海洋潮汐.PPT

SSS卫星观测的原理 高频时，盐度无法观测。 低频时，电磁波受电离层法拉第旋转作用的影响大。 因此，通常用L波段来进行盐度观测。 SSS卫星观测的原理 L波段对SST和海面风速不敏感。 S波段、C波段上的双极化测量对SST和海面风速敏感。 因此，盐度观测还需要结合S、C波段的观测。 Njoku提出的盐度观测系统 1.41GHz(L波段)和2.69GHz(S波段)的具有水平和垂直两种极化方式的辐射计； 1.26GHz(L波段)的具有VV和HH极化方式的散射计。 数学模型 亮温表达式： 复介电常数可通过实验数据得到。 主要误差来源 传感器灵敏度 SST 大气干空气和水蒸气 云 表面粗糙度 电离层 盐度反演算法研究 由于观测精度还不能满足要求，反演算法研究还处于探索阶段。 NASA和ESA及其他国家正在研制专门用于盐度观测的卫星，其精度将达到0.2~0.3psu。 将来最先的应用领域包括： 提高季度至年度气象预报能力； 提高海洋降雨估计； 监测大范围海水盐度异常现象。 SST遥感 SST：应用广泛，但准确定义并非易事。 interface SST, SSTint skin SST，SSTskin：表层500微米的海水温度。 sub-skin SST, SSTsub-skin subsurface SST,SSTdepth RS中一般是指skin SST，但是与传感器、海水状态等有关。 海水温度的垂直变化 SST是海洋学研究中最重要的参数之一；几乎所有的海洋过程，特别是海洋动力过程都直接或间接与温度有关。 （1）气候学 （2）全球海表面温度变化 （3）海表面温度异常 （4）天气预报 （5）大洋涡旋 （6）上升流 （7）海洋锋 （8）经济和渔业： 传感器 热红外辐射计(Thermal Infrared Radiometer) 热红外：3~14μm 通常用3.7μm或近10μm 大气成分的吸收率(%) 3.7μm通道 对SST敏感，但同时对太阳辐射反射很强。适合用于晚上观测。 热红外观测的优点： 精度较高； 使用历史长，积累资料多。 热红外观测的缺点： 不能穿透云层； 受气溶胶、水气等影响，需要做大气订正。 微波观测与之相反，可作为补充。 观测原理 海水的发射率在热红外波段由经验确定，一般设为接近于1的一个常数。在微波波段变化幅度较大。 大气订正后，利用Planck公式计算。 微波波段，可利用瑞利-金斯公式： 热红外遥感反演 由前面知道：热红外波段，海水发射率接近于1，需要进行云检测和大气订正。 反演方法： 单通道直接法：利用大气温度、温度垂直廓线，计算大气辐射和大气透过率，再反演。难度大，精度低，很少采用。 单通道统计法 利用同步实测资料，对SST与大气水汽含量、卫星天顶角、亮度温度等因素的关系进行统计回归分析。 多通道法(直接法、统计法) 又称为分裂窗法(split windows)。 最早针对AVHRR提出。精度为0.65K。 用于Modis的MPSST(Miami Pathfinder SST algorithm) 多角度法 不同视角观测目标所经过的大气路径不同，利用此差异来消除大气影响，进行SST反演。 云检测 可见光反照率阈值法 海面反照率一般低于5%，而云一般高20%； 直方图统计法 按温度进行统计，如果呈现高温区和低温区，则低温区为云覆盖区。 常年平均海面温度法 用常年平均值与探测点温度值比较，当探测值高于平均值时，认为是晴空，反之则认为有云。 工作原理 激光高度计不作讨论，后面的高度计均指微波高度计。 高度计向海面发射短的微波脉冲。 传播时间?测高； 回波波形的斜率?测有效波高； 回波强度?测风速 卫星高度计由脉冲发射器、灵敏接收器和精确计时钟构成。 脉冲发射器从天空沿垂直方向向海面发射一系列极其狭窄的雷达脉冲，接收器检测经海面反射的电磁波信号，再由计时钟精确测定发射和接收的时间间隔Δt，便可算出由卫星到星下点瞬时海表面的距离： 式中c——电磁波的传播速度 R——距离（range） 因为水汽会减缓电磁波在大气中的传播速度，所以卫星携带微波辐射计同时测量大气中的“垂程水汽含量”，用于大气校正。 测高原理 依赖于雷达脉冲回波的斜率和时间 图示为雷达脉冲回波强度(接收功率)随时间的变化示意图 A、B为小波高的情形 C、D为大波高的情形 A、C代表波峰处 D、B代表波谷处 τ是波峰处反射的雷达脉冲和波谷处反射的雷达脉冲到达卫星接收器的时间区间，称为雷达的有效脉冲持续时间。 AB、CD的斜率与有