针对卫星遥感因其被动观测卫星的云识别和CTH(Cloud Top Height)产品的精度通常有所欠缺,而主动观测卫星虽然提供了高精度的CTH和云识别信息,但观测范围有限的问题,提出一种GA-LightGBM(Genetic Algorithm-Light Gradient Boosting Mach...针对卫星遥感因其被动观测卫星的云识别和CTH(Cloud Top Height)产品的精度通常有所欠缺,而主动观测卫星虽然提供了高精度的CTH和云识别信息,但观测范围有限的问题,提出一种GA-LightGBM(Genetic Algorithm-Light Gradient Boosting Machine)模型。该模型利用哨兵五号(S5P:Sentinel-5P)、第五代再分析数据(ERA5:Fifth generation ECMWF atmospheric reanalysis of the global climate)、CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Path nder Satellite Observation)的数据,分别进行云识别和CTH预测。使用2018年6月-2020年12月的数据训练模型,并应用2021年全年的数据测试模型性能。实验结果表明,在测试集中,云识别模型的准确率为86%,能很好地识别出云和晴空;云顶高度反演模型的平均绝对误差(MAE:Mean Absolute Error)为1.26 km,均方根误差(RMSE:Root Mean Square Error)为1.87 km,决定系数R2为0.7971,反演结果与真实值存在较好的一致性,证明了方法的有效性。展开更多
为了解FY-4A卫星云顶高度(cloud top height,CTH)产品对陕南暖季降水云的反映状况,以陕南地区2020年暖季(5-10月)降水过程为例,对比分析FY-4A卫星CTH产品与汉中天气雷达回波顶高(echo top height,ET)产品对该地区降水云的探测资料。结...为了解FY-4A卫星云顶高度(cloud top height,CTH)产品对陕南暖季降水云的反映状况,以陕南地区2020年暖季(5-10月)降水过程为例,对比分析FY-4A卫星CTH产品与汉中天气雷达回波顶高(echo top height,ET)产品对该地区降水云的探测资料。结果表明:(1)在暖季21次降水过程中,卫星产品的云顶高度揭示了陕南地区降水云的空间变化,尤其在大巴山峡口附近,CTH值显著偏高的区域与陕南强降水的多发区相吻合。(2)以2020年暖季一次强降水过程为例,云顶高度探测表明卫星CTH的高值区通常与雷达ET的高值区相对应,说明卫星能够揭示陕南山区降水云体的时空变化,但在雷达ET高值区卫星CTH存在以填充值代替的现象,说明复杂地形区CTH填充值可能是潜在强降水区。(3)对比两种探测在降水云体发展中差异,结果显示在降水云初生和消亡阶段,两者绝对差值小于2 km的格点数与总格点数的占比都超过50%,说明CTH产品能有效捕捉降水云的初生和消亡变化。在降水云成熟阶段,两者平均差值超过4 km,卫星探测云体不确定性增加,较难反映降水云体特征。展开更多
文摘针对卫星遥感因其被动观测卫星的云识别和CTH(Cloud Top Height)产品的精度通常有所欠缺,而主动观测卫星虽然提供了高精度的CTH和云识别信息,但观测范围有限的问题,提出一种GA-LightGBM(Genetic Algorithm-Light Gradient Boosting Machine)模型。该模型利用哨兵五号(S5P:Sentinel-5P)、第五代再分析数据(ERA5:Fifth generation ECMWF atmospheric reanalysis of the global climate)、CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Path nder Satellite Observation)的数据,分别进行云识别和CTH预测。使用2018年6月-2020年12月的数据训练模型,并应用2021年全年的数据测试模型性能。实验结果表明,在测试集中,云识别模型的准确率为86%,能很好地识别出云和晴空;云顶高度反演模型的平均绝对误差(MAE:Mean Absolute Error)为1.26 km,均方根误差(RMSE:Root Mean Square Error)为1.87 km,决定系数R2为0.7971,反演结果与真实值存在较好的一致性,证明了方法的有效性。
文摘为了解FY-4A卫星云顶高度(cloud top height,CTH)产品对陕南暖季降水云的反映状况,以陕南地区2020年暖季(5-10月)降水过程为例,对比分析FY-4A卫星CTH产品与汉中天气雷达回波顶高(echo top height,ET)产品对该地区降水云的探测资料。结果表明:(1)在暖季21次降水过程中,卫星产品的云顶高度揭示了陕南地区降水云的空间变化,尤其在大巴山峡口附近,CTH值显著偏高的区域与陕南强降水的多发区相吻合。(2)以2020年暖季一次强降水过程为例,云顶高度探测表明卫星CTH的高值区通常与雷达ET的高值区相对应,说明卫星能够揭示陕南山区降水云体的时空变化,但在雷达ET高值区卫星CTH存在以填充值代替的现象,说明复杂地形区CTH填充值可能是潜在强降水区。(3)对比两种探测在降水云体发展中差异,结果显示在降水云初生和消亡阶段,两者绝对差值小于2 km的格点数与总格点数的占比都超过50%,说明CTH产品能有效捕捉降水云的初生和消亡变化。在降水云成熟阶段,两者平均差值超过4 km,卫星探测云体不确定性增加,较难反映降水云体特征。
