空间中心科研人员在利用被动微波遥感探测反演热带气旋海面气压研究方面取得重要进展

热带气旋的海面气压场数据能够反映气旋的强度、结构和尺度特征，在热带气旋分析中起关键作用。另外，气压场反映的水平气压梯度力是热带气旋移动的主要动力，气压场数据是热带气旋移动路径和发展趋势预报的重要参考数据。过去，海上热带气旋气压的观测主要依赖于飞机投放无线电探空仪进行观测。然而下投探空仪仅能提供有限的点的气压信息，并且难以落到眼区进行中心气压的观测。

2018年，国家空间科学中心微波遥感技术院重点实验室的张子瑾、董晓龙创新性的提出一种基于被动微波遥感的海面气压测量理论和方法，实现全球海面气压高时空分辨率测量，成果发表在国际地球科学领域著名期刊Journal of Geophysical Research：Ocean上。最近，该项研究又取得重要进展，他们最新的研究成果将这种方法从中低海况海面气压场进一步发展到热带气旋等高海况条件，为台风、飓风的预报、分析和灾害预警、监测与评估提供关键数据。针对热带气旋条件下大气温湿度异常对海面气压反演的影响，该项研究提出了一种同时使用微波辐射计观测亮温和热带气旋暖心亮温距平反演热带气旋海面气压场的算法。他们使用美国新一代极轨气象卫星SNPP搭载的50~60 GHz微波辐射计ATMS和我国FY-3C卫星搭载的118GHz微波辐射计MWHTS实测数据实现了热带气旋海面气压场反演，经过与分析数据、现场观测数据的比较，表明算法对热带低压或热带风暴、台风或飓风以及强台风或强飓风的中心气压的估计精度分别优于6.0 hPa、8.0 hPa和10.0 hPa，内核区域估计精度分别优于4.0hPa、5.0hPa和8.0hPa。上述高风速（15m/s<风速<26 m/s）和极高风速条件下（风速>26 m/s）的气压反演精度远高于目前利用风场数据的间接推演精度。

此项研究是国际上首次实现热带气旋海面气压场遥感探测直接反演，能够为热带气旋预报和分析人员实时提供高时空分辨率、高精度的热带气旋海面气压场数据，具有重大意义。研究成果近日发表于地球物理学国际权威期刊Journal of Geophysical Research：Oceans。

文章及链接：

Zhang, Z., Dong, X., Hon, K. K., & Liu, L. (2019). Tropical cyclone surface pressure field estimation using satellite passive microwave observations over the oceans. Journal of Geophysical Research: Oceans, 124. https://doi.org/10.1029/2019JC015136 

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019JC015136

图一：(a)(c)(e)SNPP/ATMS数据反演的台风“山竹”(1822)在2018年9月13日05时18分、9月14日17时31分和9月16日06时04分的海面气压场 (b)(d)(f)对应时刻的NCEP GDAS/FNL表面气压场

图二：(a)(c)(e)(g)(i)FY-3C/MWHTS数据反演的台风“山竹”(1822)在2018年9月8日23时33分、9月10日12时08分、9月11日11时54分、9月12日00时29分和9月14日12时51分的海面气压场 (b)(d)(f)(h)(j)对应时刻的NCEP GDAS/FNL表面气压场

图三：(a)由SNPP/ATMS数据反演得到的中心气压与现场观测数据的对比 (b)热带气旋内核区域反演结果与现场观测数据的对比 (c)热带气旋外围反演结果与现场观测数据的对比

图四：(a)由FY-3C/MWHTS数据反演得到的中心气压与现场观测数据的对比 (b)热带气旋内核区域反演结果与现场观测数据的对比 (c)热带气旋外围反演结果与现场观测数据的对比

（供稿：微波室）