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“十三五”优秀成果展示——MODIS、NOAA/AVHRR和FY-2/VISSR卫星云微物理参数定量反演与应用

发布者:   来源:   发布时间:2024/4/11 0:00:00   标签:   浏览次数:211

成果评价编号: 中气科成评[2022]231
评价结果: 良好
成果名称: MODIS、NOAA/AVHRR和FY-2/VISSR卫星云微物理参数定量反演与应用
完成单位: 陕西省气象科学研究所
成果形式: 应用研究和技术开发类-其他
研究领域: 气象服务与应用气象
评价年份: 2019
完成人: 徐小红、朱延年、岳治国、董自鹏、余兴、刘贵华、戴进
成果简介: 在3项国家级(2005DIB3J099、40975087、GYHY201306005)和1项中国局(CMATG2009MS41)项目资助下,项目组完成了NOAA、MODIS和FY-2卫星的云微物理参数定量反演系统及业务应用研究,并推广应用。 关键技术:改进了多卫星平台云粒子有效半径反演算法、MODIS卫星海洋性低云云滴数浓度反演算法,研发了卫星云微物理参数定量反演系统;通过卫星反演海洋性层积云云滴数浓度,定量评估了气溶胶间接效应;建立了灾害性强对流监测预警和人工增雨作业条件卫星指标。
① 研发了极轨卫星MODIS、NOAA和静止卫星FY-2云微物理参数定量反演系统。 对比国际同类研究,开发的云滴数浓度(Nd)卫星反演算法克服了过往无法反演破碎云Nd的困难,提高了此类云Nd反演精度。改变了在开展海洋性低云气溶胶-云相互作用研究时,只能针对云量大于0.8云区的现状,而云量小于0.8的云区恰恰是气溶胶和云相互作用最为敏感的区域。该技术处于同类研究的国际领先水平。 ② 通过卫星反演海洋性层积云云滴数浓度,定量评估了气溶胶间接效应。 基于改进的卫星反演云滴数浓度算法,开展海洋性低云辐射强迫研究,提出了剥离气象条件影响研究气溶胶-云相互作用的新方法,首次展示了在给定气象条件下,云对气溶胶敏感性的评估结果,为重新认识云-气溶胶敏感性提供了新的观测研究事实。为此,《Science》发表了针对此研究的评述,给予高度评价。成果处于国际领先水平。 ③ 基于多源卫星,建立了人工影响天气作业卫星指标。 人影业务主要通过雷达监测指导作业。项目运用卫星技术,能够较早探测到云的微物理特征,通过极轨卫星识别作业云体、静止卫星跟踪云发展演变,提高作业准确性,为人影业务提供了新的技术手段。 ④ 开展灾害性强对流云微物理特征研究,发展卫星监测预警指标。 成果以极轨卫星反演为主,运用多光谱综合分析方法,弥补了通常所用静止卫星单通道分析的局限性。与雷达观测多个例对比分析反映出,卫星比雷达平均可提前2小时识别强对流, 为强对流天气监测预警、人工防雹作业提供了微物理意义明确的新依据。 ⑤气溶胶成冰核作用的国际前沿科学问题取得突破。 气溶胶成冰作用观测资料匮乏,造成气溶胶成冰作用研究的困难也大。利用卫星开展气溶胶成冰作用研究为该领域提供了大量的、有效的观测资料。通过发展卫星反演技术,获取了大量观测资料,总结了不同气溶胶成冰能力,成果处于国际水平。
研发的卫星云物理参数定量反演系统在希伯来大学、南京大学等高校教学和科研中应用,培养了相关领域的青年人才。在陕西、青海、山东等十多家省级人影业务中推广应用,尤其在青海三江源人工增雨、十一届全运会人工影响天气保障等重大活动中发挥了良好的社会和经济效益。 研究成果——海洋性低层云辐射效应研究,在《Science》(2019)发表,日本学者在《Science》发表了观点文章,回顾了近20年来全球科学家在气溶胶-云-降水方面的研究工作,指出此研究为科学界重新审视云-气溶胶敏感性提供了一个新的机会。该成果也被新华网、中国科学报(头版)等国内外几十家媒体报道,提高了气象部门的国际影响力以及在气候变化研究领域的话语权。
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