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风云三号E星发布首次“探风”图

发布时间:2021年09月30日 来源:中国科学报

  9月29日,风云三号E星(“黎明星”)第二次对公众发布观测图像。

  此次对外发布卫星观测图像的主题为“黎明星看大气”。包括洋面风场月平均产品(2021年9月)、全球大气温度场垂直层分布(2021年9月27日黎明)、全球大气湿度场垂直层分布(2021年9月27日黎明)、全球大气湿度场时间演变(2021年9月11日-26日,黎明,850hPa)和台风结构三维探测 (2021年9月10日黎明,“灿都”台风洋面风场和暖心结构)。

  “黎明星”作为国际首颗业务运行的晨昏轨道气象卫星,装载了多台套垂直探测载荷。国家卫星气象中心副主任、风云三号极轨气象卫星地面系统总指挥张鹏表示,“黎明星”可以探测从地面到60公里高度的37层大气状况,可以联合反演获得大气温度场、湿度场以及洋面风场等产品,实现对全球热动力结构的精细探测,有效补充对晨昏时间全球大气温湿风变化过程的监测,从而为数值天气预报提供高密度、高精度的输入数据。

  张鹏介绍,本次发布的图像是风云三号E星搭载的风场测量雷达、微波温度计、微波湿度计和全球导航卫星掩星探测仪4台遥感仪器探测资料的综合产品。

  他表示,此次“黎明星”首次主动探测“风”的信息,揭示了全球大气层完整的动力学和热力学动态演变的规律和趋势,对分析和预报对人类社会影响巨大的台风、暴雨等各类极端灾害性天气现象提供了直接、准确的实测初始场资料。

  “过去的风云卫星只能‘看云’,无法‘探风’,‘黎明星’首次主动探测‘风’的信息,真正实现了风云卫星名称所表达的‘风+云’探测的初心和使命。”张鹏说。

  “黎明星”作为我国第二代极轨气象卫星的第5颗卫星,其主要作用之一是为全球气象预报服务提供全球观测,并将观测信息同化到数值天气预报中,为中长期天气预报提供观测强迫。

  张鹏告诉《中国科学报》:“‘黎明星’不仅弥补了此前全球气象卫星30%的全球观测空白区,可不间断为天气预报服务提供观测支持。它的观测数据,还有助于研究人员进一步深化对地球大气各个过程的理解。认识新规律,能更精细、更准确地做天气预报。”

  本次发布的五幅图像内容介绍:

  图一:风云三号E星洋面风场月平均图(2021年9月)。图片来源:国家卫星气象中心

  从图一中,可以清晰地看到预报员分析天气时常用的赤道辐合带、副热带高压、信风、季风、越赤道气流、绕极西风等典型的气候特征。

  9月赤道辐合带在太平洋表现出良好的对称性,这是由赤道太平洋上空东北信风和东南信风交汇形成。但是,赤道辐合带在印度洋上空有明显的纬向不对称特征,这是因为受到东非沿岸和印尼之间的越赤道气流,通常也称为索马里低空急流的影响。

  图二:风云三号E星全球大气温度场垂直层分布(2021年9月27日黎明)图片来源:国家卫星气象中心

  图二展示了今年9月27日黎明时刻950、850、700和500hPa四个高度全球的温度分布情况。在各层高度上,温度最高的区域是非洲的撒哈拉沙漠(颜色最深区域),温度最低的区域是格陵兰岛和南极洲大陆(颜色最浅区域)。

  整体而言,热带赤道有净的入射辐射,而极地地区有净的出射辐射。因此,北半球高纬度地区失去热量,低纬度地区获得热量。在欧洲大陆以南,由于撒哈拉沙漠的存在(入射<出射),高低纬度大气在南北方向上热量交换不大。因此,欧洲的天气气候变化比较平缓。而在我国,由于低纬大气与高纬大气在南北方向上的热量交换很大,因此剧烈天气频发。

  图三:风云三号E星全球大气湿度场垂直层分布(2021年9月27日黎明)图片来源:国家卫星气象中心

  图三展示的分别为950、850、700和500hPa的水汽分布图。可以看出,越在低层,水汽含量越充沛。从图中可以看出,由于印度季风和东亚季风的影响,为我国源源不断地带来了印度洋和西太平洋大量的水汽。

  图四:风云三号E星全球大气湿度场时间演变(2021年9月11日-26日,黎明,850hPa)图片来源:国家卫星气象中心

  图四为今年9月11日至26日的全球水汽时间演变图。图中可见,我国东部和南部洋面上有两个高湿度区,分别对应今年第13、14号台风“康森”和“灿都”。

  在我国,9月中旬,存在一条自西南地区经西北东部延伸至东北的水汽输送带,对应上述地区的强降雨天气。另外,在孟加拉湾和印度洋北部也有高湿度区,对应活跃的南亚季风。目前越赤道气流和季风对我国的水汽输送充沛,未来结合大陆上副热带高压的位置,可以判断出十一期间雨带的位置。

  图五:风云三号E星台风结构三维探测 (2021年9月10日黎明,“灿都”台风洋面风场和暖心结构)图片来源:国家卫星气象中心

  图五是今年9月10日台风“灿都”的垂直温度分布图,可见“灿都”垂直方向上温度呈明显的“冷-暖-冷”的结构,台风深厚的暖心结构特征清晰。

  (来源:中国科学报 责任编辑:栾菲)

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