Hail-Detection Algorithm for the GPM Core Observatory Satellite Sensors
Hail-Detection Algorithm for the GPM Core Observatory Satellite Sensors
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GPM 核心天文台卫星传感器的冰雹检测算法
DOI：
10.1175/jamc-d-16-0368.1
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发表时间：
2017
影响因子：
3
通讯作者：
Mroz K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mroz K
通过利用全球降水测量任务核心观测卫星的传感器套件和美国大陆上空的地面S波段下一代天气雷达网络同时观测到的大量极端风暴，从全球降水测量核心观测卫星的观测数据中开发出了识别冰雹的替代指标。通过分析20多个可观测量，并根据地面偏振测量结果采用水凝物分类，对GPMCore观测站的全部能力进行了测试。使用关键成功指数（CSI）作为验证措施对代理进行了测试。冰雹检测算法是基于平均Ku波段反射率在混合相层进行最好的所有考虑代理（CSI的45%）。在双频降水雷达条带之外，在18.7 GHz的偏振校正温度显示出在所有GPM微波成像仪通道中最大的冰雹检测潜力（CSI为26%，阈值为261 K）。当考虑双变量代理时，涉及Ku和Ka波段混合相位反射率值的组合优于所有其他代理，其CSI为49%。性能最好的雷达辐射计算法是基于Ku波段的混合相位反射率和10.7 GHz的亮温（TB）（CSI为46%）。当只有辐射数据可用时，基于36.6和166 GHz的TB的算法是最有效的，CSI为27.5%。
By exploiting an abundant number of extreme storms observed simultaneously by the Global Precipitation Measurement (GPM) missionCore Observatorysatellite’s suite of sensors and by the ground-based S-band Next Generation Weather Radar (NEXRAD) network over the continental United States, proxies for the identification of hail are developed from the GPMCore Observatorysatellite observables. The full capabilities of the GPMCore Observatoryare tested by analyzing more than 20 observables and adopting the hydrometeor classification on the basis of ground-based polarimetric measurements being truth. The proxies have been tested using the critical success index (CSI) as a verification measure. The hail-detection algorithm that is based on the mean Ku-band reflectivity in the mixed-phase layer performs the best of all considered proxies (CSI of 45%). Outside the dual-frequency precipitation radar swath, the polarization-corrected temperature at 18.7 GHz shows the greatest potential for hail detection among all GPM Microwave Imager channels (CSI of 26% at a threshold value of 261 K). When dual-variable proxies are considered, the combination involving the mixed-phase reflectivity values at both Ku and Ka bands outperforms all of the other proxies, with a CSI of 49%. The best-performing radar–radiometer algorithm is based on the mixed-phase reflectivity at Ku band and on the brightness temperature (TB) at 10.7 GHz (CSI of 46%). When only radiometric data are available, the algorithm that is based on the TBs at 36.6 and 166 GHz is the most efficient, with a CSI of 27.5%.
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