气象科技管理信息系统

气象科技管理信息系统

当前位置:首页 -> 成果展示 -> 查看成果

风云四号观测模拟及天气产品反演关键技术

成果登记号: 中气科成登[2019]0012
成果名称: 风云四号观测模拟及天气产品反演关键技术
第一完成单位: 国家卫星气象中心
研究时间: 2014-01  至  2016-12
研究领域: 综合观测
成果分类: 应用技术类
成果形式:   方法  
来源计划: 公益性行业(气象)科研专项
成果简介: 内容与评述:
近几十年,气象卫星的发展为天气预报的提高做出了巨大贡献。我国于2016年12月11日成功发射了新一代地球静止轨道气象卫星首发星-风云四号A星(FY-4A),上面搭载了两个重要仪器,即红外高光谱大气探测仪(GIIRS)和先进辐射成像仪(AGRI)。为了充分发挥新一代静止气象卫星高时空分辨率和高光谱分辨率观测的巨大优势,在灾害性天气预警、临近预报、数值天气预报等业务和服务中获得广泛有效应用,发展了风四观测模拟和天气产品反演关键技术,观测模拟包括快速辐射模式和云图模拟,是链接大气状态和卫星观测的桥梁,也是定量应用的基础,反演是定量应用的重要手段。主要包括四个方面的关键技术:
(1)静止气象卫星定量产品开发和集成测试平台技术。这项技术突破了国际上气象卫星定量产品科学算法开发零散、业务化后算法难以进一步发展和更新的难题。该技术被成功应用于FY-4算法开发、集成、测试和检验,奠定了FY-4号业务产品科学算法原型。平台上开发的20多种定量产品算法和原型软件已用于风云四号业务系统,平台系统还被移植到多个省局和国家级中心作实时产品生成和应用。是我国自主研发的也是国际上第一个具有静止气象卫星完整定量产品及定量应用技术开发的综合创新平台,具有实时处理多个静止卫星数据和重新处理历史资料的能力,该技术在国际上处于领先水平。
(2)云、对流初生等多个核心科学产品反演技术。核心科学产品反演技术突破新一代静止气象卫星数据定量反演从无到有的关键难题。基于新一代静止卫星高时空分辨率特征实现多时相观测的对流初生反演技术等,是国际上最早获得葵花8号定量产品的反演技术,被应用到FY-4号地面业务处理系统,相关产品也被成功应用到我国GRPAES数值天气预报模式同化、临近天气预报等业务。
(3)局地大气特征的静止卫星红外高光谱大气探测仪快速辐射传输模式技术。快速精确的辐射传输模式是定量反演和数据同化的基础,国际上首次将局地大气特性引入静止卫星快速辐射模式研制,从训练方法和训练样本选择两个方面建立了新的方法和技术,和国际上通用的基于全球大气特性的方法相比,改进了快速大气辐射传输计算精度,和精确但费时的逐线模式相比,平均精度达到0.07K,奠定了FY-4红外高光谱大气探测仪资料反演与同化应用的技术基础。目前,该技术已经应用于我国GRAPES模式同化业务系统,并被英国气象局和欧洲中期数值天气预报中心采用。这也是一项“卡脖子”技术上的突破,标志着我国风云卫星数据的业务同化依赖国外提供模式系数时代的结束,从此将自主生成风云仪器模式系数,用于反演和同化。
(4)静止气象卫星云图模拟技术。开发了先进的云区快速辐射传输模式,突破了数值模式云中水物质参数到云光学特性转化的技术难题,和美国CRTM及欧洲RTTOV相比,极大的提高了云区辐射计算的精度和效率。该技术已经被集成到气象局MICAPS综合气象业务系统,将我国GRAPES预报场数资料转化为高质量FY-4静止卫星水汽吸收波段和红外波段云图。预报云图成为为GRAPES业务新产品,为预报员提供了新的利器,有效支撑天气预报业务。
2016年以来,以上观测模拟及天气产品反演关键技术及相关科学产品被成功的应用到气象业务部门和其他行业,支撑临近天气预报、数值天气预报等核心业务,得到了用户的广泛好评和一致认可,产生了明显的经济和社会效益。
发表论文:
发表论文20多篇,其中SCI论文10多篇。其中,一篇论文被国际知名地球科学SCI期刊Journal of Geophysical Research评选为封面亮点文章。
经济社会效益:
风云四号静止气象卫星观测模拟及天气产品反演关键技术被成功应用于国家卫星气象中心FY-4A地面处理业务系统、国家气象中心GRAPES数值天气预报业务同化系统和MICAPS综合气象业务系统,并向多个国家级中心和省级气象业务部门推广。极大地推动了我国新一代FY-4静止气象卫星资料的定量应用,特别是在核心气象业务中的应用,提升了FY-4资料应用价值,社会服务和经济效益十分显著。
登记形式: 登记
成果年度: 2019
设为首页 | 加为收藏 | 网站介绍 | 联系我们
版权所有:中国气象局  网站维护:中国气象局气象干部培训学院
业务咨询:010-68406632 技术支持:010-68406578/68409227
地址:北京市海淀区中关村南大街46号 邮编:100081 EMAIL:kjgl@cma.gov.cn 京ICP备 15008089号-2
访问次数[25477820] 当前在线[75]