一种星载微波遥感陆地上空PWV的物理反演算法制造技术

本发明专利技术提供一种星载微波遥感陆地上空PWV的物理反演方法，该方法从大气辐射传输方程的扰动形式出发，通过求解线性方程组同步计算初始大气湿度廓线和地表温度的偏移量，进而实现窗区通道地表亮温和PWV的同步反演。本发明专利技术提供的方法，除极干燥大气外基本不受地表类型的影响。利用美国地区ATMS的实测数据对算法进行了验证，反演结果与SuomiNet GPS PWV的相关系数、RMSE及bias分别为：0.95，0.05cm和0.05cm。此外，给出了基于水汽通道模拟和观测亮温差的PWV结果的线性订正模型，订正后的PWV与GPS PWV吻合度更好，相关系数、RMSE及bias分别为：0.98，0.02cm和0.01cm。

A Physical Inversion Method of PWV over Land for Spaceborne Microwave Remote Sensing

The invention provides a physical inversion method of PWV over land by space-borne microwave remote sensing. Starting from the disturbance form of atmospheric radiation transfer equation, the method calculates the initial atmospheric humidity profile and the offset of surface temperature synchronously by solving linear equations, and then realizes the synchronous inversion of surface brightness temperature and PWV in window channel. The method provided by the invention is basically not affected by the surface type except for extremely dry atmosphere. The algorithm is validated by the measured data of ATMS in the United States. The correlation coefficients, RMSE and bias of the inversion results with SuomiNet GPS PWV are 0.95 cm, 0.05 cm and 0.05 cm, respectively. In addition, a linear correction model of PWV results based on water vapor channel simulation and observation of brightness temperature difference is presented. The revised PWV has better coincidence with GPS PWV, and the correlation coefficient, RMSE and bias are 0.98, 0.02 cm and 0.01 cm, respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种星载微波遥感陆地上空PWV的物理反演算法
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种星载微波遥感陆地上空PWV的物理反演方法。
技术介绍
水汽在气候变化、水循环、能量收支平衡等研究中都发挥着重要作用(Solomonetal.2007；ZveryaevandAllan2005)。此外，它也是地球大气最丰富的温室气体，水汽及其变化是天气和气候变化的主要驱动力，对预测降雨、中小尺度恶劣天气有着重要影响(Dessleretal.2008；RavalandRamanathan1989)。大气可降水量(precipitablewatervapor,以下简称：PWV)指的是单位面积上整层大气积分得到的总水汽含量。它是气候能量收支分析、水循环以及数值天气预报应用中一个非常重要的参数(Nakamuraetal.2004；Smithetal.2000；Trenberthetal.2009)。此外，PWV也是影响地表卫星遥感应用的一个重要参数，比如地表温度反演、大气订正等都需要PWV这一辅助参数(Julienetal.2015；Lietal.2013；SobrinoandRomaguera2008；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陆地上空PWV物理反演算法,其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取ECMWF的地表温度和大气温度、湿度廓线预报场，然后根据卫星观测像元的经纬度和时间信息对ECMWF预报场进行双线性插值，将插值后的大气廓线、地表温度作为大气场和地表温度的初始猜测值；步骤2：利用将星载微波辐射计观测角、仪器通道响应函数、像元海拔高度以及步骤(1)得到的大气场和地表温度的初始猜测值来计算卫星星载微波辐射计165GHz窗区通道和两个183GHz附近水汽吸收通道的各通道的亮温Tf1、大气透过率τf1、大气向上辐射

【技术特征摘要】
1.一种陆地上空PWV物理反演算法,其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取ECMWF的地表温度和大气温度、湿度廓线预报场，然后根据卫星观测像元的经纬度和时间信息对ECMWF预报场进行双线性插值，将插值后的大气廓线、地表温度作为大气场和地表温度的初始猜测值；步骤2：利用将星载微波辐射计观测角、仪器通道响应函数、像元海拔高度以及步骤(1)得到的大气场和地表温度的初始猜测值来计算卫星星载微波辐射计165GHz窗区通道和两个183GHz附近水汽吸收通道的各通道的亮温Tf1、大气透过率τf1、大气向上辐射步骤3：将步骤(1)得到的大气湿度廓线w(p)初始值进行扰动，将湿度廓线初值调整为1.10*w(p)，同时利用星载微波辐射计观测角、仪器通道响应函数、像元海拔高度来计算大气湿度廓线调整后的微波辐射计165GHz窗区通道和两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海磊，黎华嫔，邓小波，张升兰，丁继烈，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51