WindSat海表面溫度產品誤差的空間分布研究

摘 要：將2006-2015年的WindSat SST數據與Hadley中心的HadISST海溫數據進行對比分析，探究誤差的空間分布。WindSat海溫與Hadley海溫總體誤差較小，西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差較大。北半球較大誤差分布區域7月份向北移動，1月份向南移動。

關鍵詞：衛星遙感；海表面溫度；WindSat；HadISST；空間分布

衛星遙感海表面溫度具有獲取范圍廣、時間和空間連續等優點。微波衛星遙感相比于紅外衛星遙感具有不受云層干擾[ 1 ]的優勢。由于輻射計探測角度的變化以及海況的不同，衛星遙感的全球海溫資料有著區域適應性，即在不同區域的誤差存在差異。本文利用Hadley中心的HadISST海溫資料對WindSat海溫產品進行對比分析，探究WindSat海溫產品在全球范圍內的誤差分布狀況。

1 數據及方法

1.1 WindSat數據

WindSat是全球首個星載全極化微波輻射計（2003年1月發射，搭載于Coriolis衛星），其反演算法由AMSR-E的海表面溫度反演方法（即多元線性回歸算法）改進得到[ 2 ] 。本文使用2006-2015年1月和7月的第7版WindSat SST全球月平均數據，該數據由RSS（Remote Sensing System）處理發布，空間分辨率為0.25°×0.25°。

1.2 HadISST數據

HadISST（Hadley Center Sea Ice and Sea Surface Temperature）是由全球月平均海溫數據和海冰數據組成的數據集，由隸屬于英國氣象局（Met Office）的Hadley中心制作發布。該數據集中的海溫數據被廣泛應用。HadISST的實測海溫資料來源于MDB（Met Office Data Bank），MDB資料的缺失部分由COADS（Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set）資料替代。HadISST數據為格點數據，分辨率為1°×1°，海溫數據的時間覆蓋1870年至今。本文使用2006-2015年1月和7月的HadISST數據，獲取來源為Met Office官方網站http：//www.metoffice .gov.uk/hadobs/hadisst/。

1.3 匹配方法

WindSat SST空間分辨率為0.25°×0.25°，HadISST海溫資料空間分辨率為1°×1°，在比較分析之前，首先將WindSat SST權重平均至1°×1°格點，使WindSat SST數據與HadISST數據格點相吻合。

2 誤差空間分布

本節將WindSat SST和英國氣象局哈德萊（Hadley）中心發布的海溫資料HadISST1進行對比。選取2005～2014年10年間WindSat SST月平均數據與HadISST1月平均海溫資料。

圖1為1月和7月份WindSat SST與HadISST1平均偏差的10年平均值全球分布。大部分海域，WindSat SST與HadISST1差異較小，在±0.1℃以內。但是西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差較大，南部大洋偏差較大的海域分布在30°S～60°S之間且近似呈現緯向條帶狀。一些沿岸海域，例如日本東南沿海、美國東部沿岸以及墨西哥灣等在1月份表現出較大偏差但在7月份偏差恢復正常范圍，這些可能是由于陸地和海冰的射頻污染造成的。北半球偏差較大的海域在7月份比1月份北移了10°緯度左右（從45°左右移至55°左右）。為了探究WindSat-HadISST1間SST的偏差與實測海溫大小是否存在聯系，我們作出了對應月份HadISST1海溫10年平均值的全球分布圖，如圖2。對比圖1和圖2，發現有著較大WindSat-HadISST1偏差的海域（超出±2°C）（圖1）與實測海溫在5～10°C之間的海域分布（圖2）一致。由此看出，海表溫度為5～10°C之間時WindSat SST的反演算法精度可能不夠理想。

3 結論

本文以2006-2015年的WindSat SST數據為主要評估對象，與Hadley中心的HadISST海溫數據進行對比，分析了誤差的空間分布。WindSat海溫與Hadley海溫總體誤差較小，西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差較大。北半球較大誤差分布區域隨季節變化存在移動，具體為7月份北移1月份南移。

參考文獻：

[1] 姜景山.面向21世紀的中國微波遙感技術發展[J].中國工程科學，1999，1（2）：78-82.

[2] Meissner T and Wentz F.Ocean retrievals for WindSat：Radiative transfer model，algorithm，validation.OCEANS，2005.Proceedings of MTS/IEEE. IEEE：2005，130-133.

作者簡介：朱恩澤（1991-），男，碩士，研究方向為衛星遙感反演及應用。