极轨卫星搭载的微波温度计资料可以提供全球范围的大气温度廓线，对改进业务数值预报误差方面成效显著。但是陆地区域微波温度计低层通道的资料同化应用面临较大的困难，地表温度的不准确极大影响了微波温度计陆地低层通道亮温的模拟误差，导致模拟亮温无法代表模式背景场的真实状态，这是影响其同化应用的重要原因之一。
针对上述问题，大气科学学院研究生吴逸彬和白雪松，在我院秦正坤教授和中国气象局的李娟研究员指导下，利用中国特有的高分辨率地面自动站的表层土壤温度观测资料，通过替换背景场地表温度，改进微波温度计低层通道亮温模拟的准确性，从而改进陆地微波温度计低层通道资料的同化效果。
评估结果表明，利用自动站观测直接替换背景场地表温度，能够显著减小低层通道观测亮温和模拟亮温（O-B）的差值，在通道3-5和15上表现尤为明显（图1）。同时，通过GSI系统质量控制的资料量明显增加，O-B的标准差也有所减小。此外，随着地形高度的增加，地表温度改进对亮温模拟的影响逐渐增强，在海拔1600米以上的区域改进效果更为显著（图2）。
图1 通道1–5和15通过质量控制的Ctrl和Srf试验的偏差订正O−B（单位：K）散点图。
图2 AMSU-A 通道1–5和15在不同地形高度处的|O−BSrf|−|O−BCtrl|平均值（单位：K）柱状图，圆形标记为不同高度处的资料量。
论文信息：
Wu Y, Qin Z, Li J, et al. Primary Impact Evaluation of Surface Temperature Observations for Microwave Temperature Sounding Data Assimilation over Land[J]. Remote Sensing, 2024, 16(2), 395. https://doi.org/10.3390/rs16020395