science >> Wetenschap >  >> Natuur

Verschillen in hoogte van wolkentop tussen satellieten en grondradar onthuld

Wolken waargenomen bij YBJ met besneeuwde bergen in de verte. Krediet:Juan Huo

Wolken spelen een sleutelrol bij het balanceren van inkomende en uitgaande zonne- en thermische straling. Dit is een kritisch proces in het aardatmosfeersysteem. Bewaking van wolkenhoogte, deeltjesgrootte, deeltjesconcentratie, enz. zijn een integraal onderdeel van het begrijpen van de klimaatdynamiek en de wereldwijde klimaatverandering. Deze fysieke kenmerken bepalen het stralingsforceringseffect van een wolk, of hoeveel binnenkomende straling een wolk terugkaatst naar de ruimte. Satellieten en grondradars kunnen de hoogte van de wolken (CTH) meten. Echter, Er zijn inconsistenties tussen verschillende satellieten en radargegevens vanwege verschillende detectiemethoden en algoritmen die worden gebruikt om ruwe informatie te verwerken.

Om deze conflicten te kwantificeren, Bo Liu, gezamenlijk begeleid door Dr. Juan Huo en Prof. Daren Lyu van Institute of Atmospheric Physics, Chinese Wetenschapsacademie, vergeleek CTH-gegevens tussen de FY-4A- en Himawari-8-satellieten, evenals gegevens van op de grond gebaseerde millimetergolfradarlocaties in Yangbajing, Tibet (YBJ) en in Peking. Bekend als het "dak van de wereld, "Het Tibet-plateau biedt een ideale locatie voor satellietmeteorologen om te studeren. Het uitgestrekte gebied heeft grote hoogte, ideale atmosferische omstandigheden om CTH te observeren, en schaarse weerrapportagestations, wat optimaal is voor het testen van grote hoeveelheden satellietgegevens. De Chinese meteorologische satelliet FY-4A en de Japanse Himawari-8-satelliet zijn geostationaire satellieten, beide uitgerust met een geavanceerde stralingsimager, die een schat aan CTH-gegevens oplevert.

Resultaten van wolkenanalyse op hoog niveau suggereren dat het waargenomen CTH-verschil tussen radar- en satellietgegevens geleidelijk toeneemt met een toename van de oppervlaktetemperatuur. Dit geeft aan dat de oppervlaktetemperatuur, die de nauwkeurigheid van het ophalen van satellietgegevens beïnvloedt, kan een sleutelfactor zijn die de regionale discrepantie tussen Beijing en YBJ veroorzaakt, dat is 4300 meter boven zeeniveau. De gemiddelde CTH-verschillen, gemeten in kilometers, tussen radar- en satellietgegevens op YBJ waren 0,06 km en 0,02 km, vergeleken met 0,93 km en 0,99 km in Peking, voor FY-4A en Himawari-8, respectievelijk. Dunne cirruswolken op hoog niveau vertonen de meeste CTH-variatie.

Schematisch diagram van satelliet-CTH-detectie (FY-4A en Himawari-8) en op de grond gebaseerde radarlocaties (van YBJ en Beijing, respectievelijk), met vergelijkingsresultaten ook inbegrepen. Krediet:Bo Liu

Aanvullend, bij YBJ, de studie toonde aan dat Himawari-8 meer nachtelijke CTH-gegevens miste dan FY-4A. Dat gezegd hebbende, statistische resultaten tonen weinig verschil tussen FY-4A- en Himawari-8-gegevens, hoewel beide satellieten verschillende ophaalalgoritmen hebben. Deze studie presenteert een eerste kwantitatieve vergelijking van CTH tussen satelliet- en grondradar boven het Tibet-plateau en biedt een wetenschappelijke leidraad voor de toepassing van CTH-gegevens.