The Effect of the Atmospheric and Cloud Properties on the Retrieval of Fog Microphysics at Night for MSG/SEVIRI: A Sensitivity Test Using LibRadtran

The simplest way of building a look-up table (LUT) for the retrieval of cloud microphysical properties is to use a standard atmospheric profile and vertically uniform cloud microphysics. Such an assumption has been demonstrated to be incoherent with in-cloud observations. This paper aims to show the effect of some atmospheric conditions associated with fog as well as its macro-and microstructure on brightness temperature (BT) for the MSG/ SEVIRI satellite using libRadtran. The sensitivity tests were performed by gradually changing some features from the initial data, such as cloud cover, total water vapor column, thermal inversion intensity, fog depth, fog microstructure, and others. The results revealed that some variables can cause significant variations on BT and, consequently, discrepancies in the retrieval of fog microphysical properties. Also, a variation as high as 0.5°C was found on BT just by switching uniform to the non-uniform profile of fog microphysics depending on the channel, the droplet size, and optical thickness.

基于共轭梯度法和BP神经网络的火山灰云顶高度反演研究

对于火山灰云顶高度的反演问题本质上是一个不确定性反演问题,不论是一维变分的方法还是线性统计回归方法,在复杂气象条件下无法获得高精度解。为了减少对热红外辐射传输模式、物理反演方法以及辅助气象数据的依赖,提出了一种基于BP神经网络的火山灰云高度遥感反演方法。以2010年5月8日发生在冰岛的艾雅法拉火山爆发为例,利用覆盖研究区域的Meteosat-8卫星的SEVIRI仪器数据资料和美国NOAA开发的GOES-R火山灰云顶高度算法反演的火山灰云高度作为训练样本,建立了基于共轭梯度法和L-M法两种训练方法的优化神经网络反演方法体系。研究结果表明:在迭代次数相同的条件下,利用共轭梯度法的反演结果均方误差要优于L-M算法。我国新一代静止气象卫星风云四号成像仪具有与SEVIRI仪器相似的红外通道设置,本研究对建立基于我国新一代静止气象卫星FY-4数据的火山灰云顶高度定量反演模型也具有重要的借鉴意义。

利用MSG数据估算裸土热惯量及地表热通量(英文)

文章提出了利用搭载在欧洲第二代静止气象卫星上(MSG)的SEVIRI传感器数据估算裸土区热惯量及地表热通量的方法。首先,文章根据Jiang(2006)提出的方法,结合MSG-SEVIRI可见光及热红外数据,获得了间隔15分钟的地表温度数据;其次,利用日出与日落间的时间段及相应的地表温度和平均夜晚净辐射,估算了热惯量。在热惯量估算过程中,考虑到在整个夜晚,只能够获取两条大气廓线,所以作者用两种方法估算了平均净辐射。一种是以18时和24时的平均净辐射作为整个夜晚的净辐射;另一种是假定夜晚净辐射是时间的线性函数,通过这个函数关系得到各个时刻的净辐射,进一步得到不同时段的平均净辐射。基于两种估算夜晚净辐射的方法,文中分别计算了固定时间段及变化时间段的热惯量。最后,结合地表温度的余旋周期函数和前面所估算的热惯量,估算了地表热通量。通过3个试验点的两天数据对此方法的验证表明,变化时间段方法估算的热惯量比固定时间段方法估算的热惯量更为稳定,同时,这3个位置的地表热通量较高,最高达到了300W/m2。

基于地球静止气象卫星的地表参数遥感研究进展

地表参数定量遥感反演是遥感科学研究的重要环节。21世纪以来,地球静止气象卫星数据在地表参数遥感反演中受到越来越多的重视。本文对利用地球静止气象卫星进行地表参数遥感反演研究的进展进行了综述。文章首先简单介绍了当前正在运行的欧盟Meteosat、美国GOES-R、日本葵花和中国风云静止卫星系统,随后详细总结了不同卫星系统估算各种地表参数的方法。在此基础上,文章对进一步利用静止卫星估算地表参数的研究展开讨论,指出未来的研究应重点关注几个方面:(1)探索和运用新技术提高静止卫星数据获取和处理的效率和精度;(2)融合全球多颗静止气象卫星,同时与极轨卫星融合,生产覆盖全球的长时序地表参数产品;(3)探索地表参数的高效获取方法,对静止气象卫星地表参数产品开展真实性检验,满足地表过程研究和资源环境动态监测对高质量地表参数产品的需求。