復雜多變的陸地表微波比輻射率,造成陸面上星載微波觀測反演大氣參數(shù)較為困難,也使得許多衛(wèi)星微波資料不易同化應用到數(shù)值模式,因此迫切需要提供準確可靠的陸面微波地表比輻射率信息.隨著衛(wèi)星觀測技術的迅速發(fā)展,利用豐富的星載被動微波觀測直接反演陸面微波比輻射率成為一種主要手段.國外針對星載微波成像儀和微波垂直探測器開展較為系統(tǒng)的陸面微波比輻射率研究,建立不同類型的地表比輻射率反演方法,開發(fā)地表比輻射率參數(shù)化方法并應用于輻射資料同化.對于衛(wèi)星觀測反演陸面微波比輻射率存在的問題,開展了評估分析和方法訂正.國內利用衛(wèi)星觀測也開展了一些陸面微波比輻射率研究工作,尚需要系統(tǒng)、綜合的提煉.對于地表特征復雜的中國地區(qū),還需要評估認識不同陸面微波比輻射率反演方法在我國適用情況,需要增強陸面微波比輻射率數(shù)據(jù)質量的認識以及業(yè)務應用. 

【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(10)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

衛(wèi)星觀測計算地表微波比輻射率(ε)的主要步驟

Karbou等(2005)通過分析一個月AMSU數(shù)據(jù)計算的陸面比輻射率隨地表類型、頻率和觀測角度的變化特征,初步建立適用于AMSU陸面比輻射率的兩個參數(shù)化方法,并與模式和衛(wèi)星資料計算結果進行比對,具有較好效果.Prigent等(2008)計算兩個月多種星載微波數(shù)據(jù)(SSM/I、TMI和AMSU)的全球陸面微波比輻射率,統(tǒng)計分析不同陸地表上比輻射率隨頻率、觀測角度和極化的變化規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)這些變化規(guī)律在同一地表類型上存在較好的線性相關,可采用簡單的多元線性擬合獲得,進而建立一個針對19～100 GHz星載微波設備在不同掃描方式和極化條件的陸面比輻射率參數(shù)化方案.將該參數(shù)化方法與之前建立的10年(1993—2004)SSM/I比輻射率數(shù)據(jù)庫結合(Prigent et al., 2006),對于給定經(jīng)緯度和月份的信息,就能快速計算19～100 GHz之間不同觀測角度和極化條件下的陸面比輻射率,具體流程如圖2所示.Aires等(2011)進一步采用類似的參數(shù)化方法,基于10年SSM/I月平均地表比輻射率數(shù)據(jù)庫,建立一個計算陸面微波比輻射率的算法工具(TELSEM),使其應用于快速輻射傳輸模式RTTOV.基于全球地表比輻射率氣候數(shù)據(jù)庫,TELSM通過內插或外推方法估算出不同頻率、不同觀測角度的星載微波設備的地表比輻射率.TELSEM主要目的是提供更為真實、合理的陸面比輻射率初始猜測場,也能作為直接計算比輻射率的便利工具用于陸面參數(shù)反演或輻射資料同化中.目前,歐洲數(shù)值預報中心已經(jīng)將TELSEM結合到RTTOV模式,用于WRF和ECMWF數(shù)據(jù)預報模式的輻射資料同化研究中,對地表反映敏感的微波低頻通道模擬上顯示出一定的積極效果(He,2018).可見地表微波比輻射率參數(shù)化方法將會促進陸面微波比輻射率在數(shù)值預報模式中應用,將拓寬使用目前豐富的星載微波觀測數(shù)據(jù),有助改善NWP天氣模式的預報性能.

【參考文獻】：
期刊論文
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