风云三号A星微波湿度计数据处理与应用_何杰颖

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1、风云三号A星微波湿度计数据处理与应用何杰颖，张升伟（中国科学院微波遥感技术重点实验室空间科学与应用研究中心，北京100190）[摘要]主要介绍了风云三号A星（FY-3A）有效载荷之一——微波湿度计的结构、运行状态以及数据接收和数据处理的具体形式。利用神经网络算法建立反演模型，并与国外已经业务运行的先进微波探测单元B型（AMSU-B）比较，性能相当。反演北京地区2008年7—12月相对湿度和水汽密度廓线，对比探空数据，分析反演均方差。同时，分析了台风到来时不同通道的亮温显示结果，从而证明：风云三号微波湿度计不仅能全

2、球范围内探测大气水汽等相关信息，同样在台风、热带气旋的检测和判断未来的走势中也发挥了重要作用。[关键词]微波湿度计；风云三号A星；神经网络算法；水汽密度[中图分类号]V474.2+91[文献标识码]A[文章编号]1009-1742（2013）10-0047-07道的亮温值。利用神经网络算法建立反演模型，并与1前言国外已经业务运行的先进微波探测单元（AMSU-B）风云三号A星（FY-3A）是我国第一颗新一代极进行比较。反演北京地区2008年7—12月水汽密轨气象卫星的首发星，于2008年5月27日在中国太度，分析反

3、演均方差。原卫星发射中心发射升空，截至2011年5月，已成2设备结构及运行状态[1]功运行三周年。微波湿度计（MWHS）是风云三号A/B星的主载荷之一，是搭载于极轨气象卫星的微FY-3A卫星轨道高度为836km，轨道倾角为波辐射计，目的是探测大气湿度廓线的垂直分布以98.753°，自北向南运行，绕地球一圈大约需及液态水含量等参数。其包括150GHz和183GHz101.603min，每天转动14.1728圈。降交点的地方两个探测频率以及5个探测通道，主要功能是探测时为10：05～10：20，交点地方时漂移为15m

4、in/a，回全球大气湿度廓线及强降雨；按照卫星总体要求，归周期约为6d，设计寿命为3年。其上搭载的由中工作寿命设计为3年，2年在轨运行考核。在轨运行国科学院空间科学与应用研究中心自主研制的中，MWHS工作正常，积累了大量全球大气水汽及MWHS作为11个有效载荷之一，由5个探测通道组强降雨等气象资料，图像层次分明，信息量丰富。成，用于探测大气湿度廓线和降水强度等（见图1）。目前风云三号A/B星MWHS以上午星和下午星形中心频率分别为150GHz、（183.31±1）GHz、式交叉运行，提供了大量的湿度信息，与星载温

5、度（183.31±3）GHz和（183.31±7）GHz，其中150GHz通计联合使用，可获得全球大气的三维温湿度信息，道包含水平和极化两种方式，5个通道均采用双边带有利于气象资料同化和融合。方式，带宽分别为1000MHz、1000MHz、500MHz、本文主要介绍MWHS运行状态以及数据接收1000MHz和2000MHz。扫描宽度为±53.35°，幅宽和数据处理的具体形式。分析2008年8月22日11时约为2700km，星下点分辨率为15km，亮温动态范“鹦鹉”台风到来时不同通道的亮温显示结果，以及围为3～34

6、0K，探测灵敏度为1.1～1.2K，定标精度[2]2008年9月13日“森拉克”热带气旋到来时不同通为1.5K。图2为MWHS扫描几何。[收稿日期]2013-04-22[作者简介]何杰颖（1984—），女，天津市人，助理研究员，研究方向为地基和星载微波辐射计数据处理与应用；E-mail：hejieying@mirslab.cn2013年第15卷第10期47图1风云三号MWHSFig.1MWHSonboardFY-3satellite图3MWHS某扫描线5通道亮温图Fig.3Brightnesstemperatur

7、evaluesof5scanninglinesfromMWHS图2MWHS扫描几何Fig.2ScanninggeometryofMWHS3接收数据的基本信息风云三号MWHSL1级数据是经数据预处理生成的包含定标定位及预处理辅助信息的数据产品，可直接应用于数值天气预报模式以及大气湿度垂直探测和图像分析。数据区域类型为全局探测，星下点分辨率为15km，更新频率为14圈/d，数据量为824×60×60（/8/3）×2048×5.0/d≈3.32×10/d，数据分块图4MWHS150GHz水平和垂直极化通道的扫描亮温值的

8、方式按扫描路径的弧度进行划分。图3为Fig.4BrightnesstemperaturevaluesofwindowMWHS2008年9月1日00：56时刻开始扫描的L1级frequencyat150GHzhorizontalandverticalpolarizationfromMWHS天底观测亮温数据，共2283条扫描线，每条扫描线98个像元，天底点为第49个或第50个