一小时频次雪深监测产品填补业务空白

本文转自：中国气象报

一小时频次雪深监测产品填补业务空白

提升积雪深度连续自动探测能力支撑积雪预报服务

本报讯 通讯员梁宏 记者张艺博报道 在2月上旬的全国大范围雨雪天气过程期间，中国气象局气象探测中心（以下简称“探测中心”）与北京大学遥感与地理信息系统研究所（以下简称“遥感所”）联合研发的积雪深度产品 GSnow-China首次实现业务应用。该产品提升了积雪深度连续自动探测能力，为积雪预报及相关服务提供客观真实数据支撑。

此前，积雪深度产品多采用GPS经典雪深反演模型，用有雪期和无雪期天线高差计算雪深。这一算法并不适用于我国自主的北斗卫星导航系统，尤其是在地形起伏较大的区域，很难找到准确的无雪期参考天线高。因此，我国积雪深度算法和产品的研制长期滞后，高时效性积雪产品一直处于空白状态。

为此，探测中心和遥感所组建创新团队，提出将地形坡度角赋予明确物理表达的GSnow-TERR思路，搭建了地基全球卫星导航系统（GNSS）积雪深度高精度自动化反演算法框架，并首次研制了积雪深度产品GSnow-China。

GSnow-TERR模型可直接定量“描述”各方位坡度角，模拟站点周围全方位地形，获取对应方位准确的参考天线高数值。多站试验结果表明，该模型将北斗卫星导航系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统和欧洲伽利略卫星导航系统等变轨数据利用率大幅提升了38.21%。

在实际业务应用中，全球卫星导航系统积雪深度算法需要综合考虑精度可靠性和自动处理能力。为此，创新团队建立了一套积雪深度高精度自动化反演框架，并依托佳木斯和阿勒泰两个试验站开展分析研究，最终攻克了地形、植被、土壤穿透、初始高度设定、模型自动切换等关键技术，为核心算法的工程化奠定了基础。

目前，该核心算法已融入“天衡·天衍”系统，首批站点产品已在2022年冬季规模化试应用，可长期提供1小时频次、以全球卫星导航系统天线为中心、半径约20米范围的平均雪深监测数据，真实反映台站雪深状况，拓展了全球卫星导航系统业务站网的服务能力，并在2022年2月上旬南方突发性暴雪、2023年2月上旬全国大范围雨雪天气过程中表现优异，经受住了复杂下垫面条件、多星座联合处理、高时效性等考验。

积雪深度产品 GSnow-China可有效补充现有地基和天基观测手段的时空不足。目前，积雪深度数据1.0版本共享于国家青藏高原科学数据中心。下一步，创新团队将深入挖掘陆地水文关键变量探测潜力，促进完善我国综合气象观测系统、提升气象观测能力与水平。