中法海洋卫星微波散射计风场反演残差特性研究
2021-12-13王冰花董晓龙林文明郎姝燕朱迪云日升
王冰花,董晓龙*,林文明,郎姝燕,朱迪,云日升
( 1. 中国科学院大学,北京 100049;2. 中国科学院国家空间科学中心 微波遥感技术重点实验室,北京 100190;3. 南京信息工程大学 海洋科学学院,江苏 南京 210044;4. 国家卫星海洋应用中心,北京 100081)
1 引言
海面风场是海洋和大气科学研究与应用中的重要物理参数。星载微波散射计作为当前获取全球海面风场信息最主要的遥感仪器,其观测结果在数值天气预报、海洋灾害监测、海洋环境数值预报、气象预报和气候研究等方面发挥了重要的作用[1-2]。
散射计观测风场质量对数值天气预报的精度有着重要影响。因此,在海面风场的诸多应用中,对风场质量的定量化描述尤为重要,通常用风场质量敏感因子来实现,其中最常用的一种质量敏感因子是风场反演代价函数的残差[3]。卫星散射计海面风场反演最常用的算法是最大似然估计法(Maximum Likelihood Estimation, MLE),风场反演的残差也称作MLE值,表示一组测量的后向散射系数( σ0)与地球物理模型函数(Geophysical Model Function, GMF)构成多维参考面之间的距离[4]。通常情况下,散射计测量的海面 σ0与GMF模拟的 σ0最为接近,反演的风场质量高、MLE值小。然而,当风单元(Wind Vector Cell, WVC)中的雷达后向散射信号主要受到除风以外的其他地球物理条件的影响时,实际测量的 σ0和GMF仿真得到的σ0值会有较大的差异,导致MLE值偏大[5],由此可见,MLE是一个很好的风场质量指示标志。另一方面,在风场去模糊处理过程中,MLE值越大,相应的模糊解被选中为“真实解”的可能性的就越小,反之亦然。……
