1 解放军理工大学气象海洋学院, 江苏 南京 211101
2 中国气象局国家卫星气象中心, 北京 100081
3 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, 北京 100081
VIRR是搭载在我国最新一代极轨气象卫星FY-3B上的可见光红外扫描辐射计, 发射后的遥感器需要进行不断的辐射定标校准以提高数据质量, 更好的满足用户需求。 为了研究FY3B/VIRR入轨后辐射响应的衰变规律, 利用2011年—2015年敦煌辐射校正场同步试验数据, 采用反射率基法计算其反射太阳波段的辐射定标系数, 除受水汽吸收影响的波段10, 其余各波段定标系数相对标准差均小于1.5%。 以Aqua/MODIS为辐射基准验证了该方法的精度, 结果表明, 正演大气顶辐射与卫星观测值的平均偏差均小于2.5%。 基于上述五年的VIRR定标结果, 结合发射前定标系数, 计算了遥感器的年际衰变率, 结果表明: 仪器衰减显示出一定的波长依赖性, 波长越短的波段衰减越大； 与发射前定标系数相比, 入轨第一年的仪器定标系数有较大程度的变化； 随着在轨运行时间变长, 仪器衰减趋势开始减缓, 在轨运行的第二和第三年衰减均大幅减小； 从第四年开始波长<0.8 μm的波段, 有衰减增大的趋势； 在轨运行两年后, 波长>0.8 μm的波段部分年份出现了响应增加的现象； 与孙凌等的FY3A/MERSI衰减变化规律相比, 衰减率和波长的相关性是一致的, 但MERSI在0.65 μm的波段3和13均出现相应增加的现象, 而VIRR在该波长处的波段1却有衰减增大的趋势； 综合历年的衰减率可以看出, 波长较短的波段7, 8和9年衰减率基本大于5%。
风云三号B星 可见光红外扫描辐射计 反射率基法 衰减分析 Feng Yun-3B(FY3B) Visible and infrared radiometer (VIRR) The reflectance-based method Degradation analysis 光谱学与光谱分析
2017, 37(8): 2397
复旦大学 电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
实际应用显示搭载在风云三号A星(FY-3A)上的可见光红外扫描辐射计(VIRR)的两个分裂窗波段(IR4,~10.8 μm;IR5,~12.0 μm)存在定标偏差.本文选择高光谱卷积法,用AQUA卫星搭载的大气红外探空仪(AIRS/AQUA)和METOP-A卫星搭载的干涉式红外大气探测仪(IASI/METOP-A)的观测数据对VIRR/FY-3A的两个分裂窗波段进行交叉辐射定标.根据卫星轨道特点,选择北极地区(60°N~90°N,180°W~180°E)作为研究区域,并选择2010年6月、9月、12月以及2011年3月作为研究时间段.首先,分别将AIRS/AQUA和IASI/METOP-A数据与VIRR/FY-3A的第4波段和第5波段的光谱响应函数进行卷积;对观测数据进行重采样,并基于普朗克黑体辐射公式实现辐射值和亮度温度之间的转换.然后,使用两个相关的匹配条件提取VIRR/FY-3A分别与AIRS/AQUA、IASI/METOP-A在第4波段和第5波段的匹配观测点对.最后,对匹配观测点对进行回归分析,得到交叉辐射定标偏差订正方程的系数.结果表明AIRS/AQUA和IASI/METOP-A的在轨辐射定标非常一致.以AIRS/AQUA和IASI/METOP-A波段的辐射定标为标准,VIRR/FY-3A第4波段的平均定标偏差分别为2.39 K和2.06 K,第5波段的平均定标偏差分别为0.59 K和0.44 K.实验指出定标偏差与亮度温度有关.
可见光红外扫描辐射计/FY-3A 分裂窗波段 大气红外探空仪/AQUA 干涉式红外大气探测仪/METOP-A 交叉辐射定标 高光谱卷积法 Visible and Infrared Radiometer/FY-3A split-window channel Atmospheric Infrared Sounder/AQUA Infrared Atmospheric Sounding Inter ferometer/METO cross-calibration high-spectral convolution method
国家卫星气象中心 中国遥感卫星辐射测量与定标重点开放实验室, 北京 100081
基于风云-3C/可见光红外扫描辐射计(FY-3/CVIRR)的中红外通道(3.7 μm)的太阳污染现象和发生规律,分析了太阳污染出现的时空特征,提出了初步判识并修正北半球太阳污染数据的方法,并就太阳污染对定标系数和黑体亮温的影响做了定量的评估.结果表明,对于FY-3C/VIRR的中红外通道,太阳光线照射到定标黑体时所形成的北半球高纬度太阳污染主要出现在太阳天顶角在85°~118°之间的位置时;由太阳污染导致的该区域地球观测亮温日平均偏差为4.5 K左右,最大偏差达到15 K左右.通过对逐日太阳污染数据进行识别,并采用污染前后定标系数进行线性求差值,可以初步修正太阳污染对定标系数带来的异常影响.
风云-3C/可见光红外扫描辐射计(FY-3C/VIRR) 太阳污染 中红外通道 在轨定标 Feng Yun-3C/Visible and Infrared Radiometer (FY-3C mid- infrared band on-orbit calibration
在中国新一代气象卫星风云三号搭载的遥感器中, 不同遥感器设有相近的通道.针对扫描辐射计(VIRR)第 四通道(波段范围10.3～11.3μm)和中分辨率光谱成像仪(MERSI)第五通道(中心波长11.25μm), 应用精确的逐 线辐射传输模式(LBLRTM)模拟计算了红外波段8～14μm大气顶向外出射的光谱辐射率, 大气廓线采用ECMWF 再分析产生的具有代表性的全球52条大气廓线数据集.结合上述两个通道的光谱响应函数, 计算了卫星接收到的 大气顶出射辐射, 从理论上分析了两个通道观测亮温之间的关系.应用2008年9月青海湖辐射校正场FY-3实际观 测数据, 检验了两个通道的关系.比较结果表明:LBLRTM模拟计算得到的MERSI和VIRR两个红外窗区通道的亮 温有较好的一致性和线性关系, MERSI稍低于VIRR, 偏差随温度的升高而线性增加.实际观测数据受诸多因素的 影响, 通道对比结果与理论模拟有一定的差异, VIRR观测亮温低于MERSI.结合MODIS的观测数据, 分别与两个 通道的观测结果进行了对比, 确认了VIRR可能较低地估计了温度, MERSI与MODIS的符合程度在温度探测的绝 对精度范围之内.该研究结果有助于评价MERSI和VIRR两个红外相似通道观测结果的异同性.
风云三号 可见和红外扫描辐射计 中分辨率光谱成像仪 红外通道 亮温 FY-3 visible and infrared radiometer(VIRR) medium resolution spectral imager(MERSI) infrared chan- nel brightness temperature
