WindSat海表面溫度產(chǎn)品誤差的空間分布研究

摘 要：將2006-2015年的WindSat SST數(shù)據(jù)與Hadley中心的HadISST海溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，探究誤差的空間分布。WindSat海溫與Hadley海溫總體誤差較小，西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差較大。北半球較大誤差分布區(qū)域7月份向北移動，1月份向南移動。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星遙感；海表面溫度；WindSat；HadISST；空間分布

衛(wèi)星遙感海表面溫度具有獲取范圍廣、時(shí)間和空間連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。微波衛(wèi)星遙感相比于紅外衛(wèi)星遙感具有不受云層干擾[ 1 ]的優(yōu)勢。由于輻射計(jì)探測角度的變化以及海況的不同，衛(wèi)星遙感的全球海溫資料有著區(qū)域適應(yīng)性，即在不同區(qū)域的誤差存在差異。本文利用Hadley中心的HadISST海溫資料對WindSat海溫產(chǎn)品進(jìn)行對比分析，探究WindSat海溫產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)的誤差分布狀況。

1 數(shù)據(jù)及方法

1.1 WindSat數(shù)據(jù)

WindSat是全球首個(gè)星載全極化微波輻射計(jì)（2003年1月發(fā)射，搭載于Coriolis衛(wèi)星），其反演算法由AMSR-E的海表面溫度反演方法（即多元線性回歸算法）改進(jìn)得到[ 2 ] 。本文使用2006-2015年1月和7月的第7版WindSat SST全球月平均數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由RSS（Remote Sensing System）處理發(fā)布，空間分辨率為0.25°×0.25°。

1.2 HadISST數(shù)據(jù)

HadISST（Hadley Center Sea Ice and Sea Surface Temperature）是由全球月平均海溫?cái)?shù)據(jù)和海冰數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)集，由隸屬于英國氣象局（Met Office）的Hadley中心制作發(fā)布。該數(shù)據(jù)集中的海溫?cái)?shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用。HadISST的實(shí)測海溫資料來源于MDB（Met Office Data Bank），MDB資料的缺失部分由COADS（Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set）資料替代。HadISST數(shù)據(jù)為格點(diǎn)數(shù)據(jù)，分辨率為1°×1°，海溫?cái)?shù)據(jù)的時(shí)間覆蓋1870年至今。本文使用2006-2015年1月和7月的HadISST數(shù)據(jù)，獲取來源為Met Office官方網(wǎng)站http：//www.metoffice .gov.uk/hadobs/hadisst/。

1.3 匹配方法

WindSat SST空間分辨率為0.25°×0.25°，HadISST海溫資料空間分辨率為1°×1°，在比較分析之前，首先將WindSat SST權(quán)重平均至1°×1°格點(diǎn)，使WindSat SST數(shù)據(jù)與HadISST數(shù)據(jù)格點(diǎn)相吻合。

2 誤差空間分布

本節(jié)將WindSat SST和英國氣象局哈德萊（Hadley）中心發(fā)布的海溫資料HadISST1進(jìn)行對比。選取2005～2014年10年間WindSat SST月平均數(shù)據(jù)與HadISST1月平均海溫資料。

圖1為1月和7月份WindSat SST與HadISST1平均偏差的10年平均值全球分布。大部分海域，WindSat SST與HadISST1差異較小，在±0.1℃以內(nèi)。但是西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差較大，南部大洋偏差較大的海域分布在30°S～60°S之間且近似呈現(xiàn)緯向條帶狀。一些沿岸海域，例如日本東南沿海、美國東部沿岸以及墨西哥灣等在1月份表現(xiàn)出較大偏差但在7月份偏差恢復(fù)正常范圍，這些可能是由于陸地和海冰的射頻污染造成的。北半球偏差較大的海域在7月份比1月份北移了10°緯度左右（從45°左右移至55°左右）。為了探究WindSat-HadISST1間SST的偏差與實(shí)測海溫大小是否存在聯(lián)系，我們作出了對應(yīng)月份HadISST1海溫10年平均值的全球分布圖，如圖2。對比圖1和圖2，發(fā)現(xiàn)有著較大WindSat-HadISST1偏差的海域（超出±2°C）（圖1）與實(shí)測海溫在5～10°C之間的海域分布（圖2）一致。由此看出，海表溫度為5～10°C之間時(shí)WindSat SST的反演算法精度可能不夠理想。

3 結(jié)論

本文以2006-2015年的WindSat SST數(shù)據(jù)為主要評估對象，與Hadley中心的HadISST海溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析了誤差的空間分布。WindSat海溫與Hadley海溫總體誤差較小，西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差較大。北半球較大誤差分布區(qū)域隨季節(jié)變化存在移動，具體為7月份北移1月份南移。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜景山.面向21世紀(jì)的中國微波遙感技術(shù)發(fā)展[J].中國工程科學(xué)，1999，1（2）：78-82.

[2] Meissner T and Wentz F.Ocean retrievals for WindSat：Radiative transfer model，algorithm，validation.OCEANS，2005.Proceedings of MTS/IEEE. IEEE：2005，130-133.

作者簡介：朱恩澤（1991-），男，碩士，研究方向?yàn)樾l(wèi)星遙感反演及應(yīng)用。