海面氣壓是一個(gè)非常關(guān)鍵的氣象要素，它在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣候?qū)W和大氣動(dòng)力學(xué)研究、熱帶氣旋移動(dòng)路徑和強(qiáng)度預(yù)報(bào)、熱帶氣旋結(jié)構(gòu)和動(dòng)力特征分析中都起著十分重要的作用。目前，海洋上氣壓觀測(cè)手段非常缺乏，只能通過(guò)浮標(biāo)和商船提供的氣象資料來(lái)獲取。而這些觀測(cè)覆蓋區(qū)域小，時(shí)空分辨率差，且探測(cè)精度不一，難以滿足數(shù)值天氣預(yù)報(bào)等應(yīng)用的需求。因此，通過(guò)遙感手段獲取高時(shí)空分辨率的海面氣壓信息，具有重大意義。

　　國(guó)家空間科學(xué)中心微波遙感技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的董曉龍、張子瑾?jiǎng)?chuàng)新性的提出通過(guò)被動(dòng)微波遙感的手段獲取高時(shí)空分辨率的海面氣壓信息。其原理是均勻混合氣體其共振頻率附近的輻射亮溫觀測(cè)值與其氣柱總量密切相關(guān)，而均勻混合氣體的氣柱總量與海面氣壓成正比。為了證實(shí)該方法的可行性，他們使用美國(guó)新一代極軌氣象衛(wèi)星SNPP搭載的微波輻射計(jì)ATMS的觀測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展了驗(yàn)證試驗(yàn)，并根據(jù)海面氣壓與氧氣氣柱總量的關(guān)系建立了反演算法。通過(guò)將反演結(jié)果與再分析數(shù)據(jù)和浮標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)該方法對(duì)中低緯度區(qū)域（40°S - 40°N）晴空、云天和雨天的海面氣壓估計(jì)精度分別優(yōu)于2 hPa、3 hPa和3.5 hPa。此項(xiàng)研究是國(guó)際上首次全球海面氣壓遙感探測(cè)反演，通過(guò)開(kāi)展熱帶風(fēng)暴天氣的反演試驗(yàn)，證實(shí)該方法能夠準(zhǔn)確估計(jì)高風(fēng)速情形下的海面氣壓場(chǎng)，并能對(duì)熱帶氣旋中心進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，這一方法在高風(fēng)速條件下的氣壓反演精度遠(yuǎn)高于目前利用風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的間接推演數(shù)據(jù)精度。

　　本研究對(duì)實(shí)現(xiàn)海面氣壓的遙感觀測(cè)具有突破性的意義，研究成果近日發(fā)表于地球物理學(xué)國(guó)際權(quán)威期刊Journal of Geophysical Research：Oceans。

　　文章及鏈接：

　　Zhang, Z., Dong, X., Liu, L., & He, J. (2018). Retrieval of barometric pressure from satellite passive microwave observations over the oceans. Journal of Geophysical Research: Oceans, 123. https://doi.org/10.1029/2018JC013847 

　　https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018JC013847 

　　（供稿：中國(guó)科學(xué)院微波遙感技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

　　圖一：（a）晴空（b）云天（c）雨天反演結(jié)果與ERA-Interim 再分析數(shù)據(jù)的對(duì)比。（d）所有天氣條件下反演結(jié)果與ERA-Interim 再分析數(shù)據(jù)偏差的分布。

　　圖二：（a）和（c）分別為反演的熱帶風(fēng)暴飛燕（1309）在2013年8月1日06時(shí)04分和2013年8月1日18時(shí)35分的海面氣壓場(chǎng)分布。（b）和（d）分別為2013年8月1日06時(shí)00分和2013年8月1日18時(shí)00分的ERA-Interim再分析海面氣壓場(chǎng)。

　　圖三：反演的颶風(fēng)馬修在2016年10月1日18時(shí)的海面氣壓場(chǎng)（hPa）以及對(duì)應(yīng)的機(jī)載微波輻射計(jì)SFMR風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。