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。     

GPM卫星DPR和GMI探测的2018年5月重庆超级单体云团降水结构特征分析

2023年4月16日09时36分(北京时)中国首颗降水测量卫星—风云三号G星(FY-3G)成功发射,本文在介绍风云三号降水星技术特征的基础上,着重分析FY-3G降水探测能力及在暴雨监测中的应用前景。结果表明：卫星轨道高度407 km、倾角50°,装载了Ka/Ku双频降水测量雷达、微波和光学成像仪的FY-3G卫星,可对影响中国大部分地区的台风、暴雨、强对流等灾害性天气系统三维结构进行探测。FY-3G在设计层面上,降水探测能力与目前美国第二代全球降水测量计划(GPM)核心星(GPMCO)相当,在载荷类型、数量、通道设置等方面优于GPMCO卫星。FY-3G业务运行后将与风云三号上午、下午和黎明星等其他极轨气象卫星以及风云高轨静止卫星组成风云降水探测星座体系,提升风云卫星星座的降水总体探测能力,为气象防灾减灾提供更强的基础支撑。

     

以扎木曲多金属矿为例浅谈地球化学勘查在唐古拉山地区找矿的有效性

扎木曲多金属矿位于唐古拉山北坡,长江源头的沱沱河一带。1/20万地球化学测量在该区圈定AS4甲1HgCu综合异常一处,对该综合异常作1/5万水系沉积物加密测量,将其分解为AS4-1~AS4-5五个子异常,进一步浓缩了找矿靶区。对分解后的重点子异常AS4-3采用土壤测量控制异常浓集中心部位,圈定了一条土壤元素组合异常带,异常重现性好,面积大,元素含量值显著提高。通过对土壤异常带作工程验证并圈出铅矿体9条。为此,地球化学勘查在本区寻找多金属矿是行之有效的,这为在唐古拉山地区寻找多金属矿产提供参考。     

天气雷达网络的进展

通过结合全球降水测量卫星（GPM）反演算法中用到的0℃层亮带模型以及米散射计算,生成了固态、液态以及混合相态3种降水情况下的散射函数查算表;通过与GPM实测数据的对比,验证了查算表的精度,表明散射计算的最大偏差小于0.5 dB。基于该查算表,完成了星载Ku波段雷达到S波段雷达的频率修正。对散射函数的分析表明：Ku波段到S波段的频率修正取决于相态以及谱参数（相似文献   

风云三号降水测量雷达技术性能分析

风云三号降水测量卫星主要用于台风等灾害性天气系统强降水的监测,并提供全球中低纬度地区降水的结构信息。降水三维结构的准确测量是通过风云三号降水测量卫星的核心载荷——双频降水测量雷达实现的。首先介绍了风云三号降水测量雷达的主要任务与探测能力要求,然后通过仿真技术对降水测量雷达距离分辨率、水平分辨率、扫描角度、天线旁瓣电平、测量精度、波束匹配精度等主要技术性能指标进行了详细的分析。最后,利用于2010年开展的降水测量雷达样机航空校飞试验评估验证了降水测量雷达的各项功能和主要性能参数。结果表明,风云三号降水测量雷达整体降水探测性能与全球降水测量卫星的双频降水雷达相当。     

天基太赫兹云雷达需求指标分析与论证

云对大气起着重要的动力和热力作用,对地球能量平衡、气候变化及天气演变具有重要影响,但云是全球气候模型中最重要的也是最难确定的气象要素之一。太赫兹(Terahertz,THz)波是介于微波和红外辐射的电磁波,具有方向性好、能效高、可全天候工作、对云系微物理结构有更高的灵敏度等优点。天基云雷达是测量全球尺度云的有效手段,它能够直接测量云的三维结构,还可以为被动微波遥感测量提供订正参考,目前天基雷达是获取全球云的垂直运动、粒子相态和中尺度物理结构等信息的唯一设备。综合太赫兹波与雷达探测的优势,采用天基太赫兹雷达进行云雾探测,能够获得目前其他技术手段无法获得的独特信息。从应用需求的角度,综合考虑探测目标的垂直与水平分布特性、目标测量所受的杂波干扰、测量精度、分辨率拖影、天线尺寸和衰减等方面的要求,对天基太赫兹测云雷达的探测频段、灵敏度、分辨率、扫描范围、探测距离等重要需求指标进行分析论证,给出合理的需求指标,推进国内天基太赫兹测云雷达的开发建设及应用,为主动遥感气象探测增加一支生力军。     

太赫兹冰云辐射散射特性研究和探测参数设计

星载被动太赫兹遥感是目前最具潜力的冰云探测手段,而理解冰云参数如何影响太赫兹辐射传输过程,掌握太赫兹频段冰云辐射散射特性是实现高精度太赫兹冰云定量探测的前提,对冰云探测仪器的设计和冰云参数反演也非常重要。基于离散纵标切线性辐射传输模式DOTLRT模拟计算太赫兹频段冰云辐射亮温及其雅可比矩阵,以气象再分析资料FNL为初值驱动中尺度气象研究与预报模式WRF预报得到冰云参数作为DOTLRT模式的输入。通过与星载微波探测仪ATMS的183 GHz频段观测亮温对比验证了模拟太赫兹冰云亮温具有较好的精度,并且表明太赫兹亮温同时受到冰云中的冰粒子和霰粒子的影响,且具有不同的特性。定量分析了冰云中冰、霰两种粒子的特性参数（等效粒径Dme、路径总量IWP、GWP）和观测几何对冰云太赫兹亮温的影响。在综合了太赫兹亮温的敏感性分析、雅可比矩阵的峰值高度分析和痕量气体吸收的基础上,给出了太赫兹冰云探测器的优化探测频段（183 GHz、243 GHz、325 GHz、448 GHz、664 GHz和874 GHz）和观测角度（53°±5°）。冰云散射和辐射特性表明太赫兹冰云探测需要同时考虑冰粒子和霰粒子。提供了...     

风云四号静止轨道气象卫星成像仪典型观测区域设计

风云四号气象卫星是我国新一代静止轨道气象卫星,采用三轴稳定姿态控制方式,极大地提高对地观测精度及观测频次,同时也对有效载荷观测模式的灵活设计提出了更高要求。星上装载的静止轨道辐射成像仪是我国静止轨道气象卫星携带的同类仪器中最为先进的。利用最先进的观测仪器,提高观测效率,在气象服务中发挥更大的作用是气象卫星应用的根本。深入探讨了风云四号静止轨道气象卫星成像仪的工作模式,首次针对不同的观测需求提出了灵活的成像仪观测区域设计方案,有效满足典型区域的不同观测需求,在成像仪在轨测试中发挥了重要作用,为开展业务运行奠定了坚实的基础。     

中国星载降水测量雷达首次校飞试验-雷达性能指标分析

2010年9月-10月成功开展的中国首次Ku/Ka双频星载降水测量雷达校飞试验,获得了宝贵的机载雷达实测数据和地面、海面同步观测数据,以及热带降雨测量卫星所携带降水雷达的同步观测数据。本研究给出了校飞试验中获得的Ku/Ka双频降水测量雷达探测结果;对Ku/Ka频段机载雷达与车载气象雷达数据进行了点对点比较,计算了定量指标,从统计意义上表明观测的一致性;并对比分析了校飞雷达数据与星载降水雷达数据,揭示降水测量雷达仪器的降雨探测能力;利用降雨和晴空海面实测数据给出了Ku/Ka频段雷达探测灵敏度和实际距离分辨率的分析结果,验证了Ku/Ka频段降水测量雷达的性能指标。     

风云三号卫星被动微波反演海洋上空云液态水含量

云液态水含量是气候和水循环研究的重要云微物理参数，也是目前气候变化研究中的最不确定因素之一。通过极轨气象卫星被动微波观测的光谱和极化特征能够实现对云液态水含量的直接测量，本文介绍了一种基于风云三号卫星微波成像仪（MWRI）观测亮温的全天候云液态水含量反演算法，利用快速辐射传输模式、云模型和大气廓线库建立MWRI模拟亮温库并训练反演系数的宽气候态物理算法可以保证算法系数在不同季节和不同地区的适应性。同时提出了一种基于观测增量（O-B）筛选晴空像元并对算法系数及比例因子进行订正的方法。利用统计直方图方法和卫星间交叉比对方法对反演产品精度进行了检验，统计直方图方法检验结果表明，FY-3C云水反演误差为0.028 mm，FY-3D为0.025 mm，与国外同类产品的精度相当；与低轨卫星微波辐射计GMI云水产品的交叉比对结果表明，两者具有较高一致性，均方根误差为0.0325 mm。FY-3C/3D CLW产品目前已经投入业务应用，上下午星组网能够一天内基本覆盖全球，实现全球云水分布监测。