利用卫星资料反演月平均近海面气温和湿度

为弥补广阔海面上气象参数的观测数据的不足,利用专用成像传感器SSM/I和红外辐射计AVHRR资料进行近海面气温和湿度的反演,首先分析与近海面气温和湿度关系比较密切的几个气象因子及其相关性,并采用神经网络建立近海面气温和湿度与它们之间的关系,利用训练好的网络模型反演月平均近海面气温和湿度,并与TAO和NDBC提供的浮标及观测站的实测数据进行比较,近海面气温和相对湿度的均方根差分别为0.87℃和3.73%。低纬度反演的结果精度较高,达到0.53℃(气温)和2.03%(相对湿度);较大的误差(气温1.06℃、相对湿度3.85%)主要发生在近岸和高纬度区,因为近岸的地形比较复杂,并且很容易受陆地气候的影响;高纬度地区的气候变化比较剧烈,同时目前能得到的高纬度地区的实测资料比较少,这些因素都会影响反演结果的准确度。

利用遗传算法反演实时近海面气温和比湿

使用Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS(AMSR-E)的海洋产品数据海表温度、风速、大气水蒸气、云液态水,通过遗传算法建立其与近海面气温和比湿之间的经验关系,进行近海面气温和比湿的实时反演。反演结果与The Tropical Ocean-Atmosphere(TAO)和The National Data Buoy Center(NDBC)的浮标实测资料进行比较,实时近海面气温和比湿的均方根误差分别为1.18℃和1.36g/kg。分析结果表明,利用遗传算法采用AMSR-E海洋产品数据可以较好地反演近海面气温和比湿。

基于AMSR2微波辐射计的近海面气温反演算法研究

基于多元线性回归方法,利用2013-01-06的AMSR2辐射计亮温数据和红外-微波融合SST数据产品,开展了近海面气温反演算法研究,并用TAO,RAMA和PIRATA等浮标实测数据对近海面气温的反演结果进行检验。近海面气温反演结果误差情况:均方根误差为0.66℃,偏差为0.02℃,相关系数R为0.91,该误差结果表明所建立近海面气温反演算法较好的反映在60°S^60°N纬度范围内的近海面气温分布情况;同时为进一步确定不同纬度近海面气温反演的误差分布,将近海面气温反演结果与ECMWF再分析数据进行了对比分析,结果表明,从赤道起算,纬度每升高或降低1°,反演均方根误差约增大0.1℃。

AMSR-E辐射计反演南大洋实时海面气温

利用中国南极第24次至第26次(2008年—2010年)考察获取的实测数据和AMSR-E辐射计亮温资料开展南大洋实时海面气温的反演研究,分析了AMSR-E的各通道亮温与海面气温的相关性,未发现与海面气温相关性较强的观测通道,相关性最高的是23.8GHz水平通道,相关系数为0.38。将实测数据与亮温资料进行数据匹配,得到有效的建模数据集,然后利用多元回归和神经网络两种方法建立海面气温实时反演模型。基于全通道多元回归建立了高纬、低纬海域AMSR-E亮温的反演模型,对反演结果利用实测数据进行验证,高纬海域反演的结果均方根差为0.96℃,相关系数为0.93;低纬海域反演结果均差差为1.29℃,相关性系数0.96。基于BackPropagation(BP)神经网络反演模型的反演结果均方根差为1.26℃,相关系数为0.98。

利用AMSR-E资料反演实时海面气象参数的个例

利用2005年1月的AMSR-E卫星资料作为一个例子,探讨了AMSR-E的12个通道的亮温与海表温度、海面气温、湿度及风速4个气象参数的关系,把亮温通道分3大类组合分别进行参数模拟,确定模拟这4个气象参数最合理的通道组合,并利用多参数回归方法建立海表温度、海面气温、湿度及风速与亮温之间的经验关系。反演结果与TAO浮标实测资料进行了比较,实时海表温度、海面气温、湿度及风速的均方根差分别为0.53℃、0.74℃、3.2%和1.1m/s。是一个利用卫星资料同时反演四个参数（海表温度、海面气温、湿度及风速）的成功例子,为计算海气热通量提供了数据,并为实时观测和研究气候变化提供了一种简单而有效的方法。

基于再分析数据的黄岩岛及邻近海域气象条件分析

采用美国NCEP-CFSR数据库资料,提取了1979—2010年的海平面大气要素场,在中国南海区域(0°~25°N、105°~125°E)和黄岩岛附近点(15°N、118°E),按日、月、年统计了32 a间海平面气压、海面2 m气温、海面2 m相对湿度、海面10 m风场基本气象要素特征。分析发现:黄岩岛及邻近中国南海区域属于赤道带、热带海洋性季风气候,其气候特征是:(1)海平面气压呈北高南低、冬季高夏季低的分布形势;黄岩岛日平均海平面气压冬季约为1 012 hPa,其他季节约为1 008 hPa,年平均海平面气压变化具有准5 a的周期;(2)全年平均气温较高,分布呈现北低南高,大陆低海面高,冬季低夏季高的特点;黄岩岛海面2 m气温日变化较小,年平均值约为27~28℃,年际变化上具有整体增加的趋势;(3)全年相对湿度较大,基本在60%以上,随季节变化明显,冬季较小,夏季较大;黄岩岛日平均相对湿度为80%,总体也具有略微增大的年际变化趋势;(4)受季风影响明显,冬季盛行东北季风,平均风速约为10~12 m/s,夏季盛行西南季风,平均风速约为4~8 m/s;黄岩岛海面风速的变化具有2.5~5 a的变化周期,年平均风速在5.3 m/s上下波动。