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來(lai)源(yuan)︰中國氣(qi)象(xiang)報(bao)   發布時(shi)間︰2020年02月25日(ri)16:12
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  中國氣(qi)象(xiang)報(bao)記者 王亮

  近日(ri),由國家衛星氣(qi)象(xiang)中心承擔的(de)公益性行業(氣(qi)象(xiang))科研專項——“風雲三號晨(chen)昏軌道(dao)衛星資(zi)料(liao)處理和(he)應(ying)用關鍵技術研究”在京(jing)通過驗收(shou)。經歷1000多個(ge)日(ri)夜的(de)技術攻關,項目團隊攻克了風雲三號E星紅外高光譜(pu)資(zi)料(liao)、雙(shuang)頻微(wei)波主動探測資(zi)料(liao)、夜間微(wei)光資(zi)料(liao)處理和(he)應(ying)用中的(de)多項關鍵技術,研究成果對補(bu)充目前全(quan)球數值預報(bao)6小(xiao)時(shi)同化(hua)窗內衛星觀(guan)測資(zi)料(liao)空(kong)白、提升全(quan)球數值天氣(qi)預報(bao)時(shi)效和(he)準ji)仿視兄匾 饔謾/font>

  ■風雲三號E星是國際上首顆(ke)氣(qi)象(xiang)應(ying)用的(de)晨(chen)昏軌道(dao)lan)緣毓guan)測衛星,將進一步體現風雲三號衛星的(de)全(quan)球觀(guan)測資(zi)料(liao)價值和(he)業務獨(du)特性

  晨(chen)昏軌道(dao)衛星是指太(tai)陽(yang)同步近極地軌道(dao)衛星中軌道(dao)降交點地方(fang)時(shi)間在上午6時(shi)左右的(de)衛星,觀(guan)測地方(fang)時(shi)間總在凌晨(chen)和(he)傍晚。風雲三號晨(chen)昏軌道(dao)衛星(風雲三號E星)預計ping) yu)2020年發射,是風雲三號03批計劃中的(de)首發衛星,也cai)槍噬鮮卓ke)氣(qi)象(xiang)應(ying)用的(de)晨(chen)昏軌道(dao)lan)緣毓guan)測衛星。

  目前,歐洲和(he)美國業務極軌氣(qi)象(xiang)衛星采(cai)用歐洲Metop衛星負責上午軌道(dao)、美國NPP衛星負責下午軌道(dao),雙(shuang)邊(bian)全(quan)球資(zi)料(liao)業務交換和(he)共享的(de)協作組網(wang)觀(guan)測模式。我國第(di)二代極軌氣(qi)象(xiang)衛星風雲三號也已(yi)經完(wan)成升級(ji)換代,並實現zhi)松舷攣縹佬親櫫wang)觀(guan)測的(de)業務能(neng)力,其中在軌的(de)風雲三號C星觀(guan)測時(shi)間接近歐洲的(de)Metop衛星,風雲三號D星觀(guan)測時(shi)間接近美國的(de)NPP衛星。

  “上述衛星觀(guan)測時(shi)間要麼集中在10時(shi)左右,要麼集中在13時(shi)左右,從數值天氣(qi)預報(bao)模式同化(hua)要求來(lai)看,每6小(xiao)時(shi)同化(hua)時(shi)間窗內全(quan)球總有兩條(tiao)至(zhi)三條(tiao)軌道(dao)的(de)衛星觀(guan)測空(kong)白區。”該項目負責人、國家衛星氣(qi)象(xiang)中心副(fu)主任張(zhang)鵬表示(shi),雖(sui)然風雲三號衛星的(de)數據(ju)質(zhi)量已(yi)經過歐美數值de)J郊煆椋   暇哂形(xing)榷ding)優良的(de)質(zhi)量,但由于(yu)風雲三號C星和(he)D星分別和(he)歐洲Metop衛星、美國NPP衛星觀(guan)測時(shi)間及區域重復,其資(zi)料(liao)在歐美全(quan)球數值天氣(qi)預報(bao)模式中僅作為業務同化(hua)資(zi)料(liao)的(de)備份(fen)。與(yu)國外同期Metop衛星、NPP衛星相比,風雲三號衛星的(de)全(quan)球觀(guan)測資(zi)料(liao)價值沒有得到充分體現,業務獨(du)特性有必(bi)要進一步提升。

  為此,針對風雲三號E星資(zi)料(liao)處理和(he)應(ying)用的(de)關鍵技術,該項目聯(lian)合國家氣(qi)象(xiang)中心,中國氣(qi)象(xiang)局上海台風研究所、廣(guang)州熱帶海洋氣(qi)象(xiang)研究所,福建省氣(qi)象(xiang)台等單位開(kai)展聯(lian)合技術攻關。

  ■試驗結(jie)果表明(ming),晨(chen)昏軌道(dao)衛星資(zi)料(liao)對全(quan)球數值預報(bao)有一定(ding)正效果;模擬仿真計算、同化(hua)模塊(kuai)等重要成果已(yi)應(ying)用于(yu)晨(chen)昏軌道(dao)衛星和(he)載荷(he)的(de)設計、研制(zhi)中

  項目團隊發展了基于(yu)大氣(qi)頂輻射特征(zheng)光譜(pu)加權、雙(shuang)頻雙(shuang)極化(hua)復雜海面散射、月球微(wei)光散射等的(de)大氣(qi)輻射傳輸計算方(fang)法,實現zhi)順chen)昏軌道(dao)衛星紅外高光譜(pu)大氣(qi)探測儀、風場測量雷達和(he)中分辨率光譜(pu)成像儀-微(wei)光型三台新型遙感儀器的(de)模擬仿真計算,生成了仿真模擬數據(ju)集。在儀器仿真模擬基礎(chu)上,完(wan)成了晨(chen)昏軌道(dao)衛星溫度(du)變化(hua)大和(he)光照條(tiao)件復雜情況下的(de)地理幾何定(ding)位,光譜(pu)和(he)輻射定(ding)標、儀器靈敏度(du)分析等預處理關鍵技術攻關。

  項目團隊研發了適用于(yu)晨(chen)昏軌道(dao)紅外高光譜(pu)、風場雷達、微(wei)波溫濕度(du)計的(de)同化(hua)模塊(kuai),試驗結(jie)果表明(ming)晨(chen)昏軌道(dao)衛星資(zi)料(liao)對全(quan)球數值預報(bao)有一定(ding)正效果,尤以南半球更明(ming)顯(xian)。針對晨(chen)昏軌道(dao)太(tai)陽(yang)高度(du)角低、光照條(tiao)件復雜的(de)特點,開(kai)發了晨(chen)霧、大火、強對流等相應(ying)的(de)識別算法,該算法已(yi)經應(ying)用于(yu)風雲四號靜止衛星晨(chen)昏時(shi)段(duan)信(xin)息提取,並取得了良好(hao)應(ying)用效果。

  目前,項目團隊已(yi)將上述研究成果集成至(zhi)“衛星觀(guan)測模擬與(yu)資(zi)料(liao)預處理綜合演示(shi)平(ping)台”,並具備衛星觀(guan)測數據(ju)模擬計算、預處理計算、正演仿真結(jie)果顯(xian)示(shi)、同化(hua)產品與(yu)天氣(qi)監(jian)測產品顯(xian)示(shi)等功能(neng)。此外,項目研究成果已(yi)經在中分辨率光譜(pu)成像儀-微(wei)光型動態範duan)wei)分析、雜散光仿真與(yu)抑(yi)制(zhi)等方(fang)面得到應(ying)用,有效推動了晨(chen)昏軌道(dao)衛星和(he)載荷(he)的(de)設計與(yu)研制(zhi)工作;紅外高光譜(pu)大氣(qi)探測儀的(de)攻關成果已(yi)經應(ying)用于(yu)風雲三號D星地面應(ying)用系統建設,在應(ying)用領域的(de)研究工作將明(ming)顯(xian)推ping)chen)昏軌道(dao)衛星發射後資(zi)料(liao)的(de)應(ying)用速度(du)和(he)應(ying)用效益。

  “此項研究重點聚焦,成果豐富,將進一步提升風雲衛星的(de)國際影響力。”項目驗收(shou)專家組組長、中國科學(xue)院(yuan)院(yuan)士曾慶存表示(shi),發展以數值天氣(qi)預報(bao)為主要應(ying)用目標的(de)風雲三號晨(chen)昏軌道(dao)衛星,未(wei)來(lai)將在天氣(qi)會商,熱帶氣(qi)旋和(he)其他極端(duan)氣(qi)象(xiang)災害預警,氣(qi)候監(jian)測、空(kong)氣(qi)質(zhi)量監(jian)測等工作中具備獨(du)特優勢,並將在國際業務衛星舞(wu)台形(xing)成同歐美既(ji)各有特色又優勢互補(bu)的(de)合作局面。

  (來(lai)源(yuan)︰《中國氣(qi)象(xiang)報(bao)》12月16日(ri)三版(ban) 責任編輯︰he)昝糲模/strong>

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