发现,该算法识别多层云和单层云的准确率分别达到60%和80%,这与当前业务上的MODIS多层云产品的准确性相近。而造成该算法准确率下降的主要原因之一是长波红外通道很难探测到上层薄冰云。搭载在葵花8号(H8)和风云四号A星(FY-4A)等静止卫星上的多通道光谱成像仪,也设计有相同或相近的通道,通过测试分析发现,该算法有应用到H8号和FY-4A的多层云算法研发中的可行性。
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