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來源︰中國氣象報   發布(bu)時間︰2020年04月10日(ri)16:12
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  中國氣象報記者(zhe) 王亮(liang)

  近日(ri),由國家(jia)衛星氣象中心承擔的公益性行業(ye)(氣象)科研專項——“風雲三號晨昏軌(gui)道衛星資料處(chu)理和應用關鍵技(ji)術研究(jiu)”在京通(tong)過(guo)驗(yan)收。經歷(li)1000多個日(ri)夜的技(ji)術攻關,項目團隊攻克(ke)了風雲三號E星紅外(wai)高(gao)光譜資料、雙頻微(wei)波主動探測資料、夜間微(wei)光資料處(chu)理和應用中的多項關鍵技(ji)術,研究(jiu)成果對補充(chong)目前全(quan)球數值預報6小(xiao)時同(tong)化窗內衛星觀測資料空白、提升全(quan)球數值天氣預報時效和準(zhun)確率shi)兄匾 饔謾/font>

  ■風雲三號E星是國際上首顆氣象應用的晨昏軌(gui)道對地觀測衛星,將進一步體(ti)現風雲三號衛星的全(quan)球觀測資料價值和業(ye)務獨特(te)性

  晨昏軌(gui)道衛星是指太陽(yang)同(tong)步近極地軌(gui)道衛星中軌(gui)道降交點地方(fang)時間在上午(wu)6時左右ye)奈佬牽 鄄獾胤fang)時間總在凌晨和傍(bang)晚。風雲三號晨昏軌(gui)道衛星(風雲三號E星)預計(ji)將于2020年發射,是風雲三號03批計(ji)劃(hua)中的首發衛星,也是國際上首顆氣象應用的晨昏軌(gui)道對地觀測衛星。

  目前,歐洲和美(mei)國業(ye)務極軌(gui)氣象衛星采用歐洲Metop衛星負責上午(wu)軌(gui)道、美(mei)國NPP衛星負責下午(wu)軌(gui)道,雙邊(bian)全(quan)球資料業(ye)務交換和共享的協(xie)作組(zu)網觀測模式jian)Nwo)國第二代極軌(gui)氣象衛星風雲三號也已(yi)經完成升級換代,並實現了上下午(wu)衛星組(zu)網觀測的業(ye)務能(neng)力,其中在軌(gui)的風雲三號C星觀測時間接近歐洲的Metop衛星,風雲三號D星觀測時間接近美(mei)國的NPP衛星。

  “上述衛星觀測時間要麼集中在10時左右,要麼集中在13時左右,從數值天氣預報模式同(tong)化要求來看,每(mei)6小(xiao)時同(tong)化時間窗內全(quan)球總有兩條至三條軌(gui)道的衛星觀測空白區。”該(gai)項目負責人、國家(jia)衛星氣象中心副主任張鵬表(biao)示,雖然(ran)風雲三號衛星的數據質量已(yi)經過(guo)歐美(mei)數值模式檢驗(yan),並公認具有xing)wen)定優(you)良(liang)的質量,但由于風雲三號C星和D星分別和歐洲Metop衛星、美(mei)國NPP衛星觀測時間及區域重復,其資料在歐美(mei)全(quan)球數值天氣預報模式中僅作為業(ye)務同(tong)化資料xi)謀阜蕁S牘wai)同(tong)期Metop衛星、NPP衛星相比,風雲三號衛星的全(quan)球觀測資料價值沒有得到充(chong)分體(ti)現,業(ye)務獨特(te)性za)斜匾﹦徊教嶸/p>

  為此,針對風雲三號E星資料處(chu)理和應用的關鍵技(ji)術,該(gai)項目聯(lian)合國家(jia)氣象中心,中國氣象局上海台風研究(jiu)所、廣州(zhou)熱帶海洋氣象研究(jiu)所,福建(jian)省氣象台等單位開展聯(lian)合技(ji)術攻關。

  ■試驗(yan)結果表(biao)明,晨昏軌(gui)道衛星資料對全(quan)球數值預報有一定正效果;模擬仿真計(ji)算、同(tong)化模塊等重要成果已(yi)應用于晨昏軌(gui)道衛星和載(zai)荷的設計(ji)、研制中

  項目團隊發展了基于大(da)氣頂輻射特(te)征(zheng)光譜zhun)尤(you) ? 鄧   叢za)海面散射、月球微(wei)光散射等的大(da)氣輻射傳輸計(ji)算方(fang)法(fa),實現了晨昏軌(gui)道衛星紅外(wai)高(gao)光譜大(da)氣探測儀、風場測量雷達和中分辨率光譜成像儀-微(wei)光型(xing)三台新型(xing)遙感儀器的模擬仿真計(ji)算,生(sheng)成了仿真模擬數據集。在儀器仿真模擬基礎上,完成了晨昏軌(gui)道衛星溫度變化大(da)和光照條件復雜(za)情況下的地理幾何定位,光譜和tou)潿 輟 瞧髁槊min)度分析等預處(chu)理關鍵技(ji)術攻關。

  項目團隊研發了適shi)糜誄炕韞gui)道紅外(wai)高(gao)光譜、風場雷達、微(wei)波溫濕度計(ji)的同(tong)化模塊,試驗(yan)結果表(biao)明晨昏軌(gui)道衛星資料對全(quan)球數值預報有一定正效果,尤(you)以南半球更明顯。針對晨昏軌(gui)道太陽(yang)高(gao)度角低、光照條件復雜(za)的特(te)點,開發了晨霧(wu)、大(da)火、強(qiang)對流(liu)等相應的識別算法(fa),該(gai)算法(fa)已(yi)經應用于風雲四號靜止衛星晨昏時段信息提取(qu),並取(qu)得了良(liang)好(hao)應用效果。

  目前,項目團隊已(yi)將上述研究(jiu)成果集成至“衛星觀測模擬與資料預處(chu)理綜合演示平台”,並具備衛星觀測數據模擬計(ji)算、預處(chu)理計(ji)算、正演仿真結果顯示、同(tong)化產(chan)品與天氣監測產(chan)品顯示等功(gong)能(neng)。此外(wai),項目研究(jiu)成果已(yi)經在中分辨率光譜成像儀-微(wei)光型(xing)動態範圍分析、雜(za)散光仿真與抑制等方(fang)面得到應用,有效推動了晨昏軌(gui)道衛星和載(zai)荷的設計(ji)與研制工(gong)作;紅外(wai)高(gao)光譜大(da)氣探測儀的攻關成果已(yi)經應用于風雲三號D星地面應用系(xi)統建(jian)設,在應用領域的研究(jiu)工(gong)作將明顯推進晨昏軌(gui)道衛星發射後資料xi)撓τ盟俁群陀τ眯?妗/p>

  “此項研究(jiu)重點聚焦,成果豐富,將進一步提升風雲衛星的國際shi)跋熗Α!畢金墾yan)收專家(jia)組(zu)組(zu)長、中國科學院院士(shi)曾慶存表(biao)示,發展以數值天氣預報為主要應用目標的風雲三號晨昏軌(gui)道衛星,未來將在天氣會(hui)商,熱帶氣旋(xuan)和其他極端(duan)氣象災害預警,氣候監測、空氣質量監測等工(gong)作中具備獨特(te)優(you)勢,並將在國際shi)滴裎佬俏杼ㄐxing)成同(tong)歐美(mei)既各(ge)有特(te)色又(you)優(you)勢互補的合作局面。

  (來源︰《中國氣象報》12月16日(ri)三版(ban) 責任編輯︰申敏(min)夏)

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