Nueva generación del producto chino de reanálisis atmosférico global (CMA-RA V1.5) para la corrección del error de retraso atmosférico InSAR: evaluación y aplicación
El retraso atmosférico es una de las principales fuentes de error en la medición interferométrica por radar de apertura sintética (InSAR) y la corrección de alta precisión es clave para mejorar la confiabilidad de las aplicaciones InSAR. La corrección atmosférica InSAR basada en datos externos (como espectrómetros de imágenes, productos de modelos meteorológicos, etc.) es la técnica más ampliamente utilizada actualmente. Basado en la primera generación del producto de reanálisis global de atmósfera y superficie terrestre de China (China’s First Generation Global Atmosphere and Land Reanalysis Product, CRA), la nueva generación del producto de reanálisis atmosférico global chino (China Meteorological Administration Global Atmospheric Reanalysis Version 1.5, CMA-RA V1.5, o CRA1.5) ofrece actualizaciones por hora, resolución horizontal de 10 km y cubre desde 1979 hasta la actualidad con parámetros atmosféricos tridimensionales globales. Este artículo aplica por primera vez el producto CRA1.5 para la corrección del error de retraso atmosférico InSAR y evalúa su rendimiento sistemáticamente. Primero, se utiliza un método de integración por capas para interpolar verticalmente con alta resolución la altura geopotencial, la temperatura y la humedad específica de los datos de reanálisis, estimando con precisión el retraso de la troposfera cenital; luego, combinado con un modelo iterativo de descomposición troposférica, el retraso troposférico discreto se interpola a un campo de retraso espacialmente continuo para corregir la señal atmosférica en la fase interferométrica. En dos áreas de estudio en la provincia de Shandong, China, y el estado de California, EE. UU., utilizando datos del satélite Sentinel-1 de 2021 a 2023, se generaron un total de 870 interferogramas. Se construyó un sistema de evaluación integral desde múltiples dimensiones, como estadísticas de fase, estructura espacial y correlación con la topografía, para probar completamente el rendimiento de corrección de CRA1.5 y se comparó con el producto de reanálisis atmosférico del Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo de quinta generación (Fifth Generation ECMWF Atmospheric Reanalysis of the Global Climate, ERA5) y el Servicio de Corrección Atmosférica Genérico en Línea para InSAR (Generic Atmospheric Correction Online Service for InSAR, GACOS). Los resultados muestran que CRA1.5 puede reducir significativamente la desviación estándar de fase de los interferogramas (con una reducción promedio superior al 30 % en ambas áreas de estudio), suprimir eficazmente las señales atmosféricas de onda larga y los errores relacionados con la altitud, con un rendimiento integral comparable a ERA5 y GACOS. CRA1.5 presenta excelente coherencia espacio-temporal y fiabilidad, puede reducir eficazmente el error de retraso atmosférico InSAR, proporcionando un apoyo importante para el desarrollo de tecnologías de corrección atmosférica de alta precisión y control independiente en China, y tiene una importancia significativa para impulsar el uso de datos de reanálisis nacionales en aplicaciones cuantitativas de teledetección.
关键词
InSAR;retraso troposférico;corrección atmosférica;CRA1.5;evaluación estadística;desviación estándar de fase;función de estructura espacial