静止气象卫星红外云图晴空区导风研究

目前的静止卫星导风技术主要是以卫星云图上云和水汽图上水汽作为示踪物追踪得到云区和水汽区的风场信息。本项目组以对静止卫星导风的多年研究（先后受NSFC 40075005和40475018资助）为基础，现创新性地提出利用静止卫星红外图像计算"晴空区"风矢信息。利用静止卫星红外云图资料进行了个例初步分析，得到了常规云导风技术所无法给出的"晴空区"风场，确定了由本项目继续进行深入、系统研究的意义和可行性。本项目将以大气红外窗区辐射传输理论为基础，结合星载仪器性能，研究建立卫星云图晴空区导风的理论基础，提出从卫星云图提取代表大气运动的微弱示踪信号的图像处理技术，通过数值模拟以及实际资料来验证晴空区导风理论的正确性和技术的可行性，并开展晴空区卫星导风实际资料应用于天气分析个例研究和效果评价。所得成果将进一步丰富卫星导风理论和技术，并获得更丰富的大气风矢信息，促进我国气象卫星遥感技术的开发和资料的应用。

先前的静止卫星导风技术主要是把卫星云图上云和水汽图上水汽作为示踪物、追踪得到云区和水汽区的风场信息。云区风场，即云导风产品，主要与云顶高度对应；水汽区风场，即水汽导风产品，主要与水汽通道权重函数特性决定的~500hPa高度对应。因此，目前业务上的卫星导风难以获得“晴空区”大气低层的运动信息。本项目组以对静止卫星导风的多年研究（先后受NSFC 40075005和40475018资助）为基础，创新性地提出利用静止卫星红外图像计算“晴空区”风矢信息。经过4年的研究，项目组以大气红外窗区辐射传输理论为基础，结合星载仪器灵敏度性能，研究建立了卫星云图晴空区导风的理论基础，提出了从卫星云图提取代表大气运动的微弱示踪信号的分裂窗差分、时间差分、二阶差分等图像处理技术，通过数值模拟来验证了晴空区导风理论的正确性和技术的可行性，得到了常规云导风技术所无法给出的“晴空区”大气低层风场，并开展了晴空区卫星导风实际资料应用于天气分析个例研究和效果评价，确定了本项目所建立理论的意义和所提出方法的实际可行性。所得成果有助于丰富卫星导风理论和技术，有助于补充 “晴空区”大气低层的运动信息，促进我国气象卫星遥感技术的开发和资料的应用。