风云四号闪电成像仪产品算法与地基验证

【作者】 曹冬杰； 陆风； 张晓虎； 鲍书龙； 梁华；

【机构】 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； 北京空间机电研究所；

【摘要】 卫星闪电成像仪采用光学成像方法,通过捕捉777.4nm波段的光辐射信号,测量闪电通过云体散射后到达云顶的光辐射信号,实现闪电探测。同地基雷电定位网和低轨道卫星闪电成像仪相比,静止卫星闪电成像仪能够对闪电活动进行长时间、连续和大范围监测,为强对流天气预警和闪电活动特征研究提供观测基础。中国新一代静止轨道气象卫星风云四号A星(Fengyun-4A,FY-4A)搭载闪电成像仪(Lightning Mapping Imager,LMI)于2016年12月11日发射升空,2017年2月27日FY-4A发布了首批图像,是中国第一次自主研制的星载闪电成像仪。高精度静止卫星闪电定位产品,对于研究中国大陆及周边地区的闪电分布特征,对于研究强对流天气过程,实现雷暴监测和预警,对流初生判断,强对流天气临近预警等有重要意义。LMI产品生成算法由虚假信号滤除和聚类分析算法两部分构成。首先,针对不同类型噪声源,利用虚假信号滤除算法,对电荷耦合器件Charge Coupled Device,CCD)输出的"事件"中的虚假信号(非闪电"事件")进行滤除。其次,利用聚类算法对经虚假信号滤除后的闪电"事件"进行聚类分析,获得"组"和"闪电"等闪电探测产品。将LMI产品与地基闪电产品进行了时、空对比分析,发现星—地闪电产品由于观测原理的不同,两者的时、空分布特征存在一定差异。本研究设计合理的LMI产品生成算法,基于地基闪电定位网观测数据开展产品验证,获得初步产品评估结果。更多还原