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2000年10月5日磁暴主相两个不同时段太阳风参数特征告诉我们什么?

地球物理学报 2025年第1期68卷 45-53页

作者：李琪乐贵明中国地震局地球物理研究所北京100081 中国气象局空间天气重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081

本文研究了2000年10月5日磁暴主相两个不同时段期间环电流的变化速度与相应太阳风参数的关系.研究发现,磁暴主相期间环电流的变化速度并不取决于行星际磁场南向分量的平均值和最大值,也不取决于太阳风电场的平均值和最大值.本文的研究证... 详细信息

本文研究了2000年10月5日磁暴主相两个不同时段期间环电流的变化速度与相应太阳风参数的关系.研究发现,磁暴主相期间环电流的变化速度并不取决于行星际磁场南向分量的平均值和最大值,也不取决于太阳风电场的平均值和最大值.本文的研究证明,磁暴环电流增强期间环电流的变化速度,不仅取决于行星际磁场南向分量和太阳风的速度,还取决于太阳风的动压,而且太阳风的动压起着非常重要的作用.研究还发现,采用Burton et al.(1975)方程和O′Brien,McPherron (2000a)方程估算得到的2000年10月5日的两次地磁活动的强度远低于实际的观测值.

关键词：行星际磁场南向分量太阳风电场太阳风动压磁暴环电流

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FY-3降水测量雷达外定标试验场的大气衰减特性分析

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气象 2025年第2期51卷 221-228页

作者：吴琼商建尹红刚陈林谷松岩国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081

利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,... 详细信息

利用2023年锡林浩特国家高空气象观测站的全年探空资料,分析了风云三号降水测量雷达外定标试验场地的大气衰减特性。通过挖掘大气可降水总量和路径积分衰减的关系,建立了一种快速估算大气衰减量的方法。结果表明,氧气衰减的年变化很小,水汽衰减则具有明显的季节特征。此外,水汽衰减和水汽总量密切相关,Ku波段的水汽衰减在数值上约为水汽总量的1/250,Ka波段的水汽衰减约为Ku波段的4倍。并且,基于快速方法估算的衰减和常规方法计算的衰减相比,两者之间具有很好的一致性,表明快速方法合理可行。大气衰减的计算和分析可以为降水测量雷达外定标试验的顺利开展奠定基础。

关键词：探空降水测量雷达外定标大气衰减大气可降水总量

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基于南极地影区观测的FY-3E微光通道交叉定标

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光学学报 2025年第4期45卷 104-114页

作者：高宇胡秀清何玉青徐寒列北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室微光夜视技术重点实验室国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 许健民气象卫星创新中心中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室

通过分析风云三号E星（FY-3E）和微光型中分辨率光谱成像仪（MERSI-LL）对地观测数据发现，在冬季南极区域存在杂散光影响较小的地影区（极夜，无太阳照射），使用地影区观测数据与其他微光遥感器进行交叉定标，可避免杂散光在定标过程... 详细信息

通过分析风云三号E星（FY-3E）和微光型中分辨率光谱成像仪（MERSI-LL）对地观测数据发现，在冬季南极区域存在杂散光影响较小的地影区（极夜，无太阳照射），使用地影区观测数据与其他微光遥感器进行交叉定标，可避免杂散光在定标过程中的干扰。基于南极地影区内的稳定冰雪目标Dome C为研究区域，采用美国国家海洋和大气管理局（NOAA-20）卫星可见光红外成像辐射计（VIIRS）的白天/夜间波段通道为参考基准，对FY-3E卫星微光通道进行交叉定标，筛选VIIRS和MERSI-LL交叉观测数据，同时极夜期间不同日期的月光照射条件差异提供了微光通道亮度的较宽动态范围，利用月球辐照度模型计算多天不同月相下的月球辐射，对VIIRS数据进行光谱和角度修正，反演MERSI-LL微光通道的参考辐亮度，与MERSI-LL微光通道DN(Digital number)值进行线性回归求出交叉定标系数，并与业务定标结果进行对比分析。结果表明，该交叉定标方法能较好地订正FY-3E卫星微光通道定标偏差，提升定标精度。

关键词：遥感风云三号E星微光通道交叉定标地影区多月相

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风云三号气象卫星风场测量雷达在轨性能初步评价

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遥感学报 2025年第3期29卷 610-620页

作者：商建窦芳丽刘丽霞袁梅尹红刚孙凌胡秀清国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 中国航天科技集团公司中国空间技术研究院西安分院西安710000

风场测量雷达是中国风云系列气象卫星的第一部主动遥感仪器,也是国际上第一部星载双频双极化散射计。采用了先进的扇形波束圆锥扫描体制,通过地球系统的后向散射测量获取全球海面风场、土壤湿度和海冰覆盖等地球物理参数。为评价风场测... 详细信息

风场测量雷达是中国风云系列气象卫星的第一部主动遥感仪器,也是国际上第一部星载双频双极化散射计。采用了先进的扇形波束圆锥扫描体制,通过地球系统的后向散射测量获取全球海面风场、土壤湿度和海冰覆盖等地球物理参数。为评价风场测量雷达发射入轨后的在轨状态与性能,本研究首先介绍了风场测量雷达的测量原理、信号特性与主要性能指标,提出了风场测量雷达数据预处理方法;并根据卫星发射后的仪器在轨测试数据,初步分析风场测量雷达重要遥测参数与在轨工作性能。结果表明:风场测量雷达在轨状态良好,空间分辨率、观测幅宽、辐射分辨率、内定标精度等性能指标达到预期。本研究可为风场测量雷达数据的遥感应用、同化应用与天气预报奠定基础。

关键词：遥感风场测量雷达散射计仪器性能在轨测试辐射分辨率数据预处理风云三号

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我国风云气象卫星发展现状与未来展望

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地球科学进展 2025年第2期40卷 138-154页

作者：关敏张勇李云姚依欣常远邵益凯国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 许健民气象卫星创新中心中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室上海卫星工程技术研究所

经过50余年的持续研发与技术创新，我国风云气象卫星观测系统取得了显著成就，成功发射了21颗卫星，目前8颗在轨稳定运行，构成了包含地球静止轨道、太阳同步极地轨道和倾斜轨道的卫星组网观测体系。通过回顾风云气象卫星及遥感仪器的... 详细信息

经过50余年的持续研发与技术创新，我国风云气象卫星观测系统取得了显著成就，成功发射了21颗卫星，目前8颗在轨稳定运行，构成了包含地球静止轨道、太阳同步极地轨道和倾斜轨道的卫星组网观测体系。通过回顾风云气象卫星及遥感仪器的发展历程和现状，地面系统在数据接收、处理及运行方面的效能，以及应用系统的建设与服务情况，综合分析了风云气象卫星及其地面应用系统的技术能力。通过与全球主要国家在气象卫星组网观测、遥感仪器技术以及地面系统运行能力的对比分析发现，尽管风云气象卫星部分性能指标仍有提升空间，但其已具备完善的轨道布局和遥感仪器配置，且遥感仪器的探测能力已达到国际先进水平。地面系统则建立了高效的数据接收、处理与服务流程，数据预处理技术先进，地理定位精度达到亚像元级，辐射定标精度在可见近红外波段达到3%，红外波段达到0.2 K。此外，风云气象卫星系统已构建了全面完备的大气、陆地、海洋及空间天气定量产品体系，并建立了中国遥感卫星辐射校正场，常态化开展辐射定标与遥感产品真实性检验工作。风云卫星数据在天气分析、气候变化研究、生态环境监测及自然灾害预警等多个领域得到了广泛应用，且应用水平不断提升。未来，风云气象卫星观测系统将朝着构建混合架构空间观测体系、观测要素全域精准感知、星地系统智能高效运行、数据处理融合新兴技术、遥感应用场景深化以及国际合作共享等方向发展。

关键词：风云气象卫星综合观测系统探测技术地面运行数据处理技术产品应用

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卫星红外数据火山热点识别算法研究进展

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遥感学报 2025年第3期29卷 584-595页

作者：赵峰华高明朱琳孙红福郑伟刘诚李欣瑜刘涛翁泽峰中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 华北科技学院廊坊065201 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)/许健民气象卫星创新中心北京100081

使用卫星红外数据识别火山热点可以实现安全且低成本的监测全球火山活动。本文综述了卫星红外数据在火山热点识别中的算法研究进展,特别强调了算法的分类和发展历史。这些算法主要基于火山活动时热点所在像元中红外通道亮温升高的原理,... 详细信息

使用卫星红外数据识别火山热点可以实现安全且低成本的监测全球火山活动。本文综述了卫星红外数据在火山热点识别中的算法研究进展,特别强调了算法的分类和发展历史。这些算法主要基于火山活动时热点所在像元中红外通道亮温升高的原理,根据考虑火山及其周围地物的空间和时间特性来识别火山热异常,算法大致分为4种主要类型:空间特征算法、时间特征算法、综合特征算法和人工智能算法。从算法分类、特性、适用范围、局限性方面,厘清了当前国内外利用遥感的方式进行火山热点识别的现状,为理解和改进火山热点检测技术提供了全面的分类和评估,对火山热遥感前沿理论和技术发展具有重要意义。

关键词：火山熔岩流热红外遥感红外卫星数据火山监测热异常热点自动检测算法分类防灾减灾

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基于相控阵雷达的东北冷涡背景下γ中尺度涡旋对合并型弓状回波的影响研究

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气象 2025年第2期51卷 191-206页

作者：杨雪杨磊袁潮平凡曹世腾王改利中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 辽宁省气象灾害监测预警中心沈阳110166 中国气象局龙卷风重点开放实验室广东佛山528315 辽宁省盘锦市气象局盘锦124010

针对2023年7月6日辽宁雷暴大风过程,利用X波段相控阵雷达等资料,分析了东北冷涡背景下γ中尺度涡旋(MV)对合并型弓形回波形成雷暴大风的影响机制。结果表明:辽宁境内的雷暴大风区位于东北冷涡的东南象限,该区域受低空切变线和低空急流... 详细信息

针对2023年7月6日辽宁雷暴大风过程,利用X波段相控阵雷达等资料,分析了东北冷涡背景下γ中尺度涡旋(MV)对合并型弓形回波形成雷暴大风的影响机制。结果表明:辽宁境内的雷暴大风区位于东北冷涡的东南象限,该区域受低空切变线和低空急流的共同影响,具有极端的850 hPa与500 hPa温度差等有利于雷暴大风发生的环境条件;夜间近地面相对湿度接近70%,不利于形成强冷池,飑线没有弓状特征,造成的大风较为分散。随后飑线和孤立风暴合并,在合并高度处生成浅薄的MV,后侧入流急流(RIJ)的强度有所减弱;MV附近产生的微下击暴流导致了较强的冷池效应,在冷池边缘上升气流与风暴原始上升气流的共同拉伸作用下,MV的旋转加强且垂直向上伸展。MV上空形成Z_(DR)柱,表征此处存在强上升气流,尽管MV处风暴出现弓状特征,但是MV下方仍没有出现雷暴大风;随着MV旋转强度减弱后,风暴内的降水粒子在尺度和浓度上均出现快速减小的现象,降水蒸发作用导致地面出现更强的冷池,与此同时,MV下方的RIJ快速发展,导致MV下方强冷池和RIJ处集中出现雷暴大风。地面强风并非由MV发展增强造成的,而是RIJ向下发展与水凝物蒸发共同作用的结果。

关键词： γ中尺度涡旋(MV) 合并型弓状回波雷暴大风东北冷涡相控阵雷达

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基于云顶高度产品的FY-4A云导风高度再指定方法研究

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气象 2025年第4期51卷 484-495页

作者：马博良陆其峰王富华维张晓虎成都信息工程大学大气科学学院成都610225 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 温江国家气候观象台成都611133 国家卫星气象中心/国家空间天气监测预警中心北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081

高度指定误差是卫星导风产品最主要的误差来源。FY-4A云顶高度产品采用红外窗区通道和二氧化碳切片通道算法,精度较高。将FY-4A云顶高度与云导风产品进行时空匹配,在云导风目标追踪框中搜索代表性像元,用其平均云顶高度替换原有云导风... 详细信息

高度指定误差是卫星导风产品最主要的误差来源。FY-4A云顶高度产品采用红外窗区通道和二氧化碳切片通道算法,精度较高。将FY-4A云顶高度与云导风产品进行时空匹配,在云导风目标追踪框中搜索代表性像元,用其平均云顶高度替换原有云导风的云高,实现其高度再指定。基于ERA5再分析资料的检验结果表明:高度再指定后,高、中、低三层的FY-4A云导风均方根误差均有明显降低,分别从4.06 m·s^(-1)降至3.25 m·s^(-1),4.25 m·s^(-1)降至3.71 m·s^(-1),2.42 m·s^(-1)降至2.13 m·s^(-1)。高度再指定缓解了云导风定高偏高的问题,降低了云导风偏差,特别是慢速偏差改善明显。东北冷涡和台风暹芭等个例表明该方法能够提高云导风与背景场的一致性,在数值预报同化和天气过程分析中具有较好的应用前景。

关键词：云导风云顶高度高度再指定代表运动像元 FY-4A

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基于陆地生态系统碳监测卫星的气溶胶光学参数反演与验证研究

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激光与光电子学进展 2025年第5期 55-63页

作者：陈炳龙查晨星卞月根任一婕卜令兵中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)许健民气象卫星创新中心南京信息工程大学大气物理学院

气溶胶可改变地球大气辐射平衡或作为云凝结核影响云层的形成，从而对全球大气造成影响，气溶胶光学参数可用来研究这种影响。星载激光雷达是获得全球气溶胶光学参数的一种主要方式。2022年8月，我国成功发射陆地生态系统碳监测卫星（TE... 详细信息

气溶胶可改变地球大气辐射平衡或作为云凝结核影响云层的形成，从而对全球大气造成影响，气溶胶光学参数可用来研究这种影响。星载激光雷达是获得全球气溶胶光学参数的一种主要方式。2022年8月，我国成功发射陆地生态系统碳监测卫星（TECIS），卫星的主要载荷为星载多波束激光雷达系统，可对全球范围内的气溶胶光学参数展开观测，此系统目前需要进行对比验证工作。利用Fernald前向积分法，对星载多波束激光雷达的衰减后向散射系数进行反演，得到了气溶胶后向散射系数和退偏振比的光学参数信息。使用MPLNET(Micro pulse LiDAR network)和CALIPSO(Cloud-aerosol LiDAR and infrared pathfinder satellite observation)的数据产品对反演结果进行对比，结果表明，反演所得到的气溶胶光学参数与上述数据产品具有较高的一致性，在相关性分析中得到的决定系数R2为0.8左右。初步验证了TECIS的星载多波束激光雷达系统对大气气溶胶的观测能力。

关键词：星载激光雷达大气气溶胶气溶胶光学参数对比验证

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基于傅里叶神经算子的遥感数据预测方法

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河南师范大学学报（自然科学版） 2025年第1期53卷 82-91页

作者：卫兰朱建璇徐晓斌范存群林曼筠赵现纲中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 北京工业大学信息学部北京100124

地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法... 详细信息

地球遥感是气象卫星的主要任务.由于受云层遮挡、宇宙射线辐射等因素影响,气象卫星所获取的遥感数据通常存在大量缺失及异常.傅里叶神经算子具有效率高、精度高、分辨率灵活等特性,基于此,提出一种基于傅里叶神经算子的遥测数据预测算法.该算法首先对遥感数据缺失值利用空间均值法和拉格朗日插值法进行填充,之后用傅里叶神经算子训练出空间数值在时间域上的映射关系,最后利用训练出来的模型对于最新的遥感数据进行预测,基于风云4号遥感卫星真实遥感数据的仿真实验结果表明,所提出的方法在较长期的时序预测中仍能保持较好的预测精度.

关键词：地球遥感时序预测长期预测傅里叶神经算子

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