亮度温度

概述

亮度温度是从大气顶部向上行驶的微波辐射的辐射的辐射,以等效的黑色体的温度为单位表示。亮度温度(或tB)是通过被动微波辐射尺度测量的基本参数。在不同的微波频率下测量的亮度温度,用于遥感系统,以导出风,蒸气,云,雨和SST产品。万博体育app网页注册尽管传感器频率,通道分辨率,仪器操作和其他辐射计特性差异,但RSS使用均匀的处理技术产生高质量,仔细的互际数据,涵盖多个仪器的亮度温度数据记录在几十年内。在本页底部,我们包括有关访问我们亮度温度数据的信息,并链接到更详细的信息。

什么是亮度温度?

卫星无源微波辐射计测量原始天线计数,从中我们确定天线温度,然后计算地球的亮度温度。大型天线用于辐射计的各种通道,在操作期间,每个天线馈角通过一个热和冷目标,以提供一致校准的原始计数。亮度温度(也称为TB)是测量从地球大气层顶部向上传播的微波辐射亮度的方法。从辐射计计数到大气顶部TB的转换称为校准过程。需要几个校准处理步骤来获得TB值。微波辐射计TB被认为是一种基本的气候数据记录,是我们从海洋中获得风速、水蒸气、云液态水、降雨率和海面温度的测量值。万博吧manbet客户端2.0

我们从NASA、NOAA、DMSP或NRL等数据源获取每个微波辐射计的天线温度数据文件。为了确保气候质量和相互校准的海洋产品数据集,我们首先对这些文件中的数据进行逆向工程,得到原始辐射计天线计数。此过程将删除数据提供程序可能添加的修正或调整。一旦我们得到了原始计数,我们将按照下面的描述继续进行。

处理方法

从辐射计的原始计数计算结核是一个复杂的、多步骤的过程,其中必须准确地描述一些影响,并对它们进行调整。这些影响包括辐射计的非线性、标定目标的不完善、来自主天线的发射和天线方向图的调整。RSS TB的校准是一致的,以便所有传感器的TB测量可以用于构建一个几十年的时间序列。万博吧manbet客户端2.0采用无雨海洋作为绝对定标参考,我们在无雨情况下海洋和大气间的最先进辐射传输模型(RTM)可以高度准确地预测大气顶TB。一个完整的所有SSM / I的校准描述是可用的。虽然本文档描述了SSM/I传感器,但该方法适用于其他辐射计。

所需的几个步骤总结在下微波辐射计的表格中,并在下面进一步讨论。

微波辐射仪的校准步骤

地理位置分析

调整态度

Along-scan校正

绝对校准

热负荷纠正

天线辐射率

SSM / I 海军研究实验室/ RSS 是的 APC 0
SSMIS. RSS 是的 APC 是的 0.5-3.5%
三里岛事故 RSS 动态的 是的 APC 3.5%
WindSat 海军研究实验室/ RSS 固定的 是的 APC 是的 0
amsre. RSS 固定的 是的 APC 是的 0
amsr2. RSS 是的 APC 是的 0

第一步是地理定位。知道每个测量的准确位置是后续进行任何搭配或比较所必需的。我们使用升序减去降序,观察小的海洋岛屿,确保它们不“移动”。地理定位并不总是由RSS执行,如表[NRL =海军研究实验室,GSFC =戈达德空间飞行中心]。万博网址是什么对地理位置的修正不同于对仪器安装误差的修正(也称为滚/俯仰/偏航修正),后者也必须得到解决。

表中列出的其余修正是通过比较天线温度与我们的辐射传输模型模拟的温度来完成的。遥感系统万博体育app网页注册(Remote Sensing Systems)针对海洋表面和中介大气的大气辐射传输模型(RTM)经过30多年的不断发展和完善,在1 ~ 100 GHz(微波)光谱中具有较高的海洋观测精度。海洋表面模式分量包括极化风速和方向,与表面发射率和散射有关。我们的RTM的大气成分依赖于最新的和相关的氧气和蒸汽的测量。万博吧manbet客户端2.0

姿态调整包括纠正航天器指向误差。航天器指向由多种不同的方法确定,优选的是星形跟踪器。另一种方法是Horizo​​ n平衡传感器。对于SSM / I,没有给出指向信息,所以假设是正确的。TMI具有动态指向校正,因为轨道上使用的地平线传感器的变化不如星形跟踪器。在轨道止痛之后,禁用地平线传感器,并从两个车载陀螺仪中确定指向,也不像星形跟踪器那样准确。AMSR-E没有指出问题,因为Aqua Satellite有一个明星追踪者。ADEOS-II上的AMSR需要动态校正,而Windsat需要将简单的固定校正固定到辊/间距/偏航。

随着反射镜的旋转,在地球的边缘景象将开始包含障碍物,如卫星本身或冷反射镜的一部分。此外,在扫描期间,天线旁瓣图可能导致来自航天器不同部分的贡献。每个仪器都需要这种长扫描校正。

接下来我们执行天线方向图校正(APC)。APC是在发射前确定的,由溢出值和交叉极化值组成。发射后,调整溢出值和交叉极化值,使测量的天线温度与RTM模拟天线温度相匹配。所有仪器都需要这种校正。

只有部分辐射计需要热负荷热梯度校正。从微波辐射计的计数来确定TB是利用两个已知的温度来推断地球场景温度完成的。对于每一次扫描,天线馈角看到一个反射冷空间(已知温度为2.7 K)的镜子和一个由几个热敏电阻测量的热吸收器。假设是线性响应,那么地球场景的温度就可以通过拟合这两种已知测量(热和冷)的斜率来确定。万博吧manbet客户端2.0这个两点校准系统持续补偿辐射计增益和噪声温度的变化。这个看似简单的校准方法充满了微妙的困难。只要我们注意到月球入侵冷空间视图并去除受月球影响的值,冷镜就相对没有问题。热吸收器问题更大。热敏电阻通常不能充分测量热吸收器的热梯度。例如,由于AMSR-E热负载的设计缺陷,需要对AMSR-E进行热负载校正。 The hot load acts as a blackbody emitter and its temperature is measured by precision thermistors. Unfortunately, during the course of an orbit, large thermal gradients develop within the hot load due to solar heating making it difficult to determine the average effective temperature from the thermistor readings. The thermistors themselves measure these gradients and may vary by up to 15 K. Several other radiometers have had similar, but smaller, issues.

最后,假设主反射器是一个完美的反射器,发射率为0.0,但情况并非总是如此。TMI测量中的偏差归因于初级天线的劣manbet客户端2.0万博吧化,因为在TMI的低空(350km)处存在于TMI的原子氧气导致薄的气相沉积铝涂层的快速氧化在石墨初级天线上。因此,测量的辐射由反射的地球场景和天线排放组成。在校准程序期间推导出天线的发射率为3.5%。天线发射率校正利用来自仪器热敏电阻的附加信息来估计天线温度,从而降低时间方差的效果。对于所有TMI频道,该发射率是恒定的。SSMIS仪器还具有发光天线,发射率随着频率的函数而似乎增加,从0.5增加到3.5%。

数据可用性和访问

亮度温度被视为中间产品,而不是典型的地球系统数据记录(ESDR)。我们的亮度温度数据可通过下表中列出的不同数据中心提供。

仪器/卫星 RSS亮度温度数据可用性
亮度温度表的仪器(2014年8月更新)

SSMI在DMSP上
(f08, f10, f11, f13, f14, f15)

由NOAA NCDC以netCDF格式分发的RSS V7 TBs

SSMIS在DMSP上
(F16,F17)

由NOAA NCDC以netCDF格式分发的RSS V7 TBs
在科里奥里斯的风莎 RSS V7 TBS不公开可用
在电影剧情TRMM RSS V7 TBS不公开可用
AMSR-E AQUA RSS V7 TBS分布在NSIDC(注意:NSIDC在他们的系统中使用了不同的版本号)
AMSR2关于GCOM - W1 RSS V7 TBS不公开可用

有两份文件可用于SSM / I和SSMIS的NetCDF RSS V7 TB数据产品的内容(请参阅左侧的链接)。

SSM/I和SSMIS传感器在以下时间段的亮温数据:

仪器 开始日期 截止日期
F08 SSM / I 1987年7月 1991年12月
F10 SSM / I 1990年12月 1997年11月
F11 SSM / I 1991年12月 2000年5月
F13 SSM / I 1995年5月 2009年11月
F14 SSM / I 1997年5月 2008年8月
F15 SSM / I 1999年12月 目前(不要在2006年8月以后使用气候研究)
F16 SSMIS. 2003年10月 展示
F17 SSMIS 2006年12月 展示
F18 SSMIS. 2009年10月 目前(资料目前无法在RSS获得)
F19 SSMIS 2014年4月 目前(资料目前无法在RSS获得)