卫星微波遥感受水成物影响及其敏感度分析研究

对卫星微波遥感水成物辐射效应的理解在云参数反演以及数值预报中使用受云和降水影响卫星资料等诸多应用中都是十分重要的。使用快速辐射传输模式CRTM,通过中尺度数值模式WRF预报输出的水成物信息,分析了云水、雨水、冰、雪和霰5类水成物对卫星微波遥感的影响及水成物辐射效应给卫星微波观测计算带来的误差特征,设计敏感性试验研究了卫星微波遥感对水成物含量、有效粒子半径和垂直分布层次的敏感度。结果表明:卫星微波遥感在多个探测频率上受水成物的影响较大,云水和雨水的影响主要以增温为主,雨水的影响幅度要大于云水,在影响最大的AMSUA 2通道,云水和雨水的增温分别可达到8K和17K左右。冰、雪和霰散射效应对卫星微波遥感的影响则主要以降温为主;相比之下,霰的影响量级最大,雪次之,两种水成物对微波遥感影响最大的通道为AMUSB的2通道,可达到-18K和-9K左右,冰的作用微乎其微。卫星微波遥感探测通道对水成物含量的敏感与受水成物辐射效应影响对应一致。卫星微波遥感不受云水和冰水粒子有效半径变化的影响,对雨、雪和霰大降水粒子的有效粒子半径较为敏感。同时,敏感性和影响程度随探测频率的不同呈现出影响的复杂性。此外,卫星微波探测对水成物垂直分布层次的敏感性表现为对水成物敏感探测通道的变化,其中AMSUB 3~5通道对高层水物质,包括冰、雪和霰垂直廓线的变化最为敏感。