FY-3D星微波湿温探测仪通道响应函数的影响分析

微波湿温探测仪(MWHTS)的通道响应函数(SRF)一般被认为近似于矩形函数,然而从实际SRF的测试数据来看,MWHTS各个频段不同通道的SRF存在一定的带内波动。本文利用大气辐射传输模拟器(ARTS)模拟了MWHTS中118 GHz各通道不同场景的亮温谱,并输入至前期建立的MWHTS系统仿真模型中,通过定标得到了仪器的输出亮温,进而评估实测SRF对亮温测量及其反演的大气温度廓线的影响,并利用卫星实测数据进行了对比验证。结果表明,亮温偏差与实际SRF的带内波动呈现线性正相关的关系,当带内波动大于3 dB时,亮温偏差可以达到0.2—0.5 K。SRF的带内波动会造成大气温度廓线反演误差,特别是在高度为1.8 km时,误差最大可以达到0.8—0.9 K,该仿真结果与卫星实测数据结果一致。因此在使用数据同化方法对数值天气预报(NWP)进行模拟时,需要特别注意具有较大SRF带内波动的通道所引起的亮温偏差,这对于未来卫星数据的应用具有重要的研究价值。

FY-3C微波湿度计-Ⅱ数据的再定标模型

星载微波湿度计观测的地球表面和大气的亮温是数值天气预报和气候研究的重要基础数据源。由于微波湿度计系统响应特性差异、在轨工作条件的变化,以及星上定标基准的差异,不同卫星微波湿度计、同一微波湿度计数据在长时间范围内都存在一定的偏差。如果这些偏差不进行修正,则会对长时间序列应用(如气候研究等)具有较大的影响,甚至可能导致错误的结果。由于微波辐射目前还不存在绝对基准,无法通过地面绝对基准的传递进行星上数据的绝对定标,因此需要利用其他相对定标方法对湿度计的稳定性及其变化特征进行评价。本文基于OMB (模拟和观测数差)定标的思想,结合微波湿度计的系统响应特性和星上定标基本原理,建立了微波湿度计定标偏差的校正模型—再定标模型,从而实现历史数据的一致性定标。初步研究结果表明:使用再定标模型后,FY-3C微波湿度计-II定标结果的时间序列稳定,原始OMB偏差中的各种异常波动现象得到良好修正。由于该模型是基于微波湿度计的系统响应特性建立的,因此这一方法同样适用于其他FY-3系列卫星微波湿度计数据的定标偏差校正,实现FY-3系列卫星微波湿度计数据的一致性定标。