风云二号静止气象卫星的云相态识别算法

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1、万方数据第30卷第4期2011年8月红外与毫米波学报J．InfraredMillim．WavesV01．30，No．4August，2011文章编号：1001—9014(2011)04—0322—06风云二号静止气象卫星的云相态识别算法刘健，李云(国家卫星气象中心，北京100081)摘要：风云二号静止气象卫星上装载有可见光、中波红外、水汽和红外波段探测通道。其中白天的中波红外通道反射率可以反映云顶粒子的尺度和相态信息．联合使用可见光、中波红外和热红外通道辐射，可构建白天云顶粒子相态识别算法．云相态识别结果与C

2、loudSat卫星的云分类产品相比较，个例分析表明，两种数据对于以深对流和卷云为主的高层冰云识别一致率高于97％，对以层云、层积云和雨层云为主的低层水云的识别一致率为94．98％．将云相态识别算法用于热带气旋云系结构分析，可清晰地揭示热带气旋云系中心对流云区、外围卷云羽区及周边的水云等结构特征．关键词：云；相态；静止气象卫星中图分类号：P412．27文献标识码：ACloudphasedetectionalgorithmforgeostationarysatellitedataLIUJian，LIYun(Nat

3、ionalSateniteMeteorologicalCenter，Beijing100081，China)Abstract：FengYun-2geostationaryspectraldataconsistsof5channelsthatlocateatvisible，nearinfrared，watervaporandfarinfraredwavelength．Amongthesechannels，thereflectanceofnearinfraredbandsatdaytimeisthefunctio

4、nofcloudparticle’Ssizeandthermodynamicphase．7rhepaperproposesagroupeddetectionmethodtoidentifycloudparticle’sther-modynamicphasebyreflectanceofvisible，nearinfraredbands，andbrightnesstemperatureofinfraredbands．neidenti·fledcloudphaseWascomparedwithCloudSatpr

5、oducts．卟eexampleanalysisindicatedthattwokindsofdataregardingconsistentratearehigherthan97％forhighlayericecloud，includingdeepconvectionandcirrus．Forlowwaterclouds，theconsistencyoftwokindsofdatagot94．98％．Itcanclearlyshowthecloudsystemstructureoftropicalcyclon

6、e，inclu-dingcentralconvectioncloudarea，cirrusaroundandoutsidewatercloudwhenusingcloudthermodynamicphaseidentifiedmethodanalysisthecloudpropertiesoftropicalcyclone．Keywords：cloud；thermodynamicphase；geostationarysatellite·PACS：92．60．Nv引言云对地球与大气间的能量平衡具有强烈的调节作用

7、．云性质及其在不同空间和时间尺度上的变化对全球气候变化和各种尺度的天气系统的影响是不可忽视的．不同的云类反映了不同的大气状况，如对流云的存在预示着可能发生降水或强对流天气，反映了大气的不稳定性；层积云的存在预示着大气中存在着干空气逆温层．因而对云进行正确的分类有助于改善天气预报精度，尤其是静止气象卫星的云分类数据，因其具有较高的时间探测频率优势，更能在天气分析中发挥作用．随着卫星遥感探测能力的提高和遥感技术的发展，利用卫星遥感数据判识云顶粒子的相态成为可能．由于冰和水对辐射的吸收在8—10ttm波段上基本相同

8、，但在10一13ttm波段上却出现明显的差异，因此联合使用8、11和12“m三个红外探测通道，可以有效地分析云顶粒子的热力学相态⋯，这一方法已成为当今云相态识别的主流算法，但受到资料的限制，到目前为止，仅有EOS／MODIS同时搭载8、ll和12斗m三个红外探测通道．由于冰与水在1．6pLm波段有较明显的吸收性质差异，使得冰粒子收稿日期：2010．05．18，修回日期：2010．09．28Recei