亮度温度

概观

亮度温度是微波辐射从大气到卫星的顶部向上行进的辐射的测量,表示为等效的黑体的温度的单元。亮度温度(或TB)是由无源微波辐射计测得的基本参数。亮度温度,在不同的微波频率下测量,以遥感系统用于导出风,蒸汽,云,雨和SST产品。万博体育app网页注册尽管在传感器的频率,信道分辨率,仪器的操作和其他辐射计特性的差异,RSS生产高品质的,精心intercalibrated数据,使用统一的处理技术,具有亮度温度数据记录跨越多个仪器在过去几十年。在这个页面的底部,我们包含对存取我们亮度温度数据,并链接到更详细的信息。

什么是亮度温度是多少?

卫星无源微波辐射计通过测量原始天线的数量来确定天线的温度,然后计算地球的亮度温度。辐射计的各个通道使用大型天线,在运行期间,每个天线馈角通过一个冷热目标,以提供一致校正的原始计数。亮度温度(也称为TB)是从地球大气层顶部向上传播的微波辐射的辐射量。从辐射计计数到大气顶部TB的转换称为校准过程。推导TB值需要几个校准处理步骤。微波辐射计TB被认为是一种基本的气候数据记录,它是我们用来测量风速、水蒸气、云液态水、降雨率和海洋表面温度的值。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。为了确保海洋产品的气候质量、内部校准数据集,我们首先对这些文件中的数据进行反向工程,以得到原始的辐射计天线计数。此过程删除数据提供程序可能已添加的修正或调整。一旦我们有了原始的计数,我们将按照下面描述的方式继续前进。

处理方法

根据原始辐射计计数计算TB是一个复杂的、多步骤的过程,在这个过程中必须准确地描述一些影响,并对其进行调整。这些影响包括辐射计的非线性、校准目标的缺陷、主天线的发射和天线的图案调整。RSS TB的校准是一致的,因此所有传感器的TB测量可以用来构建一个几十年的时间序列。万博吧manbet客户端2.0我们使用无雨海洋作为绝对校准参考,而我们最先进的无雨海洋和中间大气辐射传输模型(RTM)可以以很高的精度预测大气顶部TB。一个完整的所有SSM / I的校准的说明是可用的。虽然文档描述了SSM/I传感器,但这种方法适用于其他辐射计。

几个必要的步骤是通过微波辐射计总结于下表,并在下面进一步讨论。

校准步骤的微波辐射计

地理位置分析

调整态度

Along-scan校正

绝对校准

热负荷修正

天线辐射率

SSM / I 海军研究实验室/ RSS 没有 APC 没有 0
SSMIS RSS 没有 APC 0.5-3.5%
三里岛事故 RSS 动态 APC 没有 3.5%
WindSat 海军研究实验室/ RSS 固定 APC 0
AMSRE RSS 固定 APC 0
AMSR2 RSS 没有 APC 0

第一步是地理定位。要进行任何后续的搭配或比较,需要知道每次测量的确切位置。我们使用升序减去降序的值,并观察小的海洋岛屿,确保它们不会“移动”。正如表中所示,地理定位并不总是由RSS执行[NRL =海军研究实验室,GSFC =戈达德太空飞行中心]。万博网址是什么地理定位的校正不同于仪器安装误差的校正(也称为横摇/俯仰/偏航校正),后者也必须加以处理。

表中所列的其余校正是通过比较天线温度与我们的辐射传输模型所模拟的温度来完成的。30多年万博体育app网页注册来,遥感系统海洋表面和大气层间大气辐射传输模型不断发展完善,海洋观测精度在1-100 GHz(微波)谱范围内。海洋表面模型组件包括极化风速和风向,并与表面发射率和散射有关。我们的RTM的大气成分依赖于对氧和蒸汽的最新和相关的测量。万博吧manbet客户端2.0

心态调整包括校正飞船指向误差。指向的航天器是由许多不同的方法来确定,优选的是一个星象跟踪仪。另一种方法是地平线平衡传感器。对于SSM /我没有指点信息被赋予,所以它被假设是正确的。TMI具有动态指示差异补正该轨道内变化,因为水平传感器用于先于轨道升压不准确的星象跟踪仪。轨道提升后,水平传感器被禁用,并从两个板载陀螺仪,也没有准确的星象跟踪仪确定指点。AMSR-E没有指向问题,因为AQUA卫星有星跟踪器。上ADEOS-II的AMSR需要一个动态校正,而WindSat需要一个简单的固定校正,以在辊/俯仰/偏转。

随着镜子的旋转,地球场景视图的边缘将开始包含障碍物,如卫星本身或冷镜的一部分。此外,在扫描期间,天线旁瓣图案可能导致来自航天器不同部分的贡献。每台仪器都需要这种随扫描校正。

接下来我们执行一个天线图案校正(APC)。APC是在发射前确定的,由溢出和交叉极化值组成。发射后,溢出和交叉极化值被调整,以便测量的天线温度与RTM模拟天线温度匹配。所有文书都需要这种修正。

只有部分辐射计需要热负荷热梯度校正。微波辐射计计数中TB的测定是使用两个已知温度来推断地球场景温度完成的。每次扫描时,天线馈线都会看到一面反射低温空间(已知温度为2.7 K)的镜子和由几个热敏电阻测量的吸热器。假设一个线性响应,地球场景温度然后通过拟合斜率到这两个已知的测量值(热和冷)来确定。万博吧manbet客户端2.0这种两点校准系统连续补偿辐射计增益和噪声温度的变化。这种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侵入了冷空间的视野,并移除了月球影响的值,冷镜就相对没有问题。吸热器的问题更大。热敏电阻常常不能充分地测量热吸收器上的热梯度。例如,由于AMSR-E热负荷的设计缺陷,需要对AMSR-E进行热负荷修正。 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,主反射器被认为是具有0.0的辐射率的完美反射,但这并非总是如此。在TMI测量的偏压归因于主天线以原子manbet客户端2.0万博吧存在的氧在TMI的低空(350公里)导致在石墨主天线薄,气相沉积的铝涂层的快速氧化的降解。因此所测量的辐射是由反射地球场景和天线的排放。天线的发射率的校准过程期间被推断为3.5%。天线辐射率校正利用来自热敏电阻的仪器的附加信息来估计该天线的温度,从而降低时间方差的效果。这是发射所有TMI渠道不变。该仪器SSMIS还具有其中辐射似乎增加作为频率的函数,改变从0.5〜3.5%的发射天线。

数据可用性和访问

亮度温度被视为中间产物,而不是典型的地球系统数据记录(ESDR)。我们对各种仪器亮度温度数据是通过在表中所列不同的数据中心提供。

仪器/卫星 RSS亮度温度数据可用性
通过仪器亮温访问的表(更新2014年8月)

SSMI上DMSP
F08, F10, F11, F13, F14, F15

由NOAA NCDC发布的netCDF格式的RSS V7 TBs

SSMIS上DMSP
(F16,F17)

由NOAA NCDC发布的netCDF格式的RSS V7 TBs
WindSat科里奥利 RSS V7 TB的不公开
在电影剧情TRMM RSS V7 TB的不公开
AMSR-E上的Aqua RSS V7 TB的分布由NSIDC(注:NSIDC在其系统中使用不同的版本号)
AMSR2上GCOM - W1 RSS V7 TB的不公开

有可用的进一步描述的netCDF RSS V7 TB的数据产品,为SSM / I和SSMIS的内容(见左边的链接)两个文件。

以下时间段内SSM/I和SSMIS传感器的亮度温度数据:

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年十一月
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(2006年8月后,不使用对气候研究)
F16 SSMIS 2003年10月 当下
F17 SSMIS 2006年12月 当下
F18 SSMIS 2009年10月 目前(数据目前无法在RSS上获得)
F19 SSMIS 2014年4月 目前(数据目前无法在RSS上获得)