结果与分析-海洋科学.doc

西北太平洋红外辐射计海表温度数据交叉比对分析*
奚萌*基金项目:海洋公益性行业科研专项经费项目“HY-2卫星海洋动力环境探测数据应用服务技术系统与示范”(201305032);基金面上项目“大气对小尺度海表温度结构的响应(41276019)”;国家基金委-山东省联合基金项目“海洋环境动力学和数值模拟”(U1406404)。作者简介:奚萌(1985-),男,助理研究员,硕士研究生,从事海温反演,数据融合方面研究。E-mail: ******@mail..cn
①通讯作者:宋清涛,E-mail: ******@mail..cn
收稿日期:2016-11-14;修订日期:
,宋清涛1 2①,林明森1 2,邹斌1 2,李文君3,徐玉柱1
(,北京 100081;,北京 100081;,大连 116023)
摘要海表温度(sea surface temperature, SST)产品是研究全球海洋大气系统的重要数据源,在海洋相关领域的研究和应用方面具有重要价值。本文将西北太平洋海域作为研究区域,以2003~2009年的三个海表温度红外产品(AVHRR Pathfinder/NOAA,MODIS/Terra和MODIS/Aqua)为研究对象,将其产品特性分别与Argo浮标数据进行了真实性检验,同时红外产品之间也进行了交叉比对分析。结果表明,三种红外数据与Argo浮标的平均偏差在±℃之间,℃,且存在明显的季节性变化,白天的平均偏差均是夏季为正冬季为负,夜间的平均偏差基本均为负偏差,冬季比夏季的偏差更大,冬季的均方根误差较小;三种红外数据之间的平均偏差在±℃之间,℃;三个红外产品在空间尺度上均能反映西北太平洋海域的海表温度变化趋势,三个产品之间无明显优劣差异;与同海域微波数据相比,尽管红外数据的空间覆盖率偏低,但是红外数据提供了更高精度和高特征分辨率的数据产品,并弥补了微波数据在近岸海域缺乏没有观测数据的不足。
关键词海表温度;红外辐射计;Argo数据;西北太平洋;统计分析
中图分类号
海表温度(Sea Surface Temperature,SST)作为海洋环境基础参数之一,其精确测量海表温度以及监测其时空变化规律,可以准确反映海-气相互作用和全球气候变化。目前获取海表温度的方式有现场观测和卫星遥感两种方式。现场观测由于容易受到海况、仪器、船只和人员等多种因素的制约,导致获取的数据量有限、且覆盖范围小;。卫星遥感探测又分为热红外遥感和被动微波遥感: km,但其空间覆盖率易受到天气条件制约;被动微波遥感海表温度产品可实现全天候观测,但空间分辨率低至25 km,且在近岸海域容易受到陆地信号干扰(蒋兴伟等,2010)。总体而言,相对于现场观测,卫星遥感具有可实现大面积同步测量、获取速度快、更新周期短、信息量大等优势。而为了克服单一卫星传感器获取数据存在的局限性和差异性,并为制作出高时空分辨率和高精度的全天候近实时海表温度产品,需克服单一卫星传感器获取数据存在的局限性和差异性,结合不同卫星传感器的特点,对将获取的数据进行有效融合。进行数据融合前首先要对选取的输入数据进行真实性检验和交叉比对分析。
近年来,国内外有许多学者对红外辐射计反演海表温度进行了研究并开展了真实性检验,如,Barton等(2006)将西澳大利亚海域的GLI、AVHRR、AATSR和MODIS产品数据与Agro实测数据进行了检验,℃,分析认为低风速状况下红外辐射数据容易产生较大误差。Sakaida等(2006)对GLI海表温度数据反演算法进行了改进,与实测数据的比对发现,℃、-℃,
℃、℃。Hosoda等(2007)评估了西北太平洋MODIS海表温度数据区域性算法,认为风速对反演精度的大小有着重要影响;MODIS海表温度与浮标数据比对结果显示白天和夜间的平均偏差分别是-/-℃(Terra/Aqua)和-/-℃,℃℃。高郭平等(2001)利用覆盖率较高年份的现场资料验证了1/12°分辨率的Pathfinder产品质量,℃%,℃。管磊等(2002)对ESR-1/ATSR数据反演的海表温度与浮标数据进行了印证,结果发现,在热带太平洋,三通道双观测角算法反演的ATSR海表温度与浮标海表温度的平均偏差为-