编辑选编 FY-4A AGRI热红外通道辐射定标的精确外场评估
中文摘要：
Fengyun-4A（FY-4A）卫星是2016年12月11日发射的我国新一代对地静止气象卫星，它配备了先进的成像仪和测深仪，可提供高时空和光谱分辨率的探测信息，用于天气气候相关的监测、预警和预报。多通道扫描成像辐射计（AGRI）是FY-4A卫星平台挂载的关键辐射成像仪器，重点用于云观测，并利用高时间分辨率的特征进行天气过程追踪。AGRI的红外辐射通道具有全光路的星上红外定标系统，与FY-2上的红外可见自旋扫描辐射计（VISSR）相比，无论在定量标定、成像速度和空间分辨率方面均有了显著改善。FY-4A AGRI的在轨运行状态和星上辐射定标水平的精确评估，对红外通道产品应用具有重大意义。
国家卫星气象中心与中国科学院空天信息创新研究院等在2019年8月14—22日于青海湖地区开展了联合外场定标试验，首次使用无人艇配备红外辐射计（CE312）进行湖面水温连续观测，避免了常规大船走测的湖面波动影响；并在同步定标场附近布设近地面气象参数、气溶胶光学厚度、大气廓线等参数观测仪器，获得了实时的大气状态，结合大气辐射传输模拟（MODTRAN 4.3）手段分析评估了同步试验时刻的大气状况对红外通道辐射的影响；分析中使用大气辐射传输模拟的光谱匹配方法，减少地面仪器与卫星传感器的光谱响应匹配差异导致的亮温偏差。经过15组同步试验数据分析，中科院空天信息创新研究院的胡永红等发现FY-4A-AGRI在8月18日的12和13热红外通道的平均温度偏差为0.12 K和0.61 K，在8月20日的亮温偏差减小到－0.01 K和－0.48 K。该试验结果满足了FY-4A-AGRI定标精度需求（1K@300K），表明目前AGRI红外通道具有较好的定标精度，且工作状况良好。定标试验的不确定性分析发现大气状况差异是影响透射率和程辐射率的关键因素，其中湖面风速的变化、云层覆盖及云边对亮温消减的空间效应需要在实际工作中充分考虑。