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基于信息量的地基高光谱微波辐射计反演相对湿度廓线的通道选择研究

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摘要

发展高光谱微波辐射计对于提升大气参数反演精度具有重要意义。本文利用微波辐射传输模型PWR以及BP神经网络方法分别构建正演下行辐射亮温和反演大气相对湿度廓线的模型,并对晴空条件下高光谱微波辐射计反演大气相对湿度廓线的通道选择问题进行了研究。首先,本文以信息含量为指标,对水汽10~30 GHz波段的200个候选通道进行了排序,对影响各通道信息含量的温度,背景场以及观测误差作了敏感性分析,并计算比较了200个通道的信息含量之和以及现有地基微波辐射计RPG~HATPR0~G3的7个水汽通道的信息含量之和。然后,基于上海2015年上空的廓线资料,本文分别选取了信息含量前10、20、100、120、200的通道进行正演下行辐射亮温和反演大气相对湿度廓线的仿真实验,选取120个通道作为高光谱微波辐射计的探测通道。最后,将120通道与RPG~HATPR0~G3的7个通道的仿真结果进行对比,评估分析反演效果。结果表明:200个通道的信息含量大于RPG~HATPR0~G3的7通道的信息含量;增加探测通道可提升大气相对湿度廓线的反演精度,选取信息含量前120个通道进行仿真实验时,在0~2 km和6~10 km高度内大气相对湿度廓线的反演精度提升了4%~10%,在2~6 km高度范围内的相对湿度廓线的反演精度提升了10%左右。当通道继续增加时,反演精度的提升并不明显。

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补充资料

DOI:10.3788/aos201939.0428002

作者单位:

    国防科技大学气象海洋学院
    国防科技大学气象海洋学院
    国防科技大学气象海洋学院

引用该论文

王玉训,王蕊,严. 基于信息量的地基高光谱微波辐射计反演相对湿度廓线的通道选择研究[J].光学学报,2019,39(04):0428002.