利用气象卫星资料对我国南方海雾光学特性探究及检测模型研究

Sea fog detection methods from Satellite data is an important research subject of remote sensing, good results of the detection have huge values. Due to lack of validation from ground observation and the constraints of satellite observation capacity, a number of scientific and technical issues on the detection technology of sea fog has not been solved. In recent years, with the development of spaceborne radar technology and its data accumulation, as well as the capabilities enhancement of the next generation geo-satellites, this provides an unprecedented opportunity to study improvements method of sea fog detection. The project intends to carry out the following research in this area: (1)Through model simulations, comparison of the observations data from the meteorological satellites and spaceborne radar, repeated calculation using longtime database and algorithm sensitivity tests, to carry out research on the scientific problems of satellite detection of sea fog over Chinese territorial waters (except the Yellow Sea), innovating existing algorithms and improving accuracy.(2)Research sea fog detection method using of the data of near-infrared water vapor absorption channel and the high spatial and temporal resolution data from new geostationary satellite.

卫星海雾检测是气象遥感学科的重要研究课题之一，精确的海雾检测模型应用价值巨大。.目前我国气象部门所使用的海雾检测模型对南方海雾检测精度较低，其主要原因在于缺乏对南方海雾遥感特性的认知基础，而未能提出相应的检测算法。近年来地基遥感、星载雷达技术的发展和海量历史的积累数据，以及新型静止气象卫星光谱波段和时空分辨率的大幅提升，给进一步探究海雾遥感光学机理和改进海雾检测模型提供了很好的数据基础。本项目开展以下研究：（1）通过地基观测实验、模型模拟、气象卫星分通道计算与地基毫米波雷达、星载雷达垂直云廓线等观测比对检验以及长时间资料反算、算法敏感性试验等方法，探究我国南方海雾卫星遥感的光学特性及纹理特性，改进现有检测模型，提高检测精度。（2）进一步研究弱水汽吸收波段通道、高时空分辨率新型静止卫星观测数据的海雾检测方法，提高海雾检测准确率。

广阔海洋上对雾监测的手段首选卫星。与已有一定技术方法的卫星监测黄渤海雾不同，东海及以南的多低云环境，尚缺对卫星海雾监测可行性的观测基础分析研究，以及如何建立科学算法和评价的具体工作。本课题使用新一代静止气象卫星多通道高时空分辨率观测，匹配宁波多种地基遥感仪器的观测，开展南方海雾联合观测实验。在分析长时间段地基主动云高观测后，基本弄清了东海中低层，尤其是近地层，云系季节性垂直分布规律，取得了卫星区分云雾能力评价的背景数据，为建立检测方法提供了条件。在对海雾季节（冬春季）、非海雾季节（夏秋季）的多次实验数据分析匹配卫星观测后，发现了南方海雾与易混淆的中低层云的可区分性卫星光谱特征线索，提炼出新一代静止气象卫星对于南方海雾的特定观测波段参数，研发出南方海雾检测参数模型，形成稳定算法，取得了地基验证和气候合理性检验结果，反算形成多年高时空分辨率海雾数据集，技术和数据集成果具有国际独创特色，已发展出可支撑业务必须的稳定性程序和产品。是首个包含东海以南海雾检测的业务化卫星产品。2020年2月后业务运行，产品已提供中央气象台和天津、曹妃甸、青岛、宁波、福建、广东、海南以及广西等地方（海洋）气象台使用。