准确的热带气旋暖核的高度和垂直结构特征信息，对于更好的理解热带气旋暖核与强度变化之间的关系，以及热带气旋路径和强度预报的改进都具有重要意义。但是热带气旋生命史主要位于海洋，虽然洋面地区也有浮标、海岛气象站、船舶和飞机等观测资料，但是常规观测资料很难提供热带气旋这样快速移动的高影响天气系统的持续观测信息。卫星遥感资料的高时空分辨率和高覆盖度的特点，使其成为热带气旋系统观测资料的主要来源。

我院博士生钱小立、毛伽丽与秦正坤教授，联合中国气象局李娟教授与张鹏教授，基于我国第一颗民用晨昏星FY-3E上搭载的新一代微波温度计MWTS-III(Microwave Temperature Sounder-III)，在前人基于微波温度计亮温数据反演算法研究基础上，结合MWTS-III自身特性进一步优化算法：引入更精细的高低云水含量数据云分离方法，增加纬度带拟合算法，构建了专门针对MWTS-III数据的大气温度三维反演新算法。通过应用该算法对两次台风案例进行温度反演，系统评估了其准确捕捉台风暖核结构变化的能力。研究表明，通过合理调整MWTS-III中有云和晴空资料分离阈值，有效的消除了前人研究中存在的反演暖核下层偏冷的误差（图1）。同时针对MWTS-III观测亮温存在的显著纬度差异，采用分纬度带计算回归系数的方法，改善了暖核强度与台风强度的对应关系。经与ERA5再分析资料验证，结果表明新算法具有可靠性，能有效再现台风与暖核强度的关系（图2）。此外，通过将反演结果与下投式探空资料对比发现，新算法的反演结果与下投式探空仪的温差稳定在±1K以内。

图1 2023年10月11日06时，沿台风中心、在不同阈值条件下的纬度温度异常垂直剖面（单位：K）。(a) 0.015 (b) 0.03; (c) 0.1; (d) 0.3; (e) 0.5g/kg。

图2 不同时刻沿台风Bolaven中心的纬度温度异常（单位：K）垂直剖面。左列：旧算法；中列：新算法；右列：ERA5。

论文信息：

Xiaoli Qian, Zhengkun Qin, Juan Li et al., A Tropical Cyclone Warm-Core Retrieval Algorithm for the Microwave Temperature Sounder of FY-3E. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2024. 63: 1-14.