气象联合:【成果简介】风云四号高光谱大气探测仪三维风场解析及同化应用研究(U2142201)

发布时间:2024-01-17 浏览量:

李俊,郑婧,尹若莹,狄迪

国家卫星气象中心


成果1:基于卫星遥感反演三维风场技术

大气三维风场探测是未来对地观测系统中天气观测的重点,项目团队提出物理和人工智能相结合的三维风场反演方法,在国际上首次将地球同步轨道气象卫星大气风场探测从传统两维拓展至三维,得到大气风廓线垂直分布信息,精度优于3米/秒。认证了同平台成像仪和大气垂直探测仪联合观测三维风场的独特优势,指出我国新一代地球同步轨道气象卫星应保持同时搭载成像仪和大气探测仪的载荷配置,联合使用成像和探测数据提升有云覆盖区定量产品特别是三维风场的反演精度和应用效果,而不必采用欧、美将成像和探测分置两个不同卫星平台的做法。初步试验显示,同化卫星遥感得到的大气三维风场对台风数值预报有明显的增益价值。以上成果发表在Geophysical Research Letters和Bulletin of American Meteorological Society(BAMS)期刊上,并作为亮点成果今年7月被BAMS专栏介绍。


成果2:风云四号高光谱大气探测仪(GIIRS)三维水平风场科学数据集

基于中国新一代地球同步轨道气象卫星——风云四号系列卫星,采用项目团队建立的三维风场反演模型,得到2018-2023年期间风云四号A星和B星在15至30分钟加密观测期间的三维水平风场科学数据集,包括7个天气事件(含6个台风和1个东北冷涡),用于下一步开展风场观测在数值天气预报模式中的同化和预报影响研究。具体信息如下:

序号 观测个例 数据时段 观测卫星 时间分辨率 视场大小 产品下载地址(DOI)
1 台风“玛利亚” 2018.07.10~11 FY4A 15分钟 16公里 https://doi.org/10.5281/zenodo.5048464
2 台风“安比” 2018.07.23~24 FY4A 30分钟 16公里 https://doi.org/10.5281/zenodo.7428475
台风“利奇马” 2019.08.08~10 FY4A 30分钟 16公里
台风“山竹” 2018.09.12~15 FY4A 30分钟 16公里
3 东北冷涡 2022.06.24~26 FY4B 15分钟 12公里 https://doi.org/10.5281/zenodo.7428597
4 台风“木兰” 2022.08.08~10 FY4B 15分钟 12公里 https://doi.org/10.5281/zenodo.7427907
5 台风“卡努” 2023.08.02~05 FY4B 15分钟 12公里 https://doi.org/10.5281/zenodo.10258292


代表性成果清单(第一资助):

1. Li, J., W. Paul Menzel, T. Schmit, and J. Schmetz, 2022: Applications of geostationary hyperspectral infrared sounder observations – progress, challenges, and future perspectives. Bulletin of American Meteorological Society, 103(12), E2733-2755.DOI: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0328.1

2. Li, J., Y. Zhang, D. Di, Z. Ma, Z. Li, T. Schmit, and W. P. Menzel, 2022: The influence of sub-footprint cloudiness on three-dimensional horizontal wind from geostationary hyperspectral infrared sounder observations, Geophysical Research Letters, 49, no. 11, e2022GL098460.

3. Jun LI, Jing ZHENG, Bo LI, Min MIN, Yanan LIU, Chian-Yi LIU, Zhenglong LI, W. Paul MENZEL, Timothy J. SCHMIT, John L. CINTINEO, Scott LINDSTROM, Scott BACHMEIER, Yunheng XUE, Yayu MA, Di DI and Han LIN, 2023: Quantitative Applications of Weather Satellite Data for Nowcasting: Progress and Challenges. Journal of Meteorological Research. DOI: 10.1007/s13351-024-3138-6

4. 张玉荣, 姚晓娟, 狄迪, 等, 2023: 联合静止气象卫星成像仪和高光谱红外大气探测仪观测的三维水平风场反演[J]. 大气科学, 47(6): 1891−1906.