基于T/P和Jason-1高度计数据的渤黄东海潮汐信息提取

对19 a的TOPEX/POSEIDON（以下称T/P）和Jason-1卫星高度计测高数据进行调和分析,得到渤黄东海海域的8个主要分潮（M2、S2、N2、K2、K1、O1、P1和 Q1）。提出一种将两类卫星高度计数据统一的方法,消除了因两类卫星高度计校正算法等不同所导致的相互之间的偏差。变轨后的 T/P与Jason-1卫星加密了高度计对潮汐观测的空间分布。通过对交叉点处升轨与降轨的潮汐调和分析结果进行比较,检验调和分析方法及高度计数据的可靠性；将基于高度计数据的调和分析结果与验潮站资料进行比较,以检验其正确性。4个主要分潮（M2、S2、K1、O1）振幅之差的均方根介于1.0-1.8 cm,迟角之差的均方根介于4.1°-7.8°。与已有研究结果相比,调和分析结果的精确性有所提高。在此基础上,综合变轨前后两类高度计测高数据的调和分析结果,给出并分析了渤黄东海4个主要分潮的同潮图。

基于现场的卫星高度计定标技术研究

卫星高度计数据的广泛应用离不开准确的现场定标检验工作。在青岛千里岩海上试验的基础上,分别使用GNSS浮标法和潮汐法对Jason-2卫星高度计进行了定标。其结果显示:(1)GNSS浮标法使用高精度GNSS数据处理软件GAMIT/GLOBK及其Track模块,对GNSS浮标数据进行高精度处理,得到的高度计偏差为+195.7 mm,该方法可以消除大地水准面和潮位的影响,精度较高;(2)在潮汐法中,利用FVCOM海洋模式模拟了千里岩周边的潮位,并对比了GNSS浮标测得的潮位结果,二者的标准偏差达到了1.3 cm,满足高度计定标的要求,结合EGM2008计算的大地水准面和平均动力地形,得到的高度计偏差结果为+150.9±35.1 mm,该方法受限较多,精度较差。但两种方法最终得到的高度计偏差与国际其他定标场的结果相当。

利用星载GPS数据确定厘米级Jason-1卫星精密轨道

利用Jason-1卫星星载GPS实测数据,通过非差简化动力学定轨的方法,计算Jason-1卫星2003年1月3日至23日的轨道,并与JPL确定的GPS简化动力学轨道进行对比。结果表明,简化动力法使Jason-1卫星的径向定轨精度可优于±2.5 cm。

Jason-1海洋地形卫星介绍

该文主要介绍了雷达高度计的工作原理、Jason-1卫星的仪器设备和运行轨道以及Jason-1卫星观测数据的应用情况。

基于Jason-1卫星测高数据提取海洋潮汐信息研究

为深入研究中国近海区域海洋潮汐活动,基于Jason-1约6年的卫星测高GDR数据,采用调和分析法提取了中国近海区域交叉点的潮汐信息,得到主要分潮的振幅分布图。将其与验潮站资料和FES2004全球海潮模型相比较,其分潮振幅差异基本在3cm以内,结果符合性较好。

由TOPEX/Poseidon和Jason-1/2探测的1993—2012中国海海平面时空变化

海平面变化是社会经济发展和科学研究的重要内容.利用1993年1月至2012年12月共20年的TOPEX/Poseidon、Jason-1和Jason-2卫星测高数据,研究中国海海平面的时空变化.首先通过三颗卫星伴飞阶段数据得到三颗卫星之间的逐点海面高系统偏差,进行逐点海面高改正,建立了20年的中国海海面高异常时间序列.分析了中国海海面高异常空间分布,给出了1月到12月月均平均海平面异常的空间变化规律.分析了中国海海面高异常的时变规律,分别给出了年、季度和月的海面上升速率.利用小波分析研究了中国海海面高异常周期变化规律,分别给出了渤海、黄海、东海和南海的海面高变化周期.讨论了ENSO对海面高异常的影响.

基于NCEP数据进行高度计湿对流层校正的探讨

为达到高度计几厘米测高精度,湿对流层校正范围为3~45 cm,精确计算湿对流层校正是至关重要的。本文利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)数据,采用模型法计算高度计湿对流层校正。计算结果与无线电探空仪计算结果比较,偏差为0.01 cm,均方根为2 cm;与Jason-1模型法湿对流层校正产品比较,偏差为0.2 cm,均方根为1.4 cm。因此,利用NCEP数据计算高度计湿对流层校正精度较高,能够满足高度计大气湿对流层校正精度要求。为高度计大气湿对流层校正的计算提供1种新方法。

基于多源卫星数据的高邮湖长时序水位变化监测

湖泊水位是湖泊变化的重要指标之一,监测湖泊水位变化能够为水资源合理开发利用和流域水资源调度提供依据。以高邮湖为研究对象,基于T/P卫星和Jason-1/2/3卫星测高数据构建1993~2021年间水位序列,并采用M-K突变检验、滑动t检验等方法,结合气象及社会统计数据讨论高邮湖水位变化特征及影响因素。结果表明:综合利用T/P、Jason-1/2/3系列卫星可以实现高邮湖水位长时序监测,精度在0.22 m左右;综合长时序数据发现,高邮湖水位突变起始点在1997年,2003年年均水位达到峰值,其多年年内水位高峰期在7~10月,年内总体呈单峰分布。

基于卫星测高交叉点的海洋表面地转流速度

在流体静力平衡状态下,海洋Coriolis力和压力梯度平衡就形成地转流,世界上大多数海流都近似为地转流.本文利用卫星测高交叉点方法计算海洋表面地转流速度,分析了利用测高交叉点计算地转流速度的不确定性,上升和下降弧段的海面倾斜在分辨率50km上可以达到10^(-7)量级,才可能获得优于10cm/s的地转流速度.在低纬度或者纬度接近卫星轨道倾角的地区,由交叉点方法计算的地转流速度精度低于中纬度地区.以中国台湾东部黑潮为试验区,利用最新的中国台湾周边海域大地水准面模型参考场计算高精度的大地水准面高,利用TOPEX/Poseidon和Jason-1的GDR数据(2002～2005年)计算海面高,然后计算交叉点的动力高,确定交叉点的地转流速度,结果与中国台湾NCOR(National Center for Ocean Research)的流速基本一致.

卫星测高技术在监测海啸现象中的研究及应用

利用卫星测高技术,通过共线平差和沿轨、垂直轨迹测高大地水准面梯度的计算,得到了海啸发生2个小时后的海面波高和海面梯度异常现象,为利用卫星测高技术监测海啸、模拟海啸现象提供了依据。

由卫星测高数据观测到的印度洋海啸波高

本文介绍了利用卫星测高资料测定的印度洋地震引起的海啸波高的研究成果 ,以及卫星测高数据在对海啸灾害进行预测的应用价值。通过卫星雷达测高可观测到沿卫星星下点轨迹的相距几公里的点上的海面高 。

利用测高卫星观测数据计算全球海平面季变化

利用了美国宇航局和法国空间局联合公布的Jason-1第1周期至第129周期卫星测高数据,采用共线平差的方法计算了2002年至2005年全球海平面的季变化。计算结果表明,全球海平面高第一、四季度上升,第二、三季度下降,且第三季度下降明显。

苏联/俄罗斯海洋卫星发展简介

Jason-1是2001年12月7日发射的海洋地形卫星,由法国宇航局(CNES)和美国宇航局(NASA)下属的JPL联合研制。Jason-1卫星是Topex-Poseidon卫星的后继星。Jason-1和Topex-Poseidon的技术参数对比见表1。

基于卫星观测数据的南中国海海平面变化与分析

本文利用美国宇航局和法国空间局联合公布的最新版本Jason-1卫星高度计数据,选取DNSC08模型为参考海平面,计算了2003～2007年共6年的南中国海海平面变化和全球平均海平面变化,采用最小二乘拟合提取出了南中国海和全球海平面变化的长期性趋势与季节性变化特征,并分析了两个区域变化之间的相关性。结果表明,南中国海长期趋势为1.26cm/a,全球变化长期趋势为2.1mm/a,两个区域之间的原始海平面变化时间序列相关为0.6,而其季节性变化特征相关性达到了0.97,但受近岸环境影响,南中国海局域海平面变化各项幅度均远大于全球变化。

南中国海台风浪数值模拟研究——以台风“珍珠”为例

以QSCAT/NCEP混合风资料和Myers经验模型风场构造台风风场,并以之作为驱动风场,建立一个基于第三代海浪模式SWAN的两重嵌套台风浪数值模拟模型。以0601号台风珍珠为例,对南中国海至广东的台风浪进行数值模拟研究。将数值模拟结果与台风期间Jason-1卫星高度计观测资料和近岸浮标实测资料(波高、波向和波周期)作了较为详细地比较,并分析台风浪要素的时空分布。结果显示台风浪要素的数值模拟值与实测值吻合良好,表明SWAN模型能够较好地再现大洋和近岸台风浪的时间发展过程和空间分布特征。

合成风场在南海台风浪数值模拟中的研究

基于第三代海浪模式SWAN,利用Myers理论模型风场、CCMP风场以及两者的合成风场,分别作为台风驱动风场,对2003-2010年经过南海的15个台风浪过程进行数值模拟研究。将数值模拟结果与台风期间Jason-1卫星高度计观测资料进行比较,结果表明：Myers理论模型风场模式在台风中心附近波高较大时与实测值吻合较好,CCMP风场模式离台风中心较远处与实测值吻合较好。合成风场结合了Myers理论模型风场和CCMP风场各自的优点,比较符合南海的台风风场分布;合成风场模式的数值模拟结果与实测值吻合良好,能很好地适用于南海。

两种海浪模式模拟结果的对比研究

利用合成风场驱动SWAN和WAVEWATCHⅢ这两种海浪模式,分别模拟了墨西哥湾海域和印度洋海域的海浪,并将两种海浪模式的模拟结果与波浪实测资料及Jason-1卫星高度计观测资料进行对比研究。研究结果表明:以CCMP风场为背景风场,合成Myers台风模型风场所得的合成风场能较好地模拟台风风场,但对于部分台风风场,模拟结果明显偏小。WW3对台风浪的模拟效果偏弱,SWAN模拟效果更好,与实测值更接近;对于大范围海域的海浪模拟,SWAN对涌浪传播的模拟耗散较大,模拟的波高和周期均偏小,而WW3模拟效果更好。

多源卫星测高数据监测拉昂错1992年—2020年水位变化

青藏高原湖泊水位是反映生态环境变化的重要指标,为了使用多源卫星测高数据构建高精度、长时序的湖泊水位时间序列,本文提出了一种基于大气路径延迟校正、波形重定、异常值检测、卫星间偏差调整的高精度湖泊水位序列构建策略。以拉昂错为研究对象,利用本文方法对TOPEX/Poseidon、Jason-1/2/3高度计数据进行处理,构建了拉昂错1992年—2020年的高精度水位时间序列,讨论分析了1992年—2020年湖泊水位、面积和流域内降水、温度、蒸发的关系。结果表明,拉昂错水位在1992年—2020年整体下降约6.00 m,平均变化趋势为-0.21±0.01 m/a,水位变化呈现明显周年性;本文方法构建的湖泊水位序列长、精度高,均方根误差为13.10 cm。