[發明專利]一種全球降水檢測方法

有效

• 申請號: 201810378291.6
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108594335B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 李娜;何杰穎;張升偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10;G01N22/04
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王宇楊

本發明公開了一種全球降水檢測方法，所述方法包括：步驟1)對于海洋降水檢測，計算散射因子閾值，將實時計算的散射因子與散射因子閾值進行比較判斷是否有降水事件；步驟2)對于陸地降水檢測，判定對流強度類型，根據對流強度類型判定是否有降水事件。本發明的方法有效地提高了FY?3C/MWHS?II數據利用率，得到的全球海洋和陸地降水檢測結果準確率較高，可以做為FY?3C/MWHS?II的全球海洋和陸地降水檢測方法的一種參考，從而為后續的降水反演、數值天氣預報、資料同化等研究奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及微波遙感降水領域，具體而言，涉及一種全球降水檢測方法，該方法適用于風云三號03星新型微波濕度計(FY-3C/MWHS-II)。

背景技術

降水是天氣分析、天氣預報以及氣候變化研究等的重要參數，另外，它還直接影響著全球輻射能量的收支平衡，與人類的生存和生活直接相關。但是降水的時間和空間變化很大，是最難測的氣候因素之一。目前，測量降水的手段主要有三種：地面雨量計測量，地基雷達遙感和衛星遙感。雖然地面雨量計測量是其他探測手段的基準，但是其時間和空間的分辨率遠遠不能滿足大氣科學研究的需求，而地基雷達遙感同樣面臨著空間分辨率的問題，同時雷達探測降水受地形遮擋，雷達射線抬升和Z-R關系不確定性的影響，在復雜區域很難實施。星載遙感由于具有空間覆蓋廣，時間和空間分辨率高等優勢，發展迅速。與紅外相比，微波可以穿透云雨等，因此星載微波遙感具有獨特的優勢。

我國第二代極軌氣象衛星——“風云三號”氣象衛星03星(FY-3C)于2013年9月23日發射成功。“風云三號”對地觀測每天繞地球南北極飛行14圈，飛行一圈的時間為102分鐘，衛星高度836km。其上的一個重要載荷新型微波濕度計(MWHS-II)作為FY-3A和FY-3B氣象衛星上的更新換代產品，保留了原來的大氣水汽主探測頻點183.31-GHz，該頻點擴展為5個的探測通道對大氣不同高度層水汽垂直特征有不同響應，位于水汽吸收帶中心的通道能探測大氣上層約300百帕的水汽分布信息，逐漸遠離吸收線中心移向翼區的通道，穿透深度逐漸加強，可以探測大氣中層400、500和700百帕，以及底層850百帕的水汽分布信息；同時窗區通道設置為89-GHz和150-GHz，用于探測地表微波輻射信息；國際上首次用于極軌氣象衛星的118-GHz作為氧氣吸收頻點設置為8個通道，可用于垂直高度的大氣溫度探測，與183.31-GHz的5個水汽探測通道相結合，實現了濕度和溫度的同時探測。FY-3C/MWHS-II的15個通道設置參數情況如表1。新型微波濕度計作為一種被動的微波遙感器，不僅能夠穿透云層和雨區，并且能夠穿透一定深度的地表或植被，用于全天時、全天候探測全球地表及不同高度層的濕度和溫度、水汽含量、降水量等氣象信息，具有探測降水的能力，為數值天氣預報提供及時準確的大氣濕度初始場信息，提升對臺風暴雨等災害性強對流天氣的監測預警能力，在大氣探測及海洋觀測中具有重要作用。

表1 FY-3C/MWHS-II通道設置參數

從FY-3C/MWHS-II硬件設計的角度來看，水平已達國際先進水平，但是從數據應用的角度來看，與國外同類載荷AMSU、ATMS等相比，數據利用率較低，基于FY-3C/MWHS-II的全球降水檢測研究具有重要意義。

TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)多衛星降水數據TMPA(TRMMPrecipitation Analysis)在近10年經歷了多次升級(V5-V7)，由于融合了多個衛星數據，且數據質量較高，已被成功運用在降水、水文、氣候等研究領域。TMPA 3B42(V7)數據由于其較高的精度，成為國際上廣泛應用的一種重要的研究性降水產品。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術缺陷，提出一種基于FY-3C/MWHS-II的全球降水檢測方法，該方法能夠實現海洋和陸地的降水檢測。

為了實現上述目的，本發明提供了一種全球降水檢測方法，所述方法包括：