基于高光谱GIIRS红外亮温的大气三维风场反演研究

风场对于天气形势的演变和预报至关重要。基于风云四号A星干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)中波通道资料和ERA5风场资料,采用LightGBM进行大气三维风场反演研究。首先,构建模型特征变量。GIIRS通道最优选择采用二步特征选择法:(1)建立GIIRS通道黑名单;(2)采用置换特征重要性(Permutation Feature Importance,PFI)方法选择特征变量,在形成通道最优子集的基础上,构建含有时空信息的特征变量。其次,构建基于LightGBM的三维风场反演方法。最后,基于台风“利奇马”期间的GIIRS加密资料开展了LightGBM超参数优化和相关反演试验。结果表明,相对于ERA5风场资料,测试集中风场U和V分量的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别小于1 m/s和1.5 m/s。本文中的二步特征选择法能够实现GIIRS通道的动态最优选择。