【摘要】：全球海面鹽度的分布對(duì)我們研究氣候變化、降水以及El Ni?o現(xiàn)象有著重要的意義。L波段主被動(dòng)聯(lián)合測(cè)量的方式能夠更好地修正海面粗糙度對(duì)亮溫的影響,從而有效改進(jìn)鹽度測(cè)量的精度。本文在主被動(dòng)聯(lián)合探測(cè)鹽度的基礎(chǔ)上,開展了以下幾個(gè)方面的工作:一、基于輻射傳輸模型探討了利用海面亮溫反演鹽度的機(jī)理,研究了基于Aquarius衛(wèi)星的主被動(dòng)聯(lián)合探測(cè)海面鹽度的Meissner-Wentz亮溫修正算法以及CAP鹽度反演算法。對(duì)兩種算法的步驟以及各自后向散射系數(shù)GMF的有效性及適用條件進(jìn)行了分析,就這兩種算法各自的特點(diǎn)及區(qū)別進(jìn)行了對(duì)比。二、利用統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)海面粗糙度進(jìn)行了描述,分析了不同機(jī)制產(chǎn)生的海浪譜(重力波譜、表面張力波譜)的形式與特點(diǎn)�；诤＠俗V將風(fēng)速對(duì)應(yīng)到海面粗糙度的統(tǒng)計(jì)描述,建立了風(fēng)速與粗糙度統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。三、從斯托克斯公式出發(fā)推導(dǎo)出了Huygens定理和Extinction定理,得到了切向場(chǎng)表示下的散射場(chǎng)方程。在此框架下基于切平面近似推導(dǎo)出了大尺度基爾霍夫近似,基于切向場(chǎng)級(jí)數(shù)展開推導(dǎo)出了小尺度微擾動(dòng)模型。在此基礎(chǔ)上結(jié)合兩種尺度給出了適用范圍更廣的積分方程模型的表達(dá)式。最后對(duì)這三種模型進(jìn)行了仿真和分析。四、基于積分方程模型對(duì)海面的散射和輻射進(jìn)行了模擬。首先分析了海面亮溫隨鹽度的變化趨勢(shì)和靈敏度,驗(yàn)證了利用海面亮溫反演鹽度的可行性;其次對(duì)海面亮溫隨粗糙度的變化趨勢(shì)進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了粗糙度對(duì)海面亮溫的影響不可忽略;最后分析了海面后向散射系數(shù)隨粗糙度和鹽度的變化情況及對(duì)兩者的靈敏度,驗(yàn)證了利用海面后向散射系數(shù)修正亮溫的可行性,為之后的高精度海面鹽度反演打下了基礎(chǔ)。
【圖文】：

(a) (b)圖 1.1 實(shí)地測(cè)量海面鹽度和 ARGO 浮標(biāo)計(jì)劃此圖來自加州大學(xué)圣地亞哥分校的 ARGO 計(jì)劃網(wǎng)站http://www.argo.ucsd.edu/盡管浮標(biāo)數(shù)據(jù)可以提供精度為 0.5 攝氏度以及 0.01psu 的海水溫鹽資料，但觀測(cè)范圍并不詳盡，數(shù)據(jù)采集也十分有限。如圖 1.2 所示，在過去的 125 年，白色區(qū)域的海面鹽度觀測(cè)次數(shù)低于 10 次，藍(lán)色區(qū)域的鹽度觀測(cè)次數(shù)在 10 100 次之間，綠色區(qū)域的鹽度觀測(cè)次數(shù)在 100 次到 1000 次之間，而紅色區(qū)域鹽度觀測(cè)次數(shù)超過了 1000 次。Bingham 等發(fā)現(xiàn)全球有 27%的區(qū)域從未有過鹽測(cè)量，70%的區(qū)域鹽度觀測(cè)的歷史記錄不超過 10 次[4]。因此不管是實(shí)地測(cè)量是浮標(biāo)測(cè)量都不能為全球尺度的水汽循環(huán)研究提供有效的應(yīng)用數(shù)據(jù)。

圖 1.2 過去 125 年里海面鹽度（SSS）觀測(cè)記錄的歷史分布此圖來自法國(guó)海洋開發(fā)研究院(IFREMER)的網(wǎng)站http://www.salinityremotesensing.ifremer.fr/in-situ-measurements1.1 固定平臺(tái)觀測(cè)基于固定平臺(tái)的海面鹽度觀測(cè)包括浮標(biāo)以及船載觀測(cè)兩種。1970 年inger 等人在 Argus 島上，，采用頻率分別為 1.41GHz、8.36GHz 和 19.3波輻射計(jì)對(duì)海面進(jìn)行了實(shí)地觀測(cè)，驗(yàn)證了海面亮度溫度與風(fēng)速相關(guān)。Swift 等在美國(guó) Massachusetts 州的 Cape Cod 海峽的鐵路橋上利用微波海洋進(jìn)行了觀測(cè)，歷經(jīng) 9 個(gè)月，并輔以相應(yīng)的傳感器用于觀測(cè)環(huán)境變表明，海面亮度溫度的變化范圍約為 3~9K。且在入射角為 60 度、V況下海面亮溫對(duì)海面粗糙度的變化并不敏感。Lerner 和 Hollinger 的實(shí)[9]
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P714.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王永紅;M L Heron;Peter Ridd;;航空微波遙感觀測(cè)海水表層鹽度的研究進(jìn)展[J];海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì);2007年01期

本文編號(hào)：2573550