云顶红外观测揭示四维降水结构
计算机视觉与模式识别
2026-05-11 v1
摘要
精确的四维降水信息对于理解地球能量和水循环至关重要，但在全球尺度上仍缺乏观测解析。传统理论认为，静止轨道红外观测主要感知云顶特性，对云下降水的敏感性有限。在此，我们表明云顶红外测量值仍然编码了足够的信息来恢复降水的四维结构，揭示了先前未被利用的云下过程可观测性。我们引入了一个物理约束的深度学习框架4DPrecipNet，其中水分优先约束要求潜在表示恢复可降水水汽，将模型锚定在热力学一致性上。通过将多通道红外辐射与这些约束以及雷达导出的降水廓线相结合，我们从静止轨道重建了降水系统的垂直和时间演变。该框架捕捉了深对流结构及其演变，在大样本和独立雷达比较中表现出稳健的性能。这些结果表明，云下降水在物理上编码于云顶红外观测中，为连续全球监测降水结构建立了一条新途径。
引用
@article{arxiv.2605.07499,
title = {Cloud-top infrared observations reveal the four-dimensional precipitation structure},
author = {Tianchi Xu and Ziqiang Ma and Andrea Marinoni and Yuanpeng He and Xiaoqing Li and Chuanfeng Zhao and Kang He and Jintao Xu and Bohan Zhou and Wenbo Zhao and Haoshuang Chen and Tun Wang and Dongdong Wang and Yang Hong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.07499},
year = {2026}
}