强降水的致灾性，易造成严重国家财产损失和人员伤亡。每年夏季受到梅雨、副热带高压及台风等天气系统影响，安徽省常常发生集中强降水，从而引发洪涝灾害。每年汛期是安徽省最大的防汛工作压力来源。开展降水监测、预警和预报，可以为防汛工作提供及时准确的降水信息，从而为防汛调度赢得宝贵时间。传统地面气象观测，空间代表性不足，雷达资料较难覆盖山区等区域。相对于雷达观测，卫星(尤其静止卫星)能提前表现出将要发生的对流信息。静止气象卫星是能够从天气尺度和中小尺度上同步观测各种云系演变的空间平台，可弥补无雷达地区资料的不足，为气象观测提供丰富的信息。静止轨道上高光谱红外探测仪通道资料在数值预报中的定量应用，由于其高时间分辨率和高垂直分辨率特点，尤其水汽通道亮温资料有望改进台风和暴雨等与湿过程密切相关的高影响天气预报。

本项目成果基于风云四号A星(FY-4A)高光谱GIIRS红外资料，从资料预处理、基于辐射传输模式的视场点云参数反演、构建广义变分同化反演算法、大气不稳定及其它指数计算和高影响天气应用等5个方面进行关键技术研发。

(1)资料预处理。本项目提出了基于压缩感知的亮温重构法以解决FY-4A/GIIRS观测资料“条状”噪声。在“离线”法基础上，提出了基于随机森林法的亮温偏差订正。

(2)基于辐射传输模式的视场点云参数反演。本项目将云参数(有效云量和有效云顶气压)引入廓线反演中，以实现全视场点反演。云参数通过“熵减法”得到的最优通道组合采用最小剩余法计算得到。

(3)构建广义变分同化反演算法。①针对高光谱水汽通道亮温非高斯性较强的特点，提出了M-估计非高斯广义变分同化算法;②为了实现反演全部视场点(包括有云视场点)的大气廓线，构建了耦合“云代价函数”的变分同化反演模型。

(4)大气不稳定及其它指数计算。积分GIIRS反演的全部视场点大气廓线，得到沙氏指数、K 指数、抬升指数、对流有效位能等。

(5)高影响天气应用。在大气不稳定及其它指数计算基础上，加上云参数信息，将其应用于对流和台风等监测，提高了灾害性天气的监测与预报能力。

图1 GIIRS亮温变分反演大气廓线及在高影响天气应用流程图

查新结论：……。但本课题所研究的广义变分同化卫星资料及在高影响天气应用，将随机森林用于卫星资料偏差订正;提出了M-估计非高斯变分同化模型，实现了高光谱红外水汽通道亮温有效变分同化;构建了耦合“云代价函数”的变分同化反演模型，实现了全部视场点(包括有云视场点)的大气廓线反演，这在检中的相关文献中未见其他单位有相同内容的研究报道(科技查新报告见下图)。