【摘要】： 海表鹽度是描述海洋的一個重要參量,研究其分布和變化規(guī)律對了解海洋自身特性以及海洋在海洋和大氣這一復(fù)雜系統(tǒng)中的作用有著重要意義。海表鹽度的遙感探測是獲取該參量資料的有效手段。論文主要研究L波段海表鹽度微波遙感機理和反演模式,該研究充分考慮了復(fù)雜的海洋狀況及其環(huán)境要素,探討了各種海況下鹽度遙感反演的經(jīng)驗和理論模式。具體研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下: 1、海面近似為平靜表面前提下,論文分別考慮了法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)、大氣傳輸、電離層吸收輻射等因素產(chǎn)生的亮溫觀測誤差。結(jié)合遼寧莊河外海對比觀測資料,本文首次綜合考慮了法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)、大氣傳輸和背景輻射等因素影響,建立了平靜海面高精度的鹽度遙感反演模式,平均絕對誤差為0.4psu,和現(xiàn)有平靜海面鹽度反演算法比較,精度明顯提高。目前模式通常將背景輻射這一時空變量當(dāng)作常數(shù)處理,以及大氣成份含量的多變性都可能產(chǎn)生海表鹽度遙感反演的誤差。未考慮真實海面的粗糙度影響也是導(dǎo)致鹽度反演誤差的重要原因。 2、在低風(fēng)速情況下,海表粗糙度是影響海面微波輻射亮溫的重要因素。論文充分考慮了粗糙度,尤其是風(fēng)速和涌浪的影響,結(jié)合北黃海海表鹽度航空遙感比測實驗數(shù)據(jù),對風(fēng)速和涌浪這兩個參量進(jìn)行線性回歸,建立了適用于實驗海區(qū)的高精度海表鹽度反演模式,平均絕對誤差為0.3。目前考慮粗糙度影響的海表鹽度反演模式達(dá)到的最高精度為0.52psu,與此相比,本文所建立模式在實驗海區(qū)反演結(jié)果更為精確。導(dǎo)致鹽度反演誤差可能是因為不同海區(qū)懸浮物、泥沙、海氣溫差等因素的影響,也正因如此海表鹽度反演模式也具有一定的區(qū)域性限制。 3、白冠覆蓋海表鹽度反演一直是鹽度遙感反演的難點問題,目前白冠覆蓋海面的鹽度遙感機理和實驗研究較少。論文針對白冠覆蓋海表鹽度反演機理進(jìn)行了初步研究。由于海面白冠層是一種水氣復(fù)合介質(zhì),因此對復(fù)合介質(zhì)有效介電響應(yīng)的研究十分必要。論文利用超幾何方程,得到了球形粒子介電常數(shù)具有復(fù)雜形式的梯度復(fù)合物的有效介電響應(yīng)解析公式,同時驗證了DEDA(微分有效偶極子法)數(shù)值方法的有效性。在此基礎(chǔ)上,利用有效介質(zhì)近似理論方法,初步討論了高海況條件下白冠覆蓋率、氣泡的粒徑分布等因素對海表輻射率和海表鹽度反演精度的影響。 總之,真實海洋及其環(huán)境要素復(fù)雜多變,海洋物理參量之間也互相聯(lián)系制約,如海水懸濁物、微生物、泥沙、海氣溫差等因素都可以改變海水的有效介電常數(shù)以及影響海表鹽度反演精度,這些復(fù)雜的要素對鹽度遙感的影響需要進(jìn)一步深入探討。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：P731.12
【圖文】：

全球和近海海面鹽度的微波遙感監(jiān)測屬于具有廣闊發(fā)展前景的高新技術(shù)（衛(wèi)星海洋遙感導(dǎo)論，P265）。圖1.1 過去100年有海表鹽度觀測記錄的海域。此圖來自Aquarius計劃的網(wǎng)站http://aquarius.gsfc.nasa.gov/overview-mission.html從圖 1.1 可知，全球海洋鹽度現(xiàn)場觀測所覆蓋海域稀疏、狹小。1969 年以后，一些商船也配備了鹽度觀測儀器，鹽度資料有所增加，但就全球海洋而言仍有許多空白區(qū)域，目前雖然可以借助海洋科考觀測、漂流浮標(biāo)、ARGO浮標(biāo)等直接獲得鹽度數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)覆蓋范圍和連續(xù)性非常有限，鹽度觀測遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足科學(xué)研究和工程建設(shè)等方面的需要。故此，發(fā)展海洋鹽度遙感觀測就勢在必行。而微波遙感觀測是目前獲取海表鹽度數(shù)據(jù)最有效的手段

表鹽度和溫度進(jìn)行遙感實驗，再考慮了宇宙輻射、大氣校正、海表粗糙度度的影響后，海表溫、鹽反演精度分別達(dá)到1°C和1psu。drant公司設(shè)計生產(chǎn)了一個多傳感器系統(tǒng)名為SLFMR，SLFMR由一個1.4GHz波輻射計、一個9-14微米波段的雙通道紅外輻射計和一個GPS接收機組成國家海洋大氣局(National Oceanic and Atmospheric Administration, 飛機上安裝了SLFMR對Chesapeake海灣進(jìn)行鹽度遙感觀測。因為人為頻率受到污染，無法進(jìn)行鹽度反演。1996年9月，利用SLFMR再次對Chesapea觀測，SLFMR的工作頻率為1.43GHz，飛機高度為8000英尺，速度為100節(jié)的時間內(nèi)對2000km2的海域進(jìn)行了觀測。空間分辨率為1km，與實測資料比度為1psu(如圖1.2)。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 齊震;粗糙海面代價函數(shù)多參量遙感反演研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2012年

本文編號：2739173