从FY-3B极轨气象卫星VIRR仪器通道5遥测数据计算射出长波辐射.pdf

2011 年 第 56 卷 第 31 期：2604 ~ 2608 《中国科学》杂志社 论 文 SCIENCE CHINA PRESS 从FY-3B 极轨气象卫星VIRR 仪器通道5 遥测数据 计算射出长波辐射 ①② ①② 吴晓 , 鄢俊洁 ① 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室, 北京 100081; ② 国家卫星气象中心, 北京 100081 E-mail: wuxiao@ 2011-02-15 收稿, 2011-06-27 接受 摘要 基于红外辐射传输方程, 模拟了代表全球各种天气状况3812 条大气廓线的大气顶射出长 关键词 波辐射通量密度(OLR), 以及FY-3B VIRR 通道5 辐射率, 通过统计回归分析, 建立了通道5 亮 OLR 反演模式 温与通量等效亮度温度的统计回归关系式. 将回归模式应用于 FY-3B VIRR 仪器的 L1 级数据, 精度验证 处理出了卫星观测时刻的OLR 格点场产品, 产品的精度经由与观测时间相近的NOAA-18 卫星 同类产品对比得出, 对于全球日平均产品, 两者的系统均方根误差RMSE 2 = 10~13 W/m , 相关系 数R = 0.97~0.98, 误差的主要原因是对同一地理位置两星的观测时间不尽相同. 文中给出了处理 出的OLR 产品实例, 以及产品的应用范围和初步应用个例. FY-3B 极轨气象卫星的 VIRR(visible infrared 表 1 VIRR 10 个通道光谱特性 radiometer)是一个类似于NOAA AVHRR 的仪器, 它 通道 波段(m) 通道 波段(m) 设计有短波和长波共 10 个探测通道, 通道的光谱特 1 0.58~0.68 6 1.58~1.64 性见表 1, 其中红外窗区通道 4 和 5 相当于 AVHRR 2 0.84~0.89 7 0.43~0.48 的分裂窗通道4 和5. 从NOAA 卫星的AVHRR 通道 3 3.55~3.95 8 0.48~0.53 5 数据估算地气系统射出长波辐射通量密度(OLR)需 4 10.3~11.3 9 0.53~0.58 要将通道 5 亮度温度通过一个理论或经验的回归公 5 11.5~12.5 10 0.90~0.965 式转换为通量等效亮度温度: TF = A + B × TB5 + C × T 2 , B5 这已成为一个经典的公式[1], 在美国NESDIS 使用该 1 VIRR OLR 反演模式的建立 公式计算处理NOAA 系列卫星AVHRR 的OLR 产品 已有达30 多年的历史, 全球OLR 产品被国内外气象 建立 VIRR 仪器的 OLR 反演模式主要是基于对 界广泛地用于气候预测、气候诊断、气候模式等多个 大气廓线的红外辐射传输模拟[3~5]计算, 分别模拟每 方面. 中国在