静止卫星观测到的晴空大气层顶“红外窗”通道辐射量对大气水汽、大气气溶胶以及其他可能影响辐射量变化的因素具有较弱的敏感性。随着星载仪器灵敏度增加,提取这一微弱示踪信号已经成为可能。提取微弱示踪信号可使用时间差分或分裂窗差分算法,然后用最大相关技术追踪微弱示踪信号、获得示踪信号移动信息,即“晴空区导风”。但地表发射辐射的时间变化对微弱示踪信号会有很大的干扰。为了降低红外大气窗区地表发射辐射对微弱示踪信号的干扰,本文提出了一种改进的FY-2E红外通道晴空区卫星导风信号提取算法——二阶混合差分法,简称为二阶差分法,即对红外分裂窗云掩膜图在分裂窗差值的基础上继续进行时间差值处理,或者先进行时间差值再进行分裂窗差值,都可以进一步减弱晴空区地表温度变化的干扰,从而有助于获得水汽团或气溶胶团的纹理及其移动信息。为了证明二阶差分法可以进一步减弱晴空区地表温度变化的干扰,利用MODTRAN4在中纬度夏季潮湿大气和中纬度冬季干燥沙尘天气下,结合FY-2E静止卫星红外窗区光谱响应函数,计算出地表温度和对流层内各层气温变化对亮温的贡献,分析示踪信号源(中纬度夏季晴空区整层大气含水量的30%变化、中纬度冬季干燥大气晴空区沙尘气溶胶消光系数50%变化)与红外通道观测辐射量及亮温之间的敏感性关系,分别计算了中纬度夏季、冬季大气下时间差值,分裂窗差值对大气温度、地表温度、大气水汽和沙尘气溶胶的敏感性。结果表明利用晴空区中微弱的水和沙尘气溶胶辐射信息进行大气风矢计算的可行性,有助于获得水汽团或气溶胶团的纹理及其移动信息。选取FY-2E卫星红外通道云图分别在潮湿大气和干燥大气下水汽区以及大范围沙尘爆发区进行晴空导风个例实验分析及风场对比验证。在没有大气风矢资料的晴空区,利用二阶差分技术获得的风矢与时间差分或分裂窗晴空导风结果对比更丰富,与NCEP低层风矢大小和方向对应一致性更好。结果表明二次方法可以更有效地追踪红外通道晴空区上水汽或气溶胶微弱示踪信号的移动,获得晴空水汽区和或沙尘爆发区低层风场信息。