风云四号静止卫星数据产品介绍

风云四号数据产品
根据风云四号省级利用站系统处理生产产品分为5类，分别为图像产品、天气产品、环境监测产品、云和大气产品、气候产品。

可为气象预报、气候预测、农业服务、生态环境、民航服务等多个领域提供卫星数据服务。

1、图像产品
图像产品包括可见光云图（0.64um,500m）、水汽云图（7um,4000m）、红外云图（11.2um,4000m）和彩色云图。

1.1 可见光云图
在可见光波段测地面和云对太阳光的反射形成的图像产品，特点：成像迅速、时空分辨率高，直观形成水平分布连续。

使用可见光云图需进行二次定量分析。

主要应用于监测台风和观测天气的发生、发展及移动变化方面。

1.2 水汽云图
吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，水汽一面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射，并以图像表示得到水汽图，在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多。

主要应用于监测大气上层水汽的空间分布。

1.3 红外云图
10.5~12.5um波段测量地表和云面发射的红外辐射，以图像来表示红外云图，是一幅亮度温度分布图，可用于推算地表面的温度。

1.4 彩色云图
彩色云图是白天时刻将三个太阳反射率波段值进行RGB叠加的一种合成图，在晚上时刻用两个红外通道进行叠加得到彩色云图。

其中三个可见光波段使用的是快速大气订正后的反射率值，夜晚叠加夜光地图。

2. 天气产品
降水估计产品和对流初生（强度）产品。

2.1降水产品
降水估计产品利用多微波降水产品和多通道扫描成像仪数据，通过多微波降水融合、微波与红外降水融合，生成多源降水融合产品，成像仪的观测结果能够有效地反映降水的空间分布。

应用于定量降水预报、强降水短临预警的基础，对山洪地质灾害和中小河流洪水精细化预报起重要支撑作用。

2.2 对流初生（强度）
利用多通道扫描成像仪多个通道，采用多光谱判识技术。

分辨率4km，时间分辨率5分钟和15分钟产品。

3、环境监测产品
气溶胶（陆地和海洋）、雾检测、沙尘检测和火点检测。

3.1 气溶胶产品
以沙尘和烟尘在各光谱展示，与云、地表和晴空大气的独特差异性为基础，以光谱阈值法和概率密度函数为基础将沙尘和烟尘从云和晴空水体陆地中区分开。

分陆地气溶胶、海洋气溶胶。

3.2 雾检测
低云/雾检测利用风云四号多通道扫描成像仪不同通道探测数据
并结合数值天气预报格点场、其他成像仪产品等辅助数据，分别根据微观上雾粒子在各个通道上的散射、吸收特性不同和宏观上雾图像的特殊纹理特征，将雾覆盖像元从其他背景目标物和各种云系像元中判识出来所形成的数据产品。

产品用于检测雾/低云像元并估计雾/低云的几何厚度。

生成的产品包括低云/雾出现或没有二进制掩膜产品。

3.3 沙尘检测
在投影数据的基础上提供象元级别上的检测产品。

检测结果为沙尘分数，沙尘分数由通过的沙尘检测指标个数及其阈值PDF函数决定，沙尘分数越高，象元越接近标准沙尘光谱统计值，即沙尘可能性越大，推荐的沙尘分数为16以上为沙尘象元，14-16为可能沙尘象元，14
以下为非沙尘象元。

沙尘检测产品提供象元基本的沙尘和非沙尘判识结果。

3.4 火点检测
火点/热点检测产品利用FY-4多通道扫描成像辐射计，依据中红外通道对高温热源的敏感特点，提取陆地火点信息，并估算亚像元火点面积和温度以及估算火点辐射强度（FRP），生成白天和黑夜高时间分辨率的火点分布监测图像和火点信息列表产品，空间分辨率为2km。

4、云和大气产品
云检测、云类型、云相态、云顶高度、云顶温度、云顶气压、云
顶物理和气溶胶。

4.1 云检测
云检测过程分云和晴空的过程，依据云和晴空在辐射特征上存在明显差异。

云检测利用云的光谱、空间和时间特性来区分云和晴空，每个卫星扫描像素都需要经过所有云测试，并记下测试结果，用这写测试结果来判断一个像素是晴空还是云。

静止卫星成像仪云检测算法采用成像仪16个光谱通道中的7个通道，利用云和晴空在光谱、空间及时间方面的不同特性来区分。

主要检测时采用红外和可见两种算法确定有云情况，结果包含晴空、可能晴空、可能云及云。

4.2 云类型
云类型算法主要是生成云顶的热力学类型，包含6 类产品输出：暖（液态）水云、过冷水云、混合云、不透明冰云、卷云（即半透明冰云）和多层云（上层为半透明，下层为不透明）。

由于得到的云类型产品将包含多层云和卷云的信息，因此对判定云顶高度很有帮助。

云顶高度、白天云光学厚和夜晚云光学厚度等产品的算法需要以云类型和云相态产品作为前期输入数据。

云类型和云相态信息也可以应用于一些天气分析工作和研究，例如强对流天气的预警和热带气旋强度的预报等。

4.3 云相态
云相态算法主要是生成云顶的相态产品，包含4 类产品输出：液态（暖）水相态、过冷水相态、混合相态和冰相态。

云相态产品直
接由云类型产品推导得出。

云顶高度、白天云光学厚和夜晚云光学厚度等产品的算法需要以云类型和云相态产品作为前期输入数据。

云类型和云相态信息也可以应用于一些天气分析工作和研究，例如强对流天气的预警和热带气旋强度的预报等。

4.4 云顶产品
云顶产品反演主要包括云顶高度、云顶温度、云顶压强三个产品。

产品采用了红外分裂窗通道和CO2/红外通道方法，使用11um、
12um、13.5um 三个通道观测亮温和亮温差作为观测矢量，利用云上辐射传输模式的计算公式计算云顶温度、云发射率及有效光学厚度比β作为参数矢量；构造代价函数后，使用云类型和经验值等计算参
数矢量初估值，并代入代价函数中进行反演，最终计算出云顶温度的初估值。

云顶高度/温度/气压产品（Cloud Top Height/Temperature/Pressure）云顶高度表示云层顶部所在的几何高度（m）；云顶温度指云层顶部
所具有的温度（K）；云顶气压表示云层顶部的气压值（hPa）。

云顶高度会影响地物辐射的收支，对大气辐射传输平衡具有显著的影响，同时在航空气象保障、数值天气预报等领域也有重要体现；确定云顶高度、温度等参数对大气物理及气候研究、气象保障等方面具有重要现实意义。

分云顶高度、云顶温度、云顶气压。

4.5 白天云微物理
白天云光学和微物理性质（DCOMP）反演算法的物理基础是云
的反射辐射，在可见光波段0.64um，主要是云光学厚度的函数，在近红外和中红外波段3.7um主要是云粒子尺度和相态的影响。

利用给定的云参数来进行太阳辐射的大气传输模拟，从而获取卫星观测的晴空辐射值。

此外，辐射传输模式还输出云的透过率和球面反照率。

从卫星观测辐射值计算出光学厚度的过程叫做反演, 采用1 维变分
（1D-var）优化估计方法来反演有光学厚度和有效粒子半径，并根据经验公式得到液水路径和冰水路径。

其反演结果不仅有助于对天气变化的监测和预报，同时对人工影响天气的研究十分有益。

分云光学厚度、云有效粒子半径、云液体、冰水。

5、气候产品
气候产品为日合成产品，包括地表温度、海表温度、植被供水指数、增强型植被指数和归一化植被指数产品。

日产品进一步合成生成侯、旬、月产品，消除云的影响，展示气候产品在长时间序列的变化。

地表温度、植被供水指数、增强型植被指数和归一化植被指数产品为最大值合成，海表温度为平均值合成。

5.1 地表温度
利用多通道扫描成像仪不同通道探测数据并结合数值预报、其他成像仪产品等辅助数据，建立地表温度回归模型，生成地表温度产品。

应用于水文、气象和气候研究，在地表净辐射收支计算和作物与植被检测中具有重要基础作用，同时也是温室效应和地气能量通量的重要指示器。

5.2 海表温度
利用多通道扫描成像仪多个通道，采用多通道海温反演或非线性海温反演计算，经过数据匹配、回归分析、实时反演等处理，生成海表温度产品。

5.3 植被供水指数
植被供水指数受干旱影响时，在红外、近红外、热红外波段的反映，拟合植被供水指数与土壤含水量的关系。

应用于地面作物覆盖干旱状况的遥感监测，当作物供水正常时，卫星遥感的植被指数和作物冠层的温度在确定的生长期内保持在一定范围内，如干旱，作物供水不足，生长受到影响时，卫星遥感植被指数降低，这时作物没有足够的水分子供给叶子表面蒸发，被迫关闭一部分气孔，导致作物冠层温度升高。

5.4 增强型植被指数
植被指数主要反映植被在可见光、近红外波段反射与土壤背景之间差异的指标，各个植被指数在一定条件下能用来定量说明植被的生长状况。

增强型植被指数（EVI）通过加入蓝色波段以增强植被信号，矫正土壤背景和气溶胶散射的影响。

5.5 归一化植被指数
NDVI对土壤背景的变化较为敏感，它可以消除大部分与仪器定标、太阳角、地形、云阴影和大气条件有关辐照度的变化，增强了对植被的响应能力，目前应用最广的一种植被指数。