基于ASCAT微波散射计风场与NCEP再分析风场的全球海洋表面混合风场-论文.pdf

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1、第31卷第3期海洋预报Vo1．31．NO．32014年06月MAR【NEFORECASTSJun．2014DOI：10．11737／j．issn．1003·0239．2014．03．002基于ASCAT微波散射计风场与NCEP再分析风场的全球海洋表面混合风场刘宇昕，张毅，王兆徽，叶小敏(国家卫星海洋应用中心，北京100081)摘要：通过星下点的计算得出ASCAT散射计、HY-2散射计单独观测以及双星结合观测的全球覆盖率，分析了中国南海海域双星结合观测对采样率的提升。同时详细介绍了利用NCEP风场、星载微波散射计风

2、场，用时空加权分析法结合构建混合风场的具体程序，构建的混合风场时空分辨率达到6h、0．25。，时间序列2012年1月1日_20l2年3月31日，并且用实际浮标观测数据进行了检验，得到构建的混合风场与观测数据比较一致的结果。关键词：卫星观测：海面风场：时空加权分析中图分类号：P732文献标志码：A文章编号：1003—0239(2014)03．0010．09时间段6h、12h和24h时间分辨率的全球0．25。风1引言场产品业务化生产(在65。S一65。N间时间覆盖超过75％，且空间覆盖超过90％)。Barnier等使

3、用地球的天气和气候系统与大气和海洋紧密相时间上分段函数的方案构建全球海表面风场，但是关，进一步了解海洋大气耦合系统以及发展数值天由于散射计观测在时间和空问上的不均匀分布，风气预报和海洋预报都要求越来越高分辨率的风场场存在带状结构即混频现象。Zeng和Levy发现了数据。采样频率高和数据覆盖范围广的特点使得从ERS一1得到的月平均数据出现带状结构(混频)卫星观测成为一种非常重要的观测手段，并且在缺的原因是采样过疏，并使用时空插值来解决这一问乏现场观测的海洋经常成为唯一的观测手段。题。Zhang等利用从1987年一2

4、006年的多颗卫星ASCAT微波散射计的刈幅宽为2x550km，空间分辨资料，使用时空插值的方法，得到网格化的高分辨率为25km，HY一2微波散射计的刈幅宽为1900km，率全球海表风场，在0．25。网格上可以得到时问分辨空间分辨率为25km。虽然卫星产品可以提供丰富信息，但是高分辨率的散射计数据有数据空白，比率分别为12h、14h和月平均的风场产品。蒋兴伟和宋清涛使用Loess低通滤波生产了SCAT资料，如ASCAT散射计需要2d才能覆盖全球。目前的研究需要越来越高时间分辨率和空间该方法通过对散射计轨道数据进行

5、滤波，可以有效分辨率的风场数据，有些应用要求时间分辨率和空去除反演过程中带来的奇异值，并保留了中小尺度间分辨率分别达到6h和50km。然而现存的风场信息。资料在时间和空间分辨率上不能同时满足实际应时空加权分析法是一种综合采用时间和空间用研究的需求。两种卫星采样模式的插值方法。卫星观测资料在美国长期海面风速观测卫星的数量从1987年全球是不均衡分布的，有的区域在一段时间内可能7月的1颗增加到2002年的5颗。目前已有的观测被多次观测，有的区域可能没有一次观测，并且存资料可以实现2002年中期、1995年中期和199

6、1年1月在长期缺少观测的区域。然而在同时考虑时间维收稿日期：2013—06—07基金项目：航天关键技术预先研究项目“中法海洋卫星算法研究与应用预研”；海洋公益性行业科研专项(201305032)作者简介：刘宇昕(1987一)，男，研究实习员，主要从事海面混合风场研究。E-mail：liuyuxin@nsoas．gov．en3期刘宇昕等：基于ASCAT微波散射计风场与NCEP再分析风场的全球海洋表面混合风场1l和空间维时，在未观测到的区域周围通常有观测区HY一2搭载散射计的技术指标：卫星轨道为太域的存在，在空间信息

7、缺失时使用时间信息替换，阳同步轨道，倾角为99．34。，降交点地方时为06：00，在时间信息缺失时使用空间信息替换，因此能够充卫星在寿命前期采用重复周期为14d的回归冻结分利用观测数据。轨道，高度971km，周期104．46min，每天运行13+微波散射计风场具有25km的较高空间分辨11／14圈，在寿命后期采用重复周期为168d的回归率，NCEP再分析风场具有6h的较高时间分辨率，轨道，卫星高度973km，周期104．5min，每天运行本文采用时空加权分析法，结合使用微波散射计风13+131／168圈；工作频率

8、13．256GHz，极化方式为场和NCEP再分析风场生产混合风场产品来提高风HH、vv，刈幅优于1700km，风速测量精度、范围、场的空问和时问分辨率，混合风场的时空分辨率为风向精度分别为2m／s、2—24m／s和20。6h、0．25。2．1星下点轨迹2多星观测覆盖率分析在航天工程应用中，由于遥感卫星轨道偏心率e(焦距与轨道半长轴之比)一般都接近于零，因此为了得到散射计观