基于 Himawari-8/AHI 的云、大气辐射与可再生能源应用（CARE）1.0版云顶特性产品：算法开发与初步验证

研究云对地球辐射收支的影响需要对云顶参数进行精确表征，而这些参数可以通过大尺度卫星遥感方法高效获取。然而，对多波段信息的利用不足是源自地球静止卫星的云顶产品不确定性的主要来源之一。在本研究中，我们开发了一种新算法来估算云、大气辐射与可再生能源应用（CARE）1.0版云顶特性（云顶高度（CTH）、云顶气压（CTP）和云顶温度（CTT））。该算法利用随机森林方法，基于 Himawari-8 观测中的十个热红外光谱测量数据构建，综合考虑了每个波段对云顶参数的贡献。我们选取了2018年高精度的正交极化云-气溶胶激光雷达（CALIOP）产品作为真值。敏感性分析表明，通过使用多个 Himawari-8 通道并结合数字高程模型（DEM）数据，可以完全复现这些产品。2019年 CALIOP 数据的验证结果证实，新算法表现出有效的性能，CTH、CTP 和 CTT 的相关系数（R）分别为 0.89、0.89 和 0.90。此外，冰云估算得到了显著改进，CTT 的 R 值从 0.46 提高到 0.70；海区估算也得到了改善，与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）P-tree 系统的 Himawari-8 产品相比，海区 CTT 的 R 值从 0.71 提高到 0.84。本文进行的进一步分析在不同时间尺度上良好地捕捉到了亚太地区云顶参数的日变化周期。