地球静止地球轨道高光谱红外线辐射数据改善了局部严重风暴预测

风韵4 b

Fengyun-4B,第一个携带高光谱IR发声器的携带叫Giirs(地球静止干涉红外发声器)的第一个运营地球静止天气卫星,于6月3日推出,2021年。信贷:中国气象局

自20世纪50年代气象卫星时代开始以来,遥感仪器的不断改进提高了地球科学的水平,显著增加了可用的大气观测。同样,科学家在了解地球的大气、气候和环境方面也取得了相当大的进步。近20年来,随着大气科学的进一步发展,低地球轨道卫星上搭载的基于卫星的红外(IR)探测仪提供了高光谱(或高光谱)红外辐射。这些探测仪可以确定反射的红外波长的微小差异,这有助于识别大气中的不同目标。这些数据显著改善了全球数值天气预报(NWP)的模拟和预报。

尽管全球覆盖范围,但每个Leo发声器为特定位置每天只提供两次观察。然而,来自地球静止地球轨道(Geo)卫星的高光谱IR发声器可以提供更高的分辨率4-D温度(包括时间),湿度和初始化所需的动态运动信息,或者开始模型仿真。为了准确反映整个24小时内的大气变化,Leo卫星可以为NWP模型提供更频繁的数据更新。

科学家正在为NWP模型开发数据同化方法,以提高卫星初始化数据的质量。观测系统模拟实验(OSSE)旨在利用数据同化研究未来大气观测系统的潜在影响。传统的OSSE过程需要大量的工作来计算、模拟和校准信息,然后同化数据来产生预测。因此,模型气象学家正在努力使这一过程更加有效。

“我们使用混合OSSE方法研究了来自Geo-Hyperspectral IR发声器的附加值。”李丽义教授教授,威斯康星大学 - 麦迪逊学院气象卫星研究所的杰出科学家。

与传统的OSSE相比,在混合OSSE中,除了新传感器的观测数据经常通过小网格、高分辨率的全球大气分析或再分析进行模拟外,大部分数据都是真实观测数据。上发表的一篇新论文中包含了混合OSSE应用的详细建议大气科学进展,这也是一个关于风云气象卫星:数据、应用与评估

在他们评估新方法的影响之前,李教授和他的团队必须从新的Geo高光谱IR传感器验证模拟的辐射,以验证模拟新的传感器数据是否在混合OSSE系统中使用。他们在伟大的平原和2019年使用了两种当地严重风暴案件,在大平原和中西部地区评估了来自Geo Hyperspectral IR数据的增值影响。

“我们很高兴发现气温、湿度和降水预报有所改善,风力预报也有所改善。”李教授就研究结果发表评论。

总的来说,该团队的影响研究具有附加价值,当使用GEO高光谱IR数据代替LEO数据时,可以减少5%的均方根误差(RMSE)。这表明了GEO高光谱红外探测仪的潜在应用,可能改善当地的强风暴预报。

参考:“使用混合OSSE方法的局部严重风暴预测的”地理高光谱红外线额外加工的附加值“由Pei Wang,Zhenglong Li,Jun Li和Timothy J. Schmit,2001年6月1日,大气科学进展
DOI:10.1007 / S00376-021-0443-1

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