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基于AMSR2微波辐射计的近海面气温反演算法研究

郭黎;盛辉;王进;赵怀松

【摘要】基于多元线性回归方法,利用2013-01-06的AMSR2辐射计亮温数据和

红外-微波融合SST数据产品,开展了近海面气温反演算法研究,并用TAO,RAMA

和PIRATA等浮标实测数据对近海面气温的反演结果进行检验.近海面气温反演结

果误差情况:均方根误差为0.66℃,偏差为0.02℃,相关系数R为0.91,该误差结果表

明所建立近海面气温反演算法较好的反映在60°S~60°N纬度范围内的近海面气温

分布情况;同时为进一步确定不同纬度近海面气温反演的误差分布,将近海面气温反

演结果与ECMWF再分析数据进行了对比分析,结果表明,从赤道起算,纬度每升高或

降低1°,反演均方根误差约增大0.1℃.%Inthispaper,basedonmultiplelinear

regressionmethodandAMSR2brightnesstemperatureda-ta,theinversion

algorithmfornearseasurfaceairtemperatureisdeveloped,andvalidated

withTAO,RA-MAandPIRATAbuoymeasureddata.Theresultsshowthe

rootmeansquareerrorof0.66℃,standarddeviationof0.02℃,and

correlationcoefficientof0.91.Theproposedalgorithmreproducesthesea

surfaceairtemperaturedistributionofthelowlatitudes

(60°S~60°N).FurthercomparisonwithECMWFdatain-dicatesthatwhen

thelatitudeincreasesby1°,therootmeansquareerrorofretrieval

increasesbyabout0.1℃.

【期刊名称】《海洋科学进展》

【年(卷),期】2017(035)001

【总页数】7页(P124-130)

【关键词】AMSR2;近海面气温;多元回归;SST

【作者】郭黎;盛辉;王进;赵怀松

【作者单位】中国石油大学(华东),山东青岛266580;国家海洋局第一海洋研究所,

山东青岛266061;中国石油大学(华东),山东青岛266580;国家海洋局第一海洋研

究所,山东青岛266061;青岛大学,山东青岛266071;青岛大学,山东青岛266071

【正文语种】中文

【中图分类】P407.7;P731.11

近海面气温与海气相互作用密切,是海洋、气象等模型中的一个非常重要的海面气

象输入因子[1]。目前近海面气温的现场观测主要依赖于TAO等系留浮标阵列的实

测数据,这些浮标阵列主要集中于低纬度海域,难以获取长时间、大面积的观测资料。

基于星载平台的被动微波遥感技术具有全天时全天候工作、周期短、宽覆盖等优势,

且能提供多频段多极化信息,可以实现对近海面气温的全球监测。

自20世纪70年代起,国内外学者开展了大量利用星载微波辐射计反演海气参量信

息的研究工作。目前除近海面气温以外的其他海气参量,如海表温度、海表盐度、

海表风速和风向、大气水汽和云液态水含量、雨率等,开展了大量研究,且已提供业

务化数据产品[2-4]。但是针对近海面气温的反演研究目前尚没有成熟的反演算法,

各星载微波辐射计也不提供近海面气温的数据产品。本文基于AMSR2数据开展近

海面气温反演算法研究。

目前在反演海气参量中,较为常用的方法为统计方法。统计方法主要包括多元线性

回归方法、神经网络方法和遗传算法等。多元线性回归方法是星载微波辐射计大气

-海洋参数反演常见的业务化算法。Liu等利用无线电探空仪所获取的可降水资料,

建立比湿和可降水量之间的关系,边界层热力学公式为其提供理论基础[5]。Konda

等基于块体动力学公式,建立了近海面气温与海面温度、风速和近海面比湿之间的

关系,其近海面气温的反演精度为(±1.2)℃[6]。Liu利用