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张元圣等-ESSD:风云四号A星闪电成像仪(FY-4A LMI)闪电事件订正数据集(2019-2023)发布

近日,中国科学院大气物理研究所(简称“大气所”)郄秀书团队在Earth System Science Data发表了题为《Corrected event dataset of FengYun-4A Lightning Mapping Imager (FY-4A LMI), 2019–2023》的论文。FY-4A卫星搭载的闪电成像仪(LMI)是我国首颗静止轨道星载闪电探测仪,2025年12月发射的FY-4C也搭载了新一代LMI,能够对闪电活动进行长时间、大范围连续监测,为强对流天气预警和闪电活动特征研究提供关键的观测数据。然而,受卫星平台热形变、探测器阵列偏移及云顶高度视差等因素影响,LMI闪电定位存在系统性偏差,限制了其在强对流监测及资料同化等应用中的精度和可靠性。为此,该研究分别提出了云高视差订正方法和热变形订正方法,基于地基闪电和LMI的长期联合观测,开展了全域拟合模型订正方法,显著提升了闪电定位精度,并发布了2019–2023年覆盖北半球观测区域长时间序列的FY-4A LMI闪电事件订正数据集。

订正数据集涵盖2019–2023年每年3-9月北半球观测区域,提供CSV和NetCDF两种格式,每日独立文件,包含订正后的闪电事件时间、经纬度、辐射强度及云顶高度等信息,适合大规模数据分析和模式应用。已在国家青藏高原科学数据中心公开发布:https://doi.org/10.11888/Atmos.tpdc.303312

该数据集可为闪电气候统计、雷暴和强对流研究、数值模式评估、人工智能预报模型训练及多源闪电融合研究提供可靠基础,所提出的订正方法也可推广至后续风云系列闪电成像仪,助力我国静止卫星闪电产品质量提升。

论文第一作者为大气所博士生张元圣,通讯作者为郄秀书、蒋如斌研究员,合作者包括曹冬杰、杨静、王东方、刘明远、刘冬霞、孙竹玲、张鸿波、袁善锋。研究受国家自然科学基金重点项目(Nos. 42230609, 42027803)和中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项(XDB0760300)资助。

文章信息:

Zhang, Y., Qie, X., Jiang, R., Cao, D., Yang, J., Wang, D., Liu, M., Liu, D., Sun, Z., Zhang, H., and Yuan, S.: Corrected event dataset of FengYun-4A Lightning Mapping Imager (FY-4A LMI), 2019–2023, Earth Syst. Sci. Data, 18, 5773–5791, https://doi.org/10.5194/essd-18-5773-2026, 2026

Zhang, Y., Qie, X., Cao, D., Yuan, S., Wang, D., Zhang, H., Liu, D., Sun, Z., Liu, M., Zhu, K., Jiang, R., and Yang, J.: Thermal Deformation Correction for the FY-4A LMI. Remote Sens. 2026, 18, 163. https://doi.org/10.3390/rs18010163

图1 LMI定位偏差热点图,订正前(左)订正后(右)

基于超过900万组LMI与WWLLN匹配闪电事件的统计分析表明,订正后FY-4A LMI闪电定位精度得到显著提升。定位偏差小于20 km的事件比例由58.2%提高至74.8%,大部分事件定位精度优于15km(1.5个像元)。

图2 LMI闪电事件订正前后与BLNET和WWLLN对比验证

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