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风云气象卫星多源产品监测分析北美高温

发布时间:2021年07月19日 来源:国家卫星气象中心卫星气象研究所

  近期,美国西部和加拿大部分地区遭遇了罕见高温天气。针对当前北美高温,充分发挥我国风云三号极轨气象卫星的全球观测能力,利用多源产品开展了北美高温的综合监测分析。

  目前卫星对高温、干旱等极端天气的监测主要基于地表温度产品。利用FY3D-MERSI改进算法反演并制作了2021年7月1日美国地区250米陆表温度,实现对高温热浪的精细化监测。发现中西部大部分地区在40度以上,南方部分地区地表温度达到了60度以上。

  图1:2021年7月1日 FY3D-MERSI监测美国地区250米陆表温度图

  为了更好地监测高温过程,进一步利用卫星晴空地表亮温的变化分析高温的情况,通过比对2021年6月与2020年同期相比的FY-3D/MERSI晴空地表亮温差异,可以看出,北美西北部地区增温非常显著。

  图2:2021年6月与2020年同期相比的晴空地表亮温差异图

  图3:加州局部区域(50-60°N,115 - 130°W)FY-3D/MERSI地表晴空亮温时间序列图(2019年5月-2021年6月)。可以看出,2021年6月温度明显高于过去两年的最高水平

  为了进一步提升风云气象卫星天气监测预警服务效益,使用了风云三号D 星VASS仪器组反演的大气温度廓线产品(从地面1013.25百帕到高空0.1百帕共43个等压面大气温度)和GRAPES地表气压产品来获得卫星反演近地面大气温度产品,也就是气温产品。利用FY-3D/VASS 2020年和2021年7月上旬11-14时(当地时间)大气温度廓线数据制作的2021年7月上旬旬平均地面气温图(图1)和旬地面气温偏差图(图2)显示:2021年7月上旬美国西北部和加拿大部分地区地面气温较2020年同期偏高明显,平均偏高7-9°C,个别地区偏高达13°C以上。

  图4 2021年7月上旬旬平均地面气温图

  图5 2021与2020年7月上旬旬平均地面气温偏差图

  进一步利用FY-3D/MERSI地表反射率晴空合成数据对美国加州因为高温造成的过火区以及水体进行了同步监测。对比2021年6月与2020年6月的FY-3D/MERSI地表反射率晴空合成数据,可以清楚的看到,北美西海岸有大量过火区(图6 b绿色植被中的灰色区域);计算两年同期NBR(Normalized Burn Ratio)的变化,可以有效提取过火区以及植被显著变差区域。注:NBR=(NIR-SWIR)/(NIR+SWIR),采用MERSI的第4通道(0.865um)和第7通道(2.13 um)计算。图对比2021年6月与2020年6月的FY-3D/MERSI地表反射率晴空合成数据,可以清楚看到有多个水体出现干涸或面积缩小

  图6:FY-3D/MERSI加州过火区监测

  图7:FY-3D/MERSI加州水体监测

  (本文数据处理分析:刘辉 寿亦萱 王曦  王圆圆 董立新 郑照军 责任编辑:张林)

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