闪电监测传感器简介.pptx

FY-4闪电监测传感器简介 闪电监测介绍 闪电是发生在大气中的一种瞬时放电现象，其活动与冰雹等强对流天气系统关系密切。长期以来，对闪电的监测和预警一直是气象预报中的难点。 强对流天气往往都伴随有强烈而密集的闪电发生，因而闪电监测也被人们称作是强对流天气的“示踪器”。 近年来，发展地球静止轨道卫星闪电成像仪，以实现对闪电和强对流天气的实时、连续观测，成为国际上闪电探测的一个重要发展方向和趋势。 闪电监测介绍 迄今为止，全球还没有静止轨道卫星闪电成像仪发射上天的先例，但LIS（Lightning Imaging sensor，搭载于 TRMM 卫星上）等低轨道光学闪电成像仪的成功运行，为发展地球静止轨道卫星闪电成像仪提供了技术和经验上的准备。 相比于 LIS 这样的低轨道卫星闪电成像仪，地球静止轨道卫星闪电成像仪被认为是最有效的闪电观测手段，它可以在整个可见的地球圆盘范围内对闪电和与之相关的雷暴云进行连续的观测，因此具有无与伦比的优势。 闪电监测介绍 目前，除了美国和欧洲均计划在其下一代静止气象卫星（分别为 GOES-R 卫星和 MTG 卫星）上搭载闪电成像仪外，我国正在研制中的新一代地球静止轨道气象卫星风云四号（FY-4 卫星），也计划于2015 年前后携带闪电成像仪发射上天，成为计划中的全球第一批地球静止轨道卫星闪电成像仪之一。 和 LIS 等光学闪电成像仪的仪器设计和观测原理类似， FY-4卫星闪电成像仪采用光学成像的方式，利用闪电放射能量峰值所在的近红外 777.4nm 波段，通过捕捉由闪电光源发出并经云体多次散射后的上行辐射信号，来实现闪电探测。 风云四号： 新一代对地观测卫星系列 风云系列卫星发射计划 FY-4对地观测卫星 轨道位置 FY-2原有位置 FY-4 现有位置 FY-4A与FY-2参数对比 AGRI GIIRS LMI Advanced Geo. Radiation Imager多通道扫描成像辐射仪 Geo. Interferometric Infrared Sounder 干涉式分光大气垂直探测仪 Lighting Mapping Imager闪电成像仪 14 Channels within 0.55~13.8μm 538 LWIR Channels 375 S/MIR Channels Central Frequency: 777.4nm 500mx1;1Kmx2 2Kmx4; 4Kmx7 16Km 7.8Km S/N : 90 ～ 200 NEΔT： 0.2～0.7K Radiometric Calibration accuracy: 1K Spectral Calibration accuracy:10ppm S/N =6 Full Disk =15min Meso-scale : 35min(1000x1000km) China area: 67min(5000x5000km) 2ms FY-4A传感器介绍 LMI 观测模式 FY-4A系列产品 三大传感器（AGRI,GIIRS和LMI），共有27项关键产品 FY-4A卫星闪电成像仪的观测使命和需求 首先在覆盖范围上，必须覆盖中国陆地和海洋的大部分区域及临近地区。在观测能力上，必须以极高的探测率和极低的虚警率对包括云闪、云间闪和云地闪在内的全部闪电进行探测。 同时，闪电探测与定位产品的应用领域主要包括：航空安全保障，强对流天气的跟踪、预警和预报，电力、建筑、林业等民用部门的安全预警预报以及相关科学研究等。 航空安全保障，要求闪电探测必须具有高定位精度、高时效性、高探测效率、连续观测能力；而强对流天气预报和民用安全服务，则强调闪电探测的连续跟踪和预警预报能力。 ①中国陆地和海洋的大部分区域及临近地区的覆盖能力； ②白天、黑夜连续不问断的观测能力； ③具有良好的定位精度； ④高探测效率和低虚警率； ⑤闪电成像产品具有高时效性 从总体上，FY-4A卫星闪电成像仪必须具备的基本功能是： 为了实现探测使命，FY-4闪电成像仪目前已经明确了部分技术指标. 其与美国LIS和规划中的LMS的比较见左表。 FY-4A闪电成像仪的技术指标和分析 为了降低窄带滤光片的光线入射角，减小滤光片的角度漂移，FY-4卫星闪电成像仪明确CCD采取两个400×400面阵，但究竟是东西方向安置还是南北方向安置，覆盖区域的经纬度位置及星下点位置有待根据实际需要确定。 与美国已经上天的LIS和GLM相比，FY4卫星闪电成像仪的指标，除了在覆盖范围、CCD面阵大小方面存在一些差异外，在其它性能指标方面，特别是两个核心指标闪电探测率和虚警率，与GLM和LIS完全相同，达到了当前国际卫星闪电成像仪的最高水平。 FY-4A闪电成像仪