【摘要】： 遙感技術(shù)具有覆蓋范圍廣、可對(duì)同一區(qū)域重復(fù)觀測(cè)等特點(diǎn),為全球海洋的觀測(cè)研究提供了便利。衛(wèi)星遙感對(duì)海洋表面溫度( Sea Surface Temperature,SST)的觀測(cè)精度是關(guān)系到全球氣候預(yù)測(cè)的關(guān)鍵因素之一,不同的星載傳感器具有不同的測(cè)量精度,顯而易見(jiàn),衛(wèi)星SST數(shù)據(jù)的印證和不同SST數(shù)據(jù)集的之間的交叉印證工作是必不可少的,一方面可以提高不同傳感器衛(wèi)星SST反演產(chǎn)品的精度,促進(jìn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的業(yè)務(wù)化應(yīng)用,另一方面為SST數(shù)據(jù)融合、氣候分析等工作提供一定的科學(xué)依據(jù)。本文工作主要對(duì)衛(wèi)星SST數(shù)據(jù)在全球不同區(qū)域的相關(guān)印證分析研究進(jìn)行了調(diào)研、綜述,并以西北太平洋為研究的目標(biāo)區(qū)域,使用2005年的多傳感器衛(wèi)星SST產(chǎn)品及相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的預(yù)處理、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)匹配等處理后,采用統(tǒng)計(jì)方法,比較分析了衛(wèi)星數(shù)據(jù)集與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的浮標(biāo)數(shù)據(jù)的一致性、差值特征、不同數(shù)據(jù)集之間的差值特征和誤差來(lái)源。 首先對(duì)多傳感器衛(wèi)星海表溫度產(chǎn)品(Satellite SSTs)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)浮標(biāo)數(shù)據(jù)(BuoySST)進(jìn)行了印證分析。中國(guó)海洋大學(xué)衛(wèi)星地面站接收的NOAA/AVHRR衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的兩種SST反演算法產(chǎn)品MCSST和NLSST分別在西北太平洋印證的結(jié)果如下:MCSST和NLSST都要比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)溫度低,MCSST的年平均偏差(BuoySST-MCSST)白天和晚上分別是0.23°C、0.36°C,年標(biāo)準(zhǔn)偏差白天和晚上分別為0.88°C、0.93°C; NLSST的精度相比于MCSST有所提高,年平均偏差(BuoySST-NLSST)白天和晚上分別為0.04°C、0.25°C,年標(biāo)準(zhǔn)偏差變化不大,白天和晚上分別為0.87°C、0.93°C;對(duì)衛(wèi)星天頂角小于45°的觀測(cè)數(shù)據(jù)反演的NLSST的印證結(jié)果是年平均偏差白天和晚上分別為-0.16°C、0.13°C,年標(biāo)準(zhǔn)偏差也有所提高,白天和晚上分別為0.73°C、0.80°C,因此在SST的交叉印證中采用此數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較。對(duì)NOAA/NASA AVHRR Pathfinder SST(PFSST)、Aqua Terra/MODIS SSTs(AquaSST、TerraSST)及Aqua/AMSR-E SST這四種數(shù)據(jù)集分別與BuoySST印證的結(jié)果是年平均偏差(BuoySST-Satellite SSTs)分別為:PFSST的是-0.08°C/-0.08°C(白天/晚上,下同)、AquaSST的是-0.12°C/0.34°C、TerraSST的是0.00°C/0.11°C、AMSR-E SST的是-0.20°C/-0.18°C;年標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為: PFSST的是0.60°C/0.68°C、AquaSST的是0.67°C/0.76°C、TerraSST的是0.69°C/0.74°C、AMSR-E SST的是0.64°C/0.67°C。結(jié)果表明紅外數(shù)據(jù)集除MCSST、NLSST和AquaSST在晚上的年平均偏差明顯較大外,其余數(shù)據(jù)集的年平均偏差都較小;AMSR-E SST總體比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)溫度高。 其次對(duì)不同衛(wèi)星SST數(shù)據(jù)集進(jìn)行了交叉印證,分析了不同數(shù)據(jù)集之間的差值特征。總體上,衛(wèi)星天頂角小于45°的觀測(cè)數(shù)據(jù)反演的NLSST數(shù)據(jù)在晚上都要比其他數(shù)據(jù)集溫度低,在白天比其他紅外數(shù)據(jù)集溫度高,AquaSST與NLSST的年平均偏差較小,AMSR-E SST與NLSST的年平均偏差最大;AMSR-E SST要比紅外數(shù)據(jù)集溫度高。從兩兩數(shù)據(jù)集差值的空間分布圖中也可以看出PFSST與MODIS SSTs的兩個(gè)數(shù)據(jù)集的一致性最好,除AquaSST晚上的數(shù)據(jù)外,標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均偏差都比較低,沒(méi)有明顯的高正值和低負(fù)值的分布,且有一定的區(qū)域特征,季節(jié)性變化明顯。不同的測(cè)量原理、不同的反演算法、不同的時(shí)空分辨率、不同大氣狀況的影響等都是誤差的主要來(lái)源。 各傳感器的算法反演的溫度產(chǎn)品具有較好的一致性。在實(shí)際使用的過(guò)程中,有必要對(duì)AVHRR LAC SST數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的云檢測(cè)算法的改進(jìn)和反演系數(shù)的訂正工作;在多傳感器海表溫度的高精度應(yīng)用中,如氣候變化研究、海表溫度數(shù)據(jù)融合,需要考慮不同傳感器獲取的海表溫度的訂正,以提供高精度的產(chǎn)品。
【圖文】：

溫度的測(cè)量表溫度的定義表面的幾米表層垂直溫度的熱結(jié)構(gòu)狀況非常復(fù)雜，由于海-空換、海洋環(huán)流等熱力和動(dòng)力過(guò)程影響，使用不同儀器測(cè)量由不同，測(cè)量深度不同，，得到的 SST 值可能不同，這對(duì)于衛(wèi)星精確度的評(píng)測(cè)和校正帶來(lái)一定的困難，可能帶來(lái)不同的校源數(shù)據(jù)融合也引入一定誤差。GHRSST-PP 科學(xué)研究組對(duì)此，對(duì)海洋表面根據(jù)深度進(jìn)行了具體的分類，用不同的術(shù)語(yǔ)定溫度，如圖 2-1 所示晚上低風(fēng)速狀況下和白天強(qiáng)太陽(yáng)輻射低想化的 SST 與 10m 深的溫度差值的縱剖面圖。

年的平均偏差為 0.17°C，標(biāo)準(zhǔn)偏差 0.91°C。1 為 MCSST、NLSST 數(shù)據(jù)分別與 BuoySST 數(shù)據(jù)印證的平均偏差（圖 b）逐月的統(tǒng)計(jì)值和年均值的比較。a.標(biāo)準(zhǔn)偏差的逐月比較
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：P731.11

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本文編號(hào)：2694086