(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111558702.8 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 中国石油大 学 （华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 范士杰　史航　臧建飞　彭秀英　 邓莹莹　 (74)专利代理 机构 青岛智地领创专利代理有限 公司 37252 代理人 陈海滨 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06T 3/40(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数 据的校正方法 (57)摘要 本发明属于水汽探测技术领域， 涉及一种海 洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数据的校 正方法， 包括： 从海洋二号卫星 （HY ‑2A） CMR水汽 产品中， 提取试验区标识为海冰+陆地的CMR水汽 数据点及其亮温数据； 根据CMR水汽数据点的观 测时间， 选 择一天内最接近的某一个小时的ERA 5  PWV数据， 进行数据点的时间匹配； 根据CMR水汽 数据点的位置坐标， 确定其所在ERA 5数据的网格 单元， 并利用四个网格点的ERA5  PWV， 采用双线 性内插法计算得到CMR水汽数据点处的ERA5   PWV， 完成数据点的空间匹配； 构建CMR海冰+陆地 异常水汽的校正模型； 模型精度验证 。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114037023 A 2022.02.11 CN 114037023 A 1.一种海洋卫星校正 微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 其特 征在于， 包括： S1.从HY‑2A CMR水汽产品中， 提取试验区标识为海冰+陆地的CMR水汽数据 点及其亮温 数据； S2.进行ERA5  PWV与CMR水汽数据点的时空匹配和计算； S3.构建C MR海冰+陆地异常水汽的校正模型； S4.模型精度验证。 2.根据权利要求1所述的海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 其 特征在于， 步骤S2中， 采用双线性内插法提取与C MR水汽数据点相匹配的ERA5  PWV。 3.根据权利要求2所述的海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 其 特征在于， 步骤S2包括以下子步骤： S2.1.根据CMR水汽数据的观测时间， 选择一天内最接近的某一个小时的ERA5  PWV数 据， 进行C MR水汽数据点的时间匹配； S2.2.根据C MR水汽数据点的位置坐标， 确定其所在ERA5数据的网格单 元； S2.3.利用四个网格点的ERA5  PWV， 采用双线性内插法计算得到CMR水汽数据点处的 ERA5 PWV， 完成C MR水汽数据点的空间匹配。 4.根据权利要求3所述的海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 其 特征在于， 步骤S2.3的双线性内插法算法具体为： a＝round( (round(Lat)+1 ‑Lat)/0.25)+1+(Lat0‑round(Lat) ‑1)/0.25； b＝round( (Lon‑round(Lon))/0.25)+1+(round(L on)‑Lon0)/0.25； y1＝Lat0‑0.25*a； y2＝y1+0.25； x2＝b*0.25+Lon0； x1＝x2‑0.25； P1＝PWV(a， b)/(x2‑x1)*(y2‑y1)*(x2‑Lon0)*(Lot0‑y1)； P2＝PWV(a， b+1)/(x2‑x1)*(y2‑y1)*(Lon0‑x1)*(Lat0‑y1)； P3＝PWV(a+1， b)/(x2‑x1)*(y2‑y1)*(x2‑Lon0)*(y2‑Lat0)； P4＝PWV(a+1， b+1)/(x2‑x1)*(y2‑y1)*(Lon0‑x1)*(y2‑Lat0)； P＝P1+P2+P3+P4； 上述round为取整符号， Lat为待求CMR水汽数据点纬度， Lon为待求CMR水汽数据点经 度， Lat0为试验区西北角网格 点纬度， Lon0为试验区西北角网格 点经度， 单位为 °； a为网格 点 的行数， b为 网格点的列数； PWV(a， b)代表第a行b列网格点的水汽值； (x1， y1)、 (x1， y2)、 (x2， y1)和(x2， y2)为待求CMR水汽数据点所在网格单元四个网格点的坐标； P为待求CMR水汽 数据 点的ERA5 PWV。 5.根据权利要求4所述的海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 其 特征在于， 步骤S3的校正模型为： P＝a0+a18.7TB18.7+a23.8TB23.8+a37.0TB37.0， P为大气水汽含 量； TB18.7、 TB23.8和TB37.0分别为HY ‑2A CMR的三个频率测定的亮温值， 单位为K； a0、 a18.7、 a23.8、 a37.0为模型系数。 6.根据权利要求5所述的海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 其 特征在于， 步骤S4中， 将HY ‑2A CMR亮温数据代入上述校正模型中， 得到校正后的CMR海冰+ 陆地水汽值， 然后将其与匹配的ERA5  PWV进行对比和精度验证。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114037023 A 2海洋卫星校正微 波辐射计 极地异常水汽数据的校正方 法 技术领域 [0001]本发明属于水汽探测技术领域， 涉及一种海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽 数据的校正方法。 背景技术 [0002]大气水汽是影响天气系统和大气运动的决定因素之一， 准确测量其分布对天气分 析和预测具有重要意义， 尤其是在全球变 暖的大环境下， 全球大气水汽含量的监测显得格 外重要。 海洋二号卫星(HaiYang ‑2A,HY‑2A)是我国自主研发 的第一颗海洋动力环境卫星， 其搭载的校正微波辐射计(C alibration  Microwave  Radiometer,CMR)可以实现对全球大 气水汽含量的监测。 HY ‑2A CMR是一个三频率(18.7GHz、 23.8GHz、 37.0GHz)微波辐射计， 地 面足迹约为 40km。 [0003]目前CMR水汽反演常用的回归模型是对数模型， 包括七参数模型和四参数模型。 HY‑2A CMR水汽反演主要针对 标识为海洋的数据， 受足迹(约40km)影 响， 在穿越海陆交接处 或海冰时， 足迹探测的信号同时包含陆地或海冰和海洋信号。 由于陆地、 海冰与海水的辐射 特征不一致， 海洋亮温反演模型并不适用陆地 或海冰区域， 导致标识 为海冰、 陆地的水汽数 据出现异常。 目前大多数研究选择将此类异常水汽数据删除， 但这样会造成海岸带尤其是 极地海域水汽数据的大量 缺失。 [0004]海冰+陆地异常水汽数据主要分布在南极海域， 以2015年时间窗 口11： 30‑12： 30为 例， 图1给出了HY ‑2A CMR在南极海域经度为130 °W至150°W， 纬度在70 °S至80°S附近的海冰+ 陆地异常水汽数据与ECMWF发布的最新ERA5大气可降水量(Precipitable  Water Vapor,  PWV)数据的对比结果。 由图1可知， 二者的相关性很差， 仅为15.46％， 平均偏差达到了   11.81mm， 说明标识为海 冰+陆地的C MR异常水汽数据的反演模型不 准确或不 适用。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供海洋卫星校正微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 以解决现有技术中， 海洋二号卫星校正微波辐 射计在极地海域标识为海冰+陆地的水汽数 据存在异常和水汽反演模型不 准确的问题。 [0006]一种海洋卫星校正 微波辐射计极地异常水汽数据的校正方法， 包括： [0007]S1.从HY‑2A CMR水汽产品中， 提取试验区标识为海冰+陆地的CMR水汽数据点及其 亮温数据； [0008]S2.进行ERA5  PWV与CMR水汽数据的时空匹配和计算； [0009]S3.构建C MR海冰+陆地异常水汽的校正模型； [0010]S4.模型精度验证。 [0011]优选地， 步骤S2中， 采用双线性内插法提取与C MR水汽数据点相匹配的ERA5  PWV。 [0012]优选地， 步骤S2包括以下子步骤： [0013]S2.1.根据CMR水汽数据的观测时间， 选择一天内最接近的某一个小时的ERA5  PWV说　明　书 1/4 页 3 CN 114037023 A 3