發(fā)布時間：2020-01-27 06:59

【摘要】：全球海面鹽度的分布對我們研究氣候變化、降水以及El Ni?o現(xiàn)象有著重要的意義。L波段主被動聯(lián)合測量的方式能夠更好地修正海面粗糙度對亮溫的影響,從而有效改進鹽度測量的精度。本文在主被動聯(lián)合探測鹽度的基礎上,開展了以下幾個方面的工作:一、基于輻射傳輸模型探討了利用海面亮溫反演鹽度的機理,研究了基于Aquarius衛(wèi)星的主被動聯(lián)合探測海面鹽度的Meissner-Wentz亮溫修正算法以及CAP鹽度反演算法。對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行了分析,就這兩種算法各自的特點及區(qū)別進行了對比。二、利用統(tǒng)計參數(shù)對海面粗糙度進行了描述,分析了不同機制產(chǎn)生的海浪譜(重力波譜、表面張力波譜)的形式與特點�；诤＠俗V將風速對應到海面粗糙度的統(tǒng)計描述,建立了風速與粗糙度統(tǒng)計參數(shù)之間的對應關系。三、從斯托克斯公式出發(fā)推導出了Huygens定理和Extinction定理,得到了切向場表示下的散射場方程。在此框架下基于切平面近似推導出了大尺度基爾霍夫近似,基于切向場級數(shù)展開推導出了小尺度微擾動模型。在此基礎上結合兩種尺度給出了適用范圍更廣的積分方程模型的表達式。最后對這三種模型進行了仿真和分析。四、基于積分方程模型對海面的散射和輻射進行了模擬。首先分析了海面亮溫隨鹽度的變化趨勢和靈敏度,驗證了利用海面亮溫反演鹽度的可行性;其次對海面亮溫隨粗糙度的變化趨勢進行了仿真,驗證了粗糙度對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兩者的靈敏度,驗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。
【圖文】：

(a) (b)圖 1.1 實地測量海面鹽度和 ARGO 浮標計劃此圖來自加州大學圣地亞哥分校的 ARGO 計劃網(wǎng)站http://www.argo.ucsd.edu/盡管浮標數(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)域的海面鹽度觀測次數(shù)低于 10 次，藍色區(qū)域的鹽度觀測次數(shù)在 10 100 次之間，綠色區(qū)域的鹽度觀測次數(shù)在 100 次到 1000 次之間，而紅色區(qū)域鹽度觀測次數(shù)超過了 1000 次。Bingham 等發(fā)現(xiàn)全球有 27%的區(qū)域從未有過鹽測量，70%的區(qū)域鹽度觀測的歷史記錄不超過 10 次[4]。因此不管是實地測量是浮標測量都不能為全球尺度的水汽循環(huán)研究提供有效的應用數(shù)據(jù)。

圖 1.2 過去 125 年里海面鹽度（SSS）觀測記錄的歷史分布此圖來自法國海洋開發(fā)研究院(IFREMER)的網(wǎng)站http://www.salinityremotesensing.ifremer.fr/in-situ-measurements1.1 固定平臺觀測基于固定平臺的海面鹽度觀測包括浮標以及船載觀測兩種。1970 年inger 等人在 Argus 島上，，采用頻率分別為 1.41GHz、8.36GHz 和 19.3波輻射計對海面進行了實地觀測，驗證了海面亮度溫度與風速相關。Swift 等在美國 Massachusetts 州的 Cape Cod 海峽的鐵路橋上利用微波海洋進行了觀測，歷經(jīng) 9 個月，并輔以相應的傳感器用于觀測環(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況下海面亮溫對海面粗糙度的變化并不敏感。Lerner 和 Hollinger 的實[9]
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(空間科學與應用研究中心)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P714.1

【參考文獻】

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1 王永紅;M L Heron;Peter Ridd;;航空微波遙感觀測海水表層鹽度的研究進展[J];海洋地質與第四紀地質;2007年01期

本文編號：2573550