多傳感器衛(wèi)星海表溫度數(shù)據(jù)的印證與交叉比較.pdf

1、遙感技術(shù)具有覆蓋范圍廣、可對同一區(qū)域重復(fù)觀測等特點，為全球海洋的觀測研究提供了便利。衛(wèi)星遙感對海洋表面溫度(Sea Surface Temperature，SST)的觀測精度是關(guān)系到全球氣候預(yù)測的關(guān)鍵因素之一，不同的星載傳感器具有不同的測量精度，顯而易見，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

2、工作提供一定的科學(xué)依據(jù)。本文工作主要對衛(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)場實測數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(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)計方法，比較分析了衛(wèi)星數(shù)據(jù)集與現(xiàn)場實測的浮標(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源。 首先對多傳感器衛(wèi)星海表溫度產(chǎn)品(Satellite SSTs)與現(xiàn)場實測浮標(biāo)數(shù)據(jù)(

3、BuoySST)進(jìn)行了印證分析。中國海洋大學(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)場實測數(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℃、0.36℃，年標(biāo)準(zhǔn)偏差白天和晚上分別為0.88℃、0.93℃;NLSST的精度相比于MCSST有所提高，年平均偏差(BuoySST-NLSST

4、)白天和晚上分別為0.04℃、0.25℃，年標(biāo)準(zhǔn)偏差變化不大，白天和晚上分別為0.87℃、0.93℃；對衛(wèi)星天頂角小于45°的觀測數(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℃、0.13℃，年標(biāo)準(zhǔn)偏差也有所提高，白天和晚上分別為0.73℃、0.80℃，因此在SST的交叉印證中采用此數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較。對NOAA/NASA AVHRR Pathfinder SST(PFSST)、Aqua&Terra/MODIS SST

5、s(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℃/-0.08℃(白天/晚上，下同)、AquaSST的是-0.120C/0.340C、TerraSST的是0.00℃/0.11℃、 AMSR-E SST的是-0.20℃/-0.18℃；年標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：PFSST的是0.60℃/0.68

6、℃、AquaSST的是0.67℃/0.76℃、TerraSST的是0.69℃/0.74℃、AMSR-E SST的是0.64℃/0.67℃。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??；AMSR-ESST總體比實測數(shù)據(jù)溫度高。 其次對不同衛(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°的觀測數(shù)據(jù)反演的NLSST數(shù)據(jù)在

7、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。不同的測量原理、不同的