先进微波扫描辐射计（the Advanced Microwave Scanning Radiometer 2, AMSR2）亮温观测资料在地表参数反演和资料同化中发挥着重要作用。但其低频C波段通道（6.9 GHz、7.3 GHz通道）广泛受到无线电频率（RFI）信号干扰，导致大范围缺乏有价值的数据。因此，在现有观测信息的基础上建立修复的数据至关重要。尽管修复后的数据可以填补各种观测数据的空白，但这种修复方法能否保留观测数据的标准差和偏差特征，是资料同化过程中对观测资料进行有针对性的偏差订正和观测权重设置的关键。

我院的博士研究生沈王彬同学，硕士生白雪松同化和秦正坤教授，通过与大气物理研究所林朝晖研究员合作，基于迭代主成分分析（PCA）修复方法，对2016年美国陆地区域受RFI干扰影响的先进微波扫描辐射计（AMSR）-2 C波段数据进行了精确修复。修复后，微波成像仪观测数据的空间连续性得到明显改善，整体亮温分布符合地表自然辐射特征（图1）。地表类型和地形高度也对O-B（observation minus background）标准差和偏差有很大影响。修复后，不同地表类型和地形高度下O-B标准差和偏差都有明显减小，并且O-B标准差随着地形高度的增加而减少，而偏差则表现为相反的趋势。标准差在低植被地区最大（4.0 K），但在松树林和灌木丛地区只有大约2.0-3.0 K（图2）。这些结果表明，修复后的数据在反演和同化方面具有很好的应用前景，标准差和偏差的估计结果也为陆地AMSR-2数据同化提供了参考。

图1 2016年秋季6.9-GHz-V通道的观测（a）和修复（b）亮温平均的空间分布以及7.3-GHz-V（c）和10.7-GHz-V（d）通道观测亮温的空间分布

图2 2016年美国陆地AMSR-2 6.9-GHz-V通道松树林（a, b）、灌木丛（c, d）和低矮植被（e, f）覆盖区域OMB标准差（a, c, e）和平均值（b, d, f）随地形高度变化的曲线。红线和蓝线分别代表修复前和修复后的结果，柱状代表资料数量

论文信息：

Shen, W.; Lin, Z.; Qin, Z.; Bai, X. Improved Estimation of O-B Bias and Standard Deviation by an RFI Restoration Method for AMSR-2 C-Band Observations over North America. Remote Sens. 2022, 14, 5558. https://doi.org/10.3390/rs14215558