风云三号G星(FY-3G)于2023年4月成功发射，是我国首颗低倾角轨道降水测量卫星，标志着我国在降水遥感监测领域取得重大突破。该星搭载的我国首套“空中雨量计”—星载Ku、Ka双频降水测量雷达(PMR)，具备获取全球中低纬度降水三维结构信息的能力。作为新型遥感资料，开展资料校验是确保数据质量、发挥应用价值的关键基础工作。

本论文基于多部地基S波段双偏振雷达观测数据，对风云三号G星(FY-3G)降水测量雷达(PMR)的反射率因子资料开展了星地同步校验工作。研究选取2024年4月至8月我国南方地区发生的65次典型降水过程，通过数据质量控制、频段转换和时空匹配处理，共获取169,657组有效匹配样本。基于该数据集，系统评估了PMR反射率因子的数据精度，深入分析了其在不同降水类型中的探测性能差异。

校验结果表明，FY-3G PMR与地基雷达的反射率因子具有显著的一致性(总体相关系数达0.82)，尤其在层状降水和液态降水条件下表现出优异的探测性能。研究发现，PMR对中等强度降水的测量与地基雷达结果更为吻合，在弱(强)降水事件中存在一定的高(低)估现象。值得注意的是，尽管在对流降水和冰相降水条件下星地资料的一致性有所降低(相关系数下降约0.07-0.08)，PMR仍能可靠地提供降水系统的三维结构信息，这对理解降水垂直分布特征具有重要意义。本研究不仅系统验证了FY-3G PMR资料的观测精度，更凸显了其在降水微物理研究、数值预报资料同化及强降水监测预警等领域的重要应用潜力，为我国自主降水测量卫星资料的定量化应用提供了重要的科学依据。

图1 2024年4-8月星地雷达匹配结果(a)FY-3G PMR和地基雷达(GR)反射率的直方图;(b) PMR与GR反射率的二维直方图; (c) 两雷达反射率偏差(PMR-GR)与地基雷达反射率的二维直方图。

图2 2024年7月26日17:47 UTC台风"格美"(2403)期间，FY-3G PMR与福州地基雷达(GR)1.5°仰角反射率的对比。(a,b)分别为PMR与GR反射率的水平分布;(c)为二者反射率差值(PMR-GR);(d)为星地雷达反射率散点图;(e)为PMR(橙色)与GR(蓝色)反射率分布的直方图;(f)为反射率差值(PMR-GR)的分布直方图。

本研究的相关成果近期发表于《Remote Sensing》，上海台风研究所硕士研究生何蕊为第一作者，导师李泓研究员为通讯作者，合作者包括上海台风研究所骆婧瑶副研究员、南京大学黄浩副教授等。该研究得到国家自然科学基金(42475168)、上海市启明星计划(24QA2709000) 等多个项目联合资助。

论文信息：

He R, H.Li*, J Luo, H. Huang, Y. Zhu, 2025：Comparison of the Reflectivities from Precipitation Measurement Radar Onboard the FY-3G Satellite and Ground-Based S-Band Dual-Polarization Radars. Remote Sensing, 17(7), 1117.

原文链接：

https://doi.org/10.3390/rs17071117

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(文/审：何蕊 复审：李泓 终审：黄伟)