FY-4A卫星资料在宁夏强对流天气中的适用性研究

【作者】 邵建； 张肃诏； 陈敏； 李强； 郑永炯； 程瑶； 马宁；

【机构】 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室； 银川市气象局； 宁夏气象防灾减灾重点实验室； 宁夏气象台； 宁夏气象信息中心；

【摘要】 风云四号A星(简称FY-4A)是我国第二代地球静止轨道定量遥感气象卫星的首发星,于2016年12月11日成功发射。2017年9月25日,风云四号A星正式交付使用。FY-4A成像仪通道由风云二号的5个增加到14个,覆盖了可见光、短波红外、中波红外和长波红外等波段,接近欧美第三代静止气象卫星,星上辐射定标精度、灵敏度、空间分辨率与欧美水平相当,可为天气分析和预报、短期气候预测、环境和灾害监测、空间环境监测和预警以及其他应用等提供有力支撑。2018年以来,中国气象局明确要求应加强风云卫星资料在气象预报中的业务应用。如何更好、更快、更智能地利用这一新数据,为全国各省预报员提出了新的课题。更多FY卫星产品的应用以及适用性还需开展进一步的研究,尤其是近年来气候变化使得宁夏暴雨的极端性、影响性日益凸显,利用多源资料做好暴雨尤其是致灾的短时强降水监测预警尤为重要。本文试图从数据传输保存、数据适用性两个方面着手,采用数据传输率结合天气学分析方法,对云类型CLT、云相态CLP、云顶高度CTH、对流层折叠最深深度TFTP_Z_depth、降水估计QPE等5类产品的适用性进行分析。本文通过收集宁夏强对流天气个例及其对应时段的FY-4A卫星资料,利用统计分析等方法,对FY-4A卫星云类型CLT、云检测CLP、云顶高度CTH、降水估计QPE、对流层折叠深度TFTP_Z_depth等五类产品进行可用性分析。通过分析,可得到以下结论:(1)从数据接收和物理保存的情况来看,FY-4A卫星数据可用性较好,其五类产品在宁夏短时强降水个例中的表现不一,可以为监测预警、人工影响天气作业等业务提供数据支持。(2)CLT、CLP具有较好的可用性,可以较好的判断云的类别。宁夏的短时强降水天气所对应的云团以液态云为主(暖冷混合云、暖水云、过冷水云),固态云极少。(3)CTH和QPE均存在较大误差且均为偏小趋势,需结合其他手段予以订正。其中CTH具有偏小趋势,与人工观测和探空估算值有约665 m的平均误差;但绝对误差跨度达6000 m以上,稳定度较差。QPE整体偏小,可尝试利用订正手段予以应用。(4)选取3个产品(CTT、CTH、TFTP_Z_depth)长序列样本,与对应个例的降水量进行相关性和连续性特征分析。其中CTT、TFTP_Z_depth两种产品与短时强降水的对应关系较为明显,分别为明显的负相关和正相关,而CTH与短时强降水的雨强基本没有直接的相关性,云顶高只是有利于出现强降水,但并不是出现强降水的充分必要条件。更多还原