基于FY2G卫星云图产品模拟生成地面站点云量数据产品的设计与实现

刘辉

摘要 在气象观测中，总云量可通过卫星遥感和地面观测确定，在目前缺少夜间地面观测数据的情况下，充分利用卫星总云量产品替代地面观测，为预报人员提供更详实的气象观测资料，成为了必要的手段。

[关键词]云量产品 MICAPS FY2G

1 引言

随着社会发展与时代的进步，人们对气象预报的精度与准度的要求也越来越高，这也为天气现象的观测与判识技术的多样性，复杂性、实时性提出了的更高的要求，其中面向预报业务的地面站点的云量综合观测产品对预报员对于天气现象的观测与判识尤为重要，但是目前地面站点的云量产品主要由地面工作人员人工观测，由于技术限制夜间无法观测天气云量，从而缺少有效的夜間云量产品，本文介绍了通过FY2G卫星观测的云图产品通过解算、反衍、校正模拟生成夜间地面站点云量数据产品的设计与实现。

2 FY2G卫星总云量简介

在地球表面某一设定区域内，各种类型云像元发射辐射的总和与区域中所有像元发射辐射总和的比值称为该区域内的总云量。总云量的有效值阈为[O，100]，O代表区域中像元为全晴空，100代表区域像元为全部云覆盖。利用卫星可见光、红外通道数据，以辐射传输方程为理论计算依据，利用探测辐射值，在完全晴空辐射、完全云盖辐射一直条件下，估算总云量。表1为FY-2G总云量产品（CTA）HDF格式。

3 设计与实现

3.1 系统框架

基于FY2G卫星云图产品模拟生成古地面站点云量系统总体结构分为云图转换、地面数据裁剪和合并转换三部分，如图1所示。

首先将FY2G卫星总云量产品通过站点化算法转换为内蒙站点总云量值产品并订正转换为micaps格式产品。其次将全国micaps第一类格式地面数据裁剪出内蒙古micaps第一类格式地面，最后将内蒙micaps格式云量产品与micaps第一类格式地面裁剪生成加入了卫星总云量的mlcaps格式地面数据。

3.2 站点转换算法

地面观测体现了观测点周围一定范围内的云量，而卫星总云量仅考虑格点上的辐射比值，其计算方法是从辐射传输方程出发，其精度与云监测、完全晴空辐射值和完全云覆盖辐射值的提取精度相关，存在一定的系统偏差，且计算中考虑云的发射率，与地面观测相比值域偏小。所以对某一站点，应取其所在位置周围一定范围内格点数值的平均值作为站点总云量值，并在与实况对比的情况下加以订正。

以站点位置为中心，取半径lOkm以内的所有格点，取平均值作为站点总云量，记为a。对a采取系数订正的方法，通过误差分析和检验测试，现采用的订正系数为1.7，将订正过的总云量记为A（即A=axl.7）。为保证总云量值的值域与MICAPS第一类格式定义一致，将A乘以8，得到适用于MICAPS显示的总云量A，图2为用距离平方反比获取某站点的云覆盖值核心算法。

4 结论

大数据时代的气象数据的精确与全面有着重大的意义，多元与精确的气象数据对于提升气象预报的及时准确有着事半功倍的效果，云综合观测产品是通过算法解算FY2G卫星观测的云量产品生成的地面站点云量数据产品。该产品是MICAPS第一类格式地面填图数据，数据中融合了卫星产品解算的云量和地面观测资料。该产品有效填补了夜间云量观测数据的空白。

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