机载微波辐射计大气温湿廓线反演性能分析.pdf

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1、第3期气象水文海洋仪器No．32014年9月Meteorological，HydrologicalandMarineInstrumentsSep．2014机载微波辐射计大气温湿廓线反演性能分析谭泉，姚志刚，赵增亮，韩志刚，孙学金(1．北京应用气象研究所，北京100029；2．解放军理工大学气象海洋学院，南京211101)摘要：基于RTTOV实现了机载平台的大气微波辐射传输快速计算，给出了机载微波遥感的权重函数；结合ECMWF大气温、湿廓线库建立了用于算法开发的训练库和检验库，并基于神经网络反演算法分析了不同通道组合、观测误差、平台飞行高度等因素对机载平台下微波大气温、湿廓线反

2、演性能的影响。结果表明；神经网络反演算法可以简便、高效地利用多波段的观测信息得到大气温、湿廓线，湿度探测通道可有助于大气温度廓线的反演，且50GHz和118．75GHz附近通道对湿度廓线的反演尤其重要，具有良好的互补性；另外，飞机平台高度的降低能够显著改进飞机以下高度一定范围内的大气温度反演结果。关键词：温度；湿度；机载；微波中图分类号：P412．24文献标识码：A文章编号：1006-009X(2014)03—0005—07Analysisofatmosphericparameterretrievalsfromairbornemicrowavesoundinginstrume

3、ntsTanQuan，YaoZhigang，ZhaoZengliang。HangZhigang，SunXuejing。(1．BeijingInstituteofAppliedMeteorology，Beijing100029；2．InstituteofMeteorologyandOcean，PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing211101)Abstract：BasedontheRTTOV，thefastcalculationoftheatmosphericmicrowaveradiancetransferiSachieved，

4、andtheweightfunctionofairbornemicrowaveremotesensingisgiven．TheeffectofChannelselection，observationerror，theplatformheightonairbornemicrowavetemperatureandhumidityprofileretrievalperformanceisanalyzedbasedonneuralnetworkinversionalgorithm．Theresultsshowthatartificialneuralnetworkscaneasilya

5、ndefficientlyretrieveprofilesfrommulti—bandmicrowaveobservationinformation．Thehumiditydetectionchannelsnear5OGHzand118．75GHzarenotonlyimportantbutcomplementaryforhumidityprofileretrievals．Inparticular，withthereductionofaircraftcruisingaltitude，temperatureretrievalerrorcanbereducedwithinacer

6、tainheightbelowtheaircraft．Keywords：temperature；humidity；airborne；microwave的大气修正。等方面都有着非常重要的意义。而0引言机载微波大气温湿廓线探测作为探测温湿廓线的大气温度和湿度廓线在天气预报¨、人工影重要手段具有机动灵活的特点嘲，不仅可用于危响天气、短期或临近灾害天气监测。]、辐射测量险天气的高时空分辨率探测，也可用于大气辐射收稿日期：2014—02—15．作者简介：谭泉(1989一)，男，硕士研究生．主要从事大气温湿廓线探测方面的研究·6·气象水文海洋仪器传输模型的验证[7]，以及星载探测器观测的

7、对比检验。例如，1989年开始实验研究的英国MetOffice和法国LMD研制的机载扫描微波辐射计系统(MARSS)，它采用了89、157GHz和183GHz附近通道用于晴空下微波辐射传输模型的验证]、云中液态水测量[9]、降水测量l】，还进行了表面发射率特性的测量_】、冰雪测量_1和陆地表面测量[1。美国MIT研制的机载微波大气温湿度探测器NAST—M则采用了50~57GHz和118．75GHz附近的17个大气温度探测通道，并将其应用到了大气的温度廓线以及降水的反演[14,1s]。谭泉等分析了星载多波