[发明专利]一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法

权利要求书

1.一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，该生产方法包括：

(1)变量、常量的定义及初始化，读取成像仪数据和辅助数据；

(2)逐像元循环，选择晴空像元，判断所述晴空像元的亮温值是否在有效值范围内，如果是，进行下一步，如果否，继续循环；

逐大气层循环，获取每层的大气温度和湿度廓线，判断预报数据值是否在有效值范围内；

(3)判断地表观测的大气温度和压强是否有效，并将大气温度和湿度廓线数据采样到新的大气层下，并且寻找地表气压层；

(4)物理反演大气温度和湿度廓线；

包括：

获取预报场、观测场的协方差值；

将预报场数据作为第一次反演数据，反演大气温度、湿度、臭氧廓线数据；

逐卫星观测通道循环，计算每个通道的权重函数，并将权重函数在特征向量中展开，计算亮温与观测亮温的偏差；

判断偏差，若偏差小于最小阈值，则结果最优，结束迭代，输出温度和湿度廓线数据作为迭代结果；若偏差大于最大阈值，则不能反演，结束迭代；若迭代次数已经为最大值，则结束迭代；

当迭代次数小于迭代最大值且还没结束时，计算前后两次误差向量的差值，当差值小于阈值时，结束迭代；选择最好的迭代结果作为输出结果，输出反演偏差信息；

(5)根据湿度廓线计算分层水汽含量和大气层总水汽含量；

包括：

根据气压层数，寻找最底层气压层，累加求和每层水汽含量，得到大气层水汽总含量；

(6)输出分层水汽含量和大气层总水汽含量结果。

2.根据权利要求1所述的一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，所述成像仪数据包括静止卫星定标定位后的红外通道亮温数据、每个像元上的卫星观测天顶角、每个像元的中心经纬度、静止卫星通道使用索引、探测器噪声等效温差矩阵和静止卫星云检测产品。

3.根据权利要求1所述的一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，所述辅助数据包括非静止卫星的动态数据和非静止卫星的静态数据；所述非静止卫星的动态数据包括预报场的地表气压和气压分层索引数据、预报场近地表风速矢量数据、预报场表皮温度数据、预报场温度廓线数据、预报场湿度廓线数据和预报场误差的协方差矩阵；所述非静止卫星的静态数据包括海陆边界数据、地表高程数据、温度廓线的特征向量、湿度廓线的特征向量和红外通道对应的地表发射率数据。

4.根据权利要求1所述的一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：

获取水汽调节数据，读取通道亮温数据，寻找最底层气压层，物理反演大气温度、湿度、臭氧廓线。

5.根据权利要求1所述的一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：

逐层循环，并且寻找底层气压所在的层数。

6.根据权利要求1所述的一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，所述获取预报值、观测值的协方差值包括如下步骤：

基于大气温度廓线、湿度廓线、臭氧廓线的统计反演数据的协方差矩阵，将地表气温的协方差系数设为0.33；

循环协方差矩阵，调整协方差对角线上的水汽系数；

基于光谱数据及特征向量，检查特征向量是否归一化，将协方差矩阵在特征向量中展开。

7.根据权利要求1所述的一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，该生产方法还包括：在发生卫星数据获取异常、物理反演异常或水汽含量反演异常时，进行容错进程。

8.根据权利要求1所述的一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述物理反演是通过不断调整初始廓线来使卫星观测亮温与模拟计算的红外通道亮温差最小的迭代过程；初始值用来初始化计算过程，静止卫星红外通道观测数据用来进行反演。