文摘

新算法推导出雨率(RR)估计从高级微波探测辐射计2 (AMSR2)测量为6.9,7.3和10.65 GHz。该算法是基于亮度温度的数值模拟()AMSR2低频率频道,使用一个简化的辐射传输模型。同时气象和水文观测,补充了云液态水含量的模拟值和雨率值,用于计算AMSR2的合奏年代和RRs。冰云不考虑。AMSR2亮度温度差异在C - x波段通道并将其用作输入训练神经网络(NN)函数RR检索。验证对热带降雨测量任务(TRMM)进行微波仪器事故RR产品。为托管AMSR2-TMI测量,获得在10分钟的间隔,错误是约1毫米/小时。该算法适用于RR估计20毫米/小时。为毫米/小时检索误差是0.3毫米/小时。为毫米/ h算法大大低估了RR电影剧情。

1。介绍

雨量数据和气象雷达仍然是最精确的降水测量的工具,但他们的报道显然是气候研究和理解不足全球水循环的变化(1]。反过来,卫星仪器是最合适的手段来测量降水在海洋原位数据稀缺。有效的全球和常规报道,卫星测量通常提供降水估计在低空间分辨率与通常有问题的准确性。在陆地上,估计是基于冰散射在微波频率高,而在海洋水文气象在较低频率的微波发射主要是使用[2,3]。一些研究描述了使用红外(IR)传感器估计降水(4,5]。大部分都是基于统计方法,利用被动微波之间的回归估计和同步红外像素数据。地球同步卫星能提供这么高的时间和空间分辨率相对较高,但据报道不准确在温暖的雨6]。此外,红外数据仅限于云顶信息,精确的雨率(RR)估计从这些数据是不可行的。如今,最直接提供降水雷达降水测量空间。自1997年以来降水雷达(PR)在热带降雨测量任务(TRMM)进行高级检索的RRs热带地区(7]。自2006年起,云分析雷达(CPR)上叫做“卫星雷达功能扩大到感觉很轻雨(8]。进一步发展在降水测量科学与降水产品相结合,利用不同的传感器(6,9- - - - - -12),与固有的分析仪器错误(13]。最后,新的全球降水的发射任务(GPM) 2014年2月,类似于结合TRMM被动微波仪器、流量微波成像仪(GMI)和微波雷达、双频降水雷达(DPR),但在一个扩展(~±65°)纬度范围,打开新的可能性为校准和结合使用主动和被动微波仪器先进降水研究[14]。全球观测流量将扩大与先前的降水数据记录开始任务和改善全球降水估计。

尽管低空间分辨率和局限性与降水雷达相比,卫星被动微波测量仍有价值的规律的全球降水的信息来源。能够推断出准确的降水估计这些测量一再证明在许多研究[1,2,15- - - - - -17]。高质量的降水由极地轨道被动微波测量仪器开始推出的第一个特殊传感器微波成像仪(SSM / I)在1987年。从那时起,许多工作已经进行降水参数检索算法的发展。大多数的研究与海洋上空的RR检索。高土地排放及其伟大的不均匀性使在土地[RR检索3]。然而,最近的研究致力于土地发射率的估计不需要辅助数据(18)可以帮助改善这些检索。卫星被动微波传感器允许emission-based RR检索在海洋包括SSM / I和特殊传感器微波成像仪和测深仪(SSMIS) TRMM微波仪器(剧情),高级微波扫描Radiometer-Earth (amsr - e)观测系统及其继任者AMSR2和偏振辐射计WindSat。许多方法来得出不同降水参数(雨率、降水垂直结构)从这些工具被开发出来3,15,19- - - - - -22),包括戈达德分析算法(GPROF) (23),统一微波海洋检索算法(UMORA) [17,24),和NOAA / NESDIS算法(25]。longest-available被动微波雨率产品,生产操作通过遥感系统(RSS)基于SSM / I (SSMIS)数据,推导出使用ocean-only RR与UMORA检索算法。大的努力已经由RSS卫星相互校准覆盖近3年,和产品中断最小化26]。

大多数上市雨检索算法是基于身体,探索微波亮度温度变化的敏感性云和雨中微观物理学的属性(27- - - - - -29日]。很少(如果有的话)的研究中,与雨有关,有关C - x波段。这些乐队通常用于海洋参数检索等辐射在大气中几乎是透明的微波频率,即使在多云和小雨(2毫米/小时)30.]。以雨2毫米/小时的速度,大气的光学深度,总大气水汽含量26公斤/米²、总水含量为0.26公斤/米²和雨层厚度为1.35公里,约0.025 ~ 6.9 GHz和0.027 ~ 10.65 GHz。

微波亮度温度仿真进一步表明,亮度温度()增加到最大值,然后下降随着降雨率进一步增加(31日]。图1显示了数值计算的结果硕士系统固定的水文和气象参数对水平极化AMSR2渠道不同的值在6.9和10.65 GHz的雨。这些计算与局限性进行稍后讨论。为下雨的检索方法,微波辐射计通道频率之间最重要的区别是降雨率的范围增加(发射范围)和的范围减少(散射)。在低频率包括C -和x波段往往比大多数的降雨范围增加,从而使emission-only类型的使用方案。在更高的频率迅速浸透,然后减少的降雨范围(31日]。频道的频率越高,更重要的是降水的垂直结构建模,尤其是寒冷的高度水平和水汽凝结体的大小和形式沿高度分布(32]。因此,RR检索在更高频率需要先验知识的水汽凝结体剖面。分离大气散射和排放提出了另一个问题是解决在一些研究中使用偏振灵敏度的测量[17,21]。但在强烈的情况下从海洋表面极化信号,理论上难以建模(33),特别是大风,辐射传递方程简化讨论这些研究可能导致错误。

C -和x波段远非RR饱和度测量范围,从而吸引RR算法开发。

2012年5月,日本新被动微波辐射计AMSR2 GCOM-W1卫星发射。从2012年8月校准水平1 b亮度温度可用于科学界。这种独特的仪器取代了类似的amsr - e Aqua卫星停止其性能在2011年10月大约9年的成功运作。新AMSR2不仅改善校准和空间分辨率较其前任还包括两个新的渠道在c波段(工作34]。这些通道是专门用于检测像素受到射频干扰(RFI)。在这项研究中,这些额外的通道的测量提出了c波段用于雨率估计,探索类似的依赖在C - x波段频率等海洋参数海表面温度和海表面风速。从AMSR2 C - RR算法的检索和x波段通道测量是基于亮度温度的物理建模反演后的海洋与他们使用神经网络(NNs)。验证算法的AMSR2一级b数据完成对TRMM雨率产品基于RSS提供的电影剧情的测量。

亮度温度的数值模拟海洋大气系统使用的参数化35)计算大气衰减由于液态水。雨的衰减是参数化的爱和莱顿(35利用米氏公式)。辐射传输方程的简化使用衰减系数,而不是吸收。这种简化允许占散射的负面影响,但低估了其积极的影响由于散射向前36]。的一个必要的简化目前的研究将冰粒子模型中。基本上是通过冰水与微波辐射散射过程(37]。尽管低频被动微波测量对一些冰云(38],暴雨往往伴随着强烈的对流和大冰颗粒在云层和降水形式的冰雹和霰。这样大小的冰粒子很容易达到的值比较低频率的波长AMSR2频道。

计算机模拟的亮度温度进行数据集的气象和水文数据测量,辅以模拟水含量和雨参数数据。数据集,用于计算,详细描述部分2。地球物理模型,建立之间的关系总亮度温度和大气和海洋参数,描述部分3.1。后计算,得到反演算法一直在训练模拟的合奏价值观和雨率。四个不同AMSR2测量在C - 6低的频率通道和x波段作为NNs输入,且只有一个参数,RR,作为一个NNs输出。在10.65 GHz甚至远未饱和值高的热带大气大气水汽含量、云液态水含量,和雨层厚度20毫米/小时降雨率(RR)。所以我们限制了数据的最大RR值20毫米/小时。NNs配置部分中描述3.2。训练后,该算法已经应用到实际AMSR2测量的2012 - 2013和验证对热带降雨测量任务(TRMM)微波仪器事故雨率产品从遥感下载系统数据中心。验证过程中所描述的部分4。TMI RR算法性能相对于产品也与AMSR2-TMI RSS RR产品的一致性。验证结果讨论部分5,然后与结论部分6。

2。数值模拟的数据

无线电探空仪(r / s)、气象、风速、形式,和数量的云(云层的百分比),和hydrophysical(海平面温度和盐度)同时测量被用于亮度温度计算。高纬度使用数据集的一部分,例如,在[39)发展的区域北极算法总大气水汽含量(Q)和总云液态水含量(W)从SSM / I和amsr - e数据检索。数据集明显延长的测量在热带和亚热带。所采取的测量研究远东研究水文气象研究所的船只(苏联/俄罗斯)期间1966 - 1993。数据集包括约3000探空仪同时海平面温度和盐度测量。风速数据,因为它们是不与其他地球物理参数,增加了人为的,随机变化从0到50米/秒。

R / s的空气温度、湿度和压力被云液态水称赞内容(按照()配置文件,建模40]。云是由经验丰富的形式和数量在无线电探空仪发射气象学家。相对湿度是变量控制大气中的物理过程涉及到不同阶段的水。朦胧的上下边界估计使用相对湿度和温度资料。统一的水含量的概要文件被云层厚度小于1公里,典型的水含量值0.05 - -0.10 g / m³。云的厚度大于1公里,概要文件是由三角形函数描述的。在这种情况下最大的是位于厚度低于阴沉的上边界的三分之一。这个最大的云厚度的增加而增加。假设之间的线性关系和云计算。水含量的减少与云温度的降低值的观察形式云也考虑,基于统计数据,描述水含量分布的不同形式和温度。降水产生统计事件在云悬浮在饱和空气(35]。它的垂直分布是分为两个区域由0°C等温线的高度可以改变6公里和地面之间的季节性和区域性的依赖。下部主要是液体滴,上部由冻结的粒子,偶尔过冷的水滴。这些数据,建模总水含量不超过0.3公斤/米²,没有雨滴。对于那些云数据,总水含量超过0.3公斤/米²,统一分发点雨率与RR添加随机从0到20毫米/小时雨独立开展深度0.5 - -4.5公里内的湿度和温度资料。没有冰进行了建模。生成的数据集包括大约25000数据与不同的地球物理参数值调节微波亮度温度atmosphere-open海洋system-atmospheric水蒸气含量、云液态水含量、降雨率、海面风速、海面盐度和海洋表面温度。

3所示。方法

3.1。地球物理亮度温度模型计算

地球物理模型与地球物理参数来观察亮度温度。地球物理模型的准确规范是发展中地球物理参数检索算法的关键步骤。的详细描述无云模型的一部分,包括最近开发了海洋排放模型与一个先进的发射率对海面风速的依赖,在[41]。这个模型包括海洋排放模型和大气吸收模型,占分子水蒸气和氧气的吸收。这项研究,在41],不仅使人们有可能建立微波辐射的海洋和晴空成分也得到不断校准增加亮度温度模型转化为测量的。

在晴空条件下,大气成分总量的微波辐射的功能是垂直的空气压力,温度和湿度。这些函数使用广泛应用和深入验证模型、评估(35)分子氧和(42]因为水蒸气吸收。海洋微波辐射是由海洋辐射率(根据偏振状态),静海条件是频率的函数,入射角,海洋表面温度和盐度。海洋风力感应组件的建模发射率在过去几年发生了重大的变化(33]。最重要的发现是,结果风诱导发射率几乎是比以前的要大两倍。此外,海洋的敏感性风速增加迅速从一些阈值,这可能是与泡沫相关属性变更。使用新的风力引起的发射率模型允许开发一个AMSR2慢波睡眠检索算法,高度准确的在极端风条件下(43]。

复介电常数的水,用于模型在海洋表面发射率和反射率配方和发射率的云滴淡水,使用模型(参数化44),因为这个模型是广泛验证和有效频率至少90 GHz的淡水温度范围的−20°C÷+ 40°C包括过冷的水和海水的温度范围−2°C÷+ 29°C。

水含量吸收和雨衰减率计算使用(35]。最后被爱和莱顿(参数化35)使用回归适合的形状和大小分布下降法和帕森斯(45]。这个参数会导致产生简单的频率依赖降雨衰减系数的公式:α= 0.182 ?f·一个·(dB /公里),一个= 2.31 * 10⁻⁴·f^1.42;b= 0.851 ?f^0.1586.9 GHz;b= 1.41 ?f^−0.077910.65 GHz;在GHz频率,RR雨率毫米/小时。

毕竟微波辐射的模型定义与硕士的交互系统,频率的亮度温度,偏振,和入射角度AMSR2仪器计算的数据集,描述的部分2。正态分布等效辐射噪声为0.5 K温度是添加到结果中值。整个数据集的地球物理参数和AMSR2匹配起来作为反问题的基本解,RR检索算法的发展。

3.2。神经网络反演

训练一个神经网络(NN)转化模拟AMSR2亮度温度回雨率。假设差异在C - x波段AMSR2通道较少依赖海面发射比值,我们使用4神经网络输入RR检索:,,,,在那里,,,,,-AMSR2亮度温度测量为6.9,7.3和10.65 GHz相应地在垂直和水平偏振。

神经网络作为反演的主要优势函数,它不需要先验知识的传递函数,非线性和事先不知道。使用随机选择的神经网络训练数据集的一半模拟亮度温度和相应的降雨率。然后测试使用神经网络算法应用的另一半。这样做是为了避免过度训练神经网络,这意味着损失的泛化特性。

标准神经网络前馈反向传播的多层感知器(MLP)类型的错误是用来连接模拟与RRs亮度温度的差异。MLP神经网络处理块的输入参数的任务(在我们的例子中四个)与它的输出参数(RR)通过系统的神经元在隐藏层46]。向MLP配置使用一个隐藏层,因为任务的最佳逼近任何连续有限区间上的函数可以用一个近似的MLP神经网络类型和一个隐藏层。数值实验证实,包括额外的层与其他配置导致泛化功能快速流失,尤其是对嘈杂的数据(47]。

培训是通过监督学习和前馈反向传播的错误,从各种随机初始权重来避免局部最小值。神经网络配置复杂,直到测试误差开始增加。发现一个简单的神经网络配置15只包含一个隐层的神经元至少保证检索误差1.5毫米/小时进行训练和测试数据集。检索RR值的散点图和原位的呈现在图2。说“原位”我们不是衡量但RRs用于亮度温度仿真建模。最大的错误在雨中检索率观察低RR值:RR < 2毫米/ h的均方根误差。从考虑排除晴空数据导致提高检索精度。因此,当我们用准确估算大气吸收10.65 GHz的准则来确定雨像素,我们获得的0.7毫米/小时。

还可以看出,信息从4亮度温度差异是不够妥善解决云液态水和雨之间的相似性影响亮度温度下降。大量分散的检索雨利率从原位的整个数据集本质上是由地球物理模型,并利用微波频率低:各种液体下降导致亮度温度升高。因为冰云雪和冰的形式沉淀,霰,和冰雹不是模仿,他们的存在将导致额外的大降雨率检索错误。然而低频率测量降雨率的使用检索与其说是受到冰和雨降水参数高频率的使用无源微波测量(27]。

3.3。无线电频率干扰处理

算法验证使用AMSR2测量数据之前,有必要从考虑排除污染的像素射频干扰(RFI)。低水平RFI污染很难确定在海洋(48]。同时建议算法应用是绝对必要的,因为有些RFI降水表现相同的类型。图3说明了两个并发的射频识别领域的AMSR2测量的差异在10.65 GHz 7.3 GHz,水平极化(H), 2012年9月3日~ 3:20 UTC。区域1和2表示的可观测的增加在10.65 GHz相对在7.3 GHz。这些增加的原因是不同的:区域1对应于雨,而面积2对应于RFI在水平极化10.65 GHz。还有一个类型的RFI明显可见区域3,RFI在水平极化7.3 GHz。歧视RFI污染像素的方法从雨是基于分析建模值及它们的组合。这种分析可以表明AMSR2的几个功能在C - x波段通道的阈值可能对应的RFI的指标。这个方法是这里描述出版计划,而不是因为它超出了本文的范围。然而在验证应用于AMSR2测量数据删除RFI污染像素的考虑。

4所示。验证过程

验证提出的算法的基础上进行的比较雨率从AMSR2检索与TRMM二级RR产品测量数据下载从遥感系统(RSS)网站(http://www.remss.com/missions/tmi),基于被动微波仪器的测量三里岛事故。电影剧情TRMM卫星在semiequatorial轨道运行,测量微波辐射在一大片的850公里,覆盖全球地区从40年代到40 n像素的分辨率为0.25度(~ 25公里)。产品是由电影剧情RSS和发现项目由美国国家航空航天局(NASA)地球科学措施。RSS三里岛事故数据作为每日提供网格数据,分为上行和下行轨道段。RSS雨率派生产品使用中描述的算法(17]。所有RSS产品独特的高质量是保证永久校准和算法升级考虑最新的知识和数据。最后的验证(第7版)雨率产品在(49]。电影剧情雨率估计也大多被认为是可靠的,自从TRMM的任务是专门为雨计划测量。旁边也有一个活跃的电影剧情微波仪器,降水雷达、机载TRMM。它测量雷达后向散射在雨滴pushbrooming即时测量精度高和更高的分辨率(~ 5公里)比辐射计在窄片(7]。

自从TRMM nonsun同步轨道,三里岛事故数据大多是适合全球配置的创建与AMSR2测量数据集在时间和空间。

从AMSR2校准水平1 b亮度温度数据可以从2012年8月通过GCOM-W1数据提供服务(https://gcom-w1.jaxa.jp/)。空间分辨率取决于信道频率但C -和x波段通道的像素大小的测量是相同的(~ 10公里)。

网格TRMM RR的搭配产品,AMSR2一级b片2012 - 2014测量数据网格到相同的网格使用德劳内三角测量和三角线性插值(50]。升序和降序的轨道都是地理区域内网格40年代÷40 n像素的分辨率为0.25度。搭配应用网格后,时间只选择那些像素AMSR2和剧情测量时间在10分钟。紧时间搭配则是由于快速变化的大气状态。电影剧情RR产品每日平均没有提出一个问题,因为在高纬度地区轨道段重叠在当地区域和测量时间短。AMSR2轨道不重叠在40年代÷40 n。

搭配后发达算法应用于AMSR2测量差异在C - x波段通道。最后计算校准后添加已经添加到AMSR2测量数据。最近这些增加派生的结果对比模拟亮度值和测量温度(41]。他们可以被视为一种建模和测量AMSR2之间的桥梁会计共同的地球物理模型不一致和校准的不确定因素。集中的降雨率的日常报道的例子如图4。并置的条像素从每天,在几个月填写整个欧元区从40年代到40 n。2012年五个月覆盖图所示5。

数值实验的结果(低性能的AMSR2 RR检索算法在低降雨率),我们没有验证算法RR = 0。只用于算法验证那些数据选择RSS RR并不等于零。由此产生的数据集包括90432 2012年5个月的数据,2013年全年200521年的数据,73214年2014年前4个月的数据。完全与非零雨率由364167年的数据整个验证数据集。

最大值的验证数据集的剧情RR 23.5毫米/小时。93.4%的所有数据都不到5毫米/小时,只剩下的6.6%超过5毫米/小时。电影剧情RR分布验证数据集呈现在图6。

比较算法的性能相对于三里岛事故RR产品与另一个算法性能我们也验证AMSR2 RSS RR产品对同一数据集电影剧情。预期,因为所有无源微波遥感系统产品已经准确intercalibrated两不同的RSS RR产品应该展示高度相关。同时我们应该更合理的使用RR电影剧情的产品以来验证这个产品正在不断校准与降水雷达降雨率可视为原位RR数据。

5。结果与讨论

RRs的比较的结果,从AMSR2检索数据,与剧情RRs整个RR范围提出了散点图如图7。图中颜色7表示数据的数量导致了散点图。计算的总检索误差作为整个相配的均方根差数据集,σ= 1毫米/小时。相关系数Rc = 0.8;方程的线性趋势。

可以看出,大部分AMSR2检索(94%)不分散从三里岛事故雨率大于±2σ。只有6%的AMSR2检索雨率不同的剧情2毫米/小时以上。这些巨大差异可能是由于许多原因。最可能的来源的错误之一是算法来区分的困难总云液态水含量和雨率高,使用简单的参数化后的液体云、雨和没有任何辅助的数据模型。另一个重要原因是不占冰云。一些大的错误也可以由非零时间电影剧情和AMSR2测量之间的区别。

范围的降雨率的误差小于5毫米/小时0.6毫米/小时,Rc = 0.6,对于那些降雨,RR < 2(80%的数据)σ= 0.3毫米/ h, Rc = 0.4;对于低降雨率算法性能变差(相对误差比较大),而整个RR范围。我们可以进行假设试图克服这个不足在未来通过结合使用C -和x波段测量和更高的频率测量22-37 GHz范围允许精确总云液态水含量的小雨下检索。这种可能性还需要学习使用更先进的建模。

雨率高于10毫米/小时检索误差为2.3毫米/小时。大错误排除后的罕见病例(15%的所有数据和RR > 10毫米/小时超过2σ偏差),可能与快速变化的大气状态和非零时差测量,获取误差达到1.1 m / s。

雨率高的检索主题的特殊考虑因为下暴雨降水的复杂性建模绝对不能被简单的参数化用于这项研究。不均匀的水汽凝结体参数分布,随高度变化和足迹,以及冰云降水应该考虑。在暴雨雨率检索,伴随热带飓风等极端事件,需要分别研究了自密集降雨大幅修改大气特性和海洋表面的发射率。强飓风新对象出现在大气下靠近海洋表面的喷淋层,由碎波生成的。这种大规模的盐层水文气象显著改变微波辐射建模及其偏振状态和它的影响应该随着雨水的效果。

此外,暴雨与沉重的对流相关联,与大型冰云粒子如冰雹。深对流条件下可能存在大空间尺度上的降水系统从40到500公里或更大。这样的中尺度对流系统长寿,引起强烈的降水,有高概率产生冰雹(51]。大小的冰雹和霰粒子在此类降水系统达到几厘米(52)这是比低频率的波长度AMSR2频道。辐射传输模型,在这种情况下不能用于简化版和完整解决方案要求米氏多次散射计算。在这种情况下不考虑冰散射介绍数值模拟算法后发展不可忽视的错误。

分析卫星被动微波雨率领域我们需要记住,发生在相对较小的地区雨率最高的地区。低分辨率被动微波测量平滑;RR值较低的平均高、零RRs的大部分的像素。因此,实际降雨率可以大大超过表示被动微波产品。空间平滑的这个重要方面也需要考虑任何验证研究使用不同空间尺度上的测量。

图8说明了这种差异在雨中率估计TRMM微波成像仪(RR)电影剧情和TRMM降水雷达(公关RR)飓风之2013年10月7日。最大的电影剧情RR RR领域呈现在图8是15.7毫米/小时,而最大的公关RR为相同的字段,同时以公关范围较窄,为184.3毫米/小时。公关从美国宇航局戈达德地球科学数据下载(GES)数据和信息服务中心(光盘)。这个特定的案例是一个罕见的案例quasisynchronous成像台风(与暴雨)的剧情和AMSR2仪器。我们建立了RR字段为剧情RR产品和AMSR2 RR估计算法,在本研究中开发的。图9显示字段和它们之间的区别。因为这些卫星测量的差异是约1小时20分钟,直接pixel-to-pixel比较应该是不可能的。计算和构建的区别,所有AMSR2数据空间转移这台风的中心,观察到AMSR2,恰逢其中心,观察到三里岛事故。这个相当不准确的程序允许不过说明降雨率的低估AMSR2新开发的算法相比,电影剧情雨率。这种低估也总验证的结果高RR值。

支持这个验证研究中我们也比较独立AMSR2雨率检索由RSS (17TMI RR)与产品。因为电影剧情的基本面和AMSR2雨率是相同的,我们假设它是有意义的。AMSR2 RSS降雨率的产品不是用于算法验证自三里岛事故RR产品是对高度精确校准雷达测量降水,而AMSR2不是。对应的散点图的RSS AMSR2 RR和剧情RR如图10 ()。在图10 (b)AMSR2 RR的散点图,检索与新算法,与剧情RR再次显示压力的差异。

可以看出,RSS AMSR2雨率无偏和剧情雨率进行比较。没有观察到高RR值的低估。总检索误差对整个数据集有点低,0.9毫米/小时相比1毫米/小时,确保使用的新算法。相关系数Rc = 0.8;方程的线性趋势。我们发现RSS AMSR2产品的均方根误差范围的降雨率小于5毫米/小时0.8毫米/小时,和雨率小于2毫米/小时σ0.6毫米/ h, 2倍的使用新开发的AMSR2算法。所以,一些优势在低(< 2毫米/小时)雨率相比,新算法可以表示与标准AMSR2 RSS RR产品。尽管AMSR2检索RR和RSS RR产品相关TMI RR下的小雨是远不能令人满意。

6。结论

降雨率的新算法(RR)检索数据的高级微波探测辐射计2 (AMSR2)开发车载GCOM-W1使用6低频通道测量为6.9,7.3和10.65 GHz。该算法是基于亮度温度的数值模拟与反演后RR使用神经网络方法。提出的一般近似建模包括辐射传递方程的简化形式,不考虑雨冰云和降水和一个简单的均匀分布配置文件。验证新算法的比较结果进行应用程序的AMSR2一级b亮度温度数据与遥感系统(RSS)雨率产品,基于热带降雨测量任务(TRMM)微波成像仪(剧情)测量的2012年8月——2014年4月。确保网格空间搭配AMSR2数据到三里岛事故RR网格;在10分钟的间隔时间搭配。均方根误差σ计算整个数据集,对h ~ 1毫米/ 0.1毫米/小时以上σ对于RSS AMSR2产品。RSS AMSR2 RR产品也是根据相同的剧情RR产品进行验证比较表演的RSS和新开发的算法。

这是发现新算法优于RSS RR算法< 2毫米/小时。对于这个低RR算法的误差范围为0.3毫米/小时而RSS 0.6毫米/ h算法。同时,新算法明显低估了雨率RR > 10毫米/小时,而RSS AMSR2雨利率高度相关,公正而RSS雨率对整个电影剧情RR范围。这显然是严重低估内在简化辐射传输模型(RTM),开始不同于完整RTM在雨率高,而不是占大气中不同形式的冰。

新算法只需要AMSR2亮度温度测量数据没有任何辅助信息,可用于RR检索20毫米/小时,1毫米/小时的检索精度,降低了RR高于10毫米/小时2.3毫米/小时。

进一步的工作需要改进算法都以非常低和高雨率。这项工作应包括准确完整的RTM的冰建模和用法。这将提高算法性能的RR > 10毫米/小时和扩大的估计算法的适用性雨率高于20毫米/ h与合理的检索精度。

利益冲突

作者宣称他们没有利益冲突有关的出版。

确认

资助这项研究的经费由俄罗斯联邦政府支持的Mega-Grant RSHU科研领先的监督下科学家,没有。11. g34.31.0078, SMOS +风暴演变ESA STSE资金,俄罗斯基础研究基金会项目14 - 05 - 91760 af_a和俄罗斯联邦教育部和科学项目RFMEFI61014X0006,协议没有。14.610.21.0006”监测地球物理新方法和技术的发展,水文气象的斯匹次卑尔根西方和俄罗斯北极。”