FY-3气象卫星降水探测能力分析与展望

降水是全球能量/水循环中的重要过程。本文着重分析 FY-3 气象卫星降水探测能力,展望风云卫星后续规划中降水探测技术的发展前景。分析表明,以 FY-3 降水星为主星,与其他 FY-3 极轨卫星组成的 FY-3 气象卫星降水探测体系,在设计层面上,从载荷类型、数量、通道设置等方面均优于由美国发起并已在轨运行的全球降水测量(Global Precipitation Measurement,GPM)计划核心星的设计性能。FY-3 降水星设计装载 Ka / Ku 双频降水测量雷达,卫星轨道设计覆盖南北纬 50°范围内的中低纬地区,对影响我国区域的台风暴雨等强对流天气系统结构具有三维探测能力。FY-3 气象卫星星座的降水探测能力为气象防灾减灾提供了基础支撑。     

用星载先进微波探测器（AMSU）资料开展区域地表洪涝分类监测

以微波辐射传输模式为基础，正演模拟分析星载先进微波探测器（AMSU）窗区通道微波亮温对地表洪涝信息的敏感性，结果表明中心频点分别为31.4、50.3和89.0 GHz的AMSU窗区通道2、3和15的微波亮温对地表洪涝特征敏感；以正演模拟计算结果为基础，选择对地表洪涝特征敏感的AMSU窗区通道为因子，组合形成AMSU洪涝指数AFI(AMSU Flooding Index)，进行地表洪涝区分类研究；地表洪涝分类结果与经机-地校验过的机载合成孔径雷达L-SAR资料分析结果进行对比分析，分类正确率可达73%。短时监测试验结果表明，应用美国第5代极轨业务环境卫星上装载的先进微波探测器（AMSU）微波资料可以在准全天候条件下，实现区域地表洪涝区分类实时监测，有效弥补红外和可见波段洪涝遥感探测技术在云天条件下无法实施的缺陷。     

TMI被动微波遥感资料用于地表洪涝特征分析试验

星载被动微波遥感资料为云天条件下地表洪涝特征分析提供了可能。微波极化比 (PR)可以有效刻画地表洪涝特征 ,宏观反映地表湿度信息。正演模拟分析结果表明地表粗糙度、地表植被覆盖状况和地表湿度对上行微波亮温有影响 ;TRMM/TMI低频微波通道微波极化比能减弱大气因素的影响 ,清晰反映地表的洪涝特征。合理确定分类阈值 ,对 1 998年长江流域洪涝区进行地表洪涝特征分析 ,可以在TMI像元尺度 ,将洪涝区分类为不同等级。洪涝区分类结果与经过天 -地校验过的机载和星载SAR资料地表洪涝分类实况对比 ,TRMM/TMI低频微波通道微波极化比 1 0GHz的PR1 0和 1 9GHz的PR1 9的分类正确率不低于 75 %。     

FY-2和GMS-5红外通道遥感图像质量的功率谱分析

根据遥感图像功率谱的性质,对比分析了FY-2和GMS-5扫描辐射计红外通道的图像质量。计算结果表明,FY-2红外通道遥感图像功率谱各分量之和不高于GMS-5红外A通道遥感图像的功率谱各分量之和。数值模拟试验的结果表明,FY-2红外通道的图像质量大体上与GMS-5红外A通道的图像质量相当。     

基于仿真的6.9 GHz通道亮温改进FY-3D MWRI海面温度产品

海洋表面温度SST（Sea Surface Temperature）是全球海洋和气候研究的重要参数之一，卫星被动微波遥感由于能够实现全天候观测而被越来越多的应用到SST研究中。中国的风云三号（FY 3）卫星搭载的微波成像仪（MWRI）缺少对SST更加敏感的7 GHz附近垂直极化通道，本研究将FY 3 MWRI与具有6.9 GHz通道的Aqua AMSR 2进行时空匹配，采用神经网络方法，利用匹配的FY 3 MWRI的通道亮温模拟仿真AMSR 2的69 GHz垂直极化通道亮温（6.9V），通过引入仿真的6.9V来提高FY 3 MWRI SST的反演精度。结果表明：引入仿真的6.9V可以改进FY 3 MWRI SST反演精度，对35°～90°S之间海域的SST改进更加显著，主要由于6.9V对低SST的探测灵敏度更高且在低SST反演时受风速的影响较小导致的。如果FY3后续卫星可以搭载6.9 GHz通道，将可进一步提升低SST特别是两极SST的反演精度。