盐渍土壤的介电特性

采用Ｌ波段介电探针，对沙壤，砂质粘土和粘土三种不同性质的土壤作了详尽的实验室实验，结果显示，土壤的盐度同介电常数的实无关，而同虚部相关，并随盐度的增加而增加。还表明，实数部分更多的依赖于土壤的湿度，虚数部分取决地土壤的盐度，土壤的含钠性对介电常数的实部和虚部都无影响。本研究展示了Ｌ波段对土壤盐度的微波响应。同时说明，在湿壤的条件下，采用Ｌ波段，将盐壤从钠壤中分离出来的可能性。     

基于Aquarius数据的粗糙海面L波段辐射模型研究

Aquarius是NASA于2011年6月发射的基于主被动遥感技术的盐度观测卫星,其主要载荷是一个工作于L波段的微波辐射计。Aquarius天线三波束扫描刈幅可达390km,在7d内完成对全球海域的盐度观测。海面风浪导致海面粗糙度的变化,进而影响海面微波辐射特性。粗糙海面辐射亮温是盐度信息提取的重要误差源,需要发展相应的海面辐射模型进行修正。本文利用Aquarius观测的海表亮温数据,与扫描微波辐射计WindSat测量数据进行时空匹配,建立了一个描述粗糙海面L波段辐射特性的参数化模型,进而利用该模型进行了海表盐度反演,并将反演结果与Argo实测盐度数据进行了比较。结果表明,本文发天展的参数化模型可以准确描述中低风速条件下的粗糙海面辐射,在12m/s以上高风速条件下对粗糙海面亮温存在高估;采用此模型反演的盐度误差优于0.5,在高风速条件下盐度反演误差可超过1。     

环境参数对L波段盐度计观测亮温的影响研究

星载海洋盐度计依据海表面盐度在微波波段的辐射特性,通过构建海面微波辐射探测器,利用海面辐射亮温、海表面粗糙度以及海面温度等信息反演得到海表面盐度,是实现全球海洋盐度观测的有效手段。构建合理的星载L波段盐度计辐射传输正演模型是准确定量反演海表盐度的基础,卫星盐度计观测亮温不仅与卫星固有参数有关,还与海洋、大气及空间因素密切相关。为了研究外界环境因素(海表盐度、温度、海面风场、海面气压、海表气温、大气水汽含量、降雨以及法拉第旋转角等)对盐度计观测亮温的影响,文中基于L波段盐度计辐射传输正演模型以及MPM93大气毫米波传播模型,通过敏感性分析,研究星载盐度计在不同环境条件下的参数敏感性,为减小外界因素对海表盐度反演精度的不利影响提供理论依据。     

L波段海水介电模型构建与误差分析

基于实验室测量数据,构建了盐度和温度多项式形式的L波段海水介电模型,并采用最小二乘法和奇异值分解技术求解模型系数。将新模型与目前广泛使用的Klein-Swift(KS)模型、Meissner-Wentz(MW)模型以及George Washington University(GWU)模型进行比较。结果表明：新模型计算的海水介电常数与实验室测量数据的RMSE误差为0.09（实部）和0.25（虚部）,均优于KS、MW、GWU模型。     

未饱和砂土含水量GPR反射波法检测研究

未饱和砂土含水量变化会引起介电性质改变,影响土体中电磁波传播速度。利用GPR反射波法测得土体电磁波速后,基于正确的土体介电常数模型可求得含水量,这一过程具有快速、连续、无损特点。为实现目标,以不同粒径组成的3组典型砂土为样品,利用探地雷达反射波法测定其介电常数,研究影响土样介电常数的关键因素和遵循的介电常数模型,讨论基于介电理论的土体含水量求取方法。研究表明粒径级配差异不会引起砂土介电常数较大变化;含水量是决定其介电常数的关键因素,两者关系可采用拟合的Topp或Alharathi型公式表示;砂土介电常数遵循Looyenga混合介电常数模型。研究成果在土方路基含水量连续检测中得到有效应用。     

舟山朱家尖岛附近海区海水介电常数与海面发射率的初步研究

应用舟山朱家尖岛附近海区的海水样品,研究了L波段上海水介电常数随着盐度变化的规律,探讨了该海区的海面微波发射率和亮度温度的关系,并估算了测量误差,其结果对微波遥感盐度具有一定的参考价值。     

测量海水微波复介电常数的新方法

我们用相对电导比法对现场采集的海水盐度进行精密测量,所得盐度值能与UNESCO(联合国教科文组织)标准统一。在圆腔H_(011)模式中通过微扰法测量了不同盐度海水的复介电常数,获得微波x波段(9370兆赫)海水的复介电常数与其盐度之间的关系。为了减小误差,提高精度,测量时对文献报导的方法做了若干改进,并已构成独立的方法。     

微波辐射计遥感海水盐度的水池实验研究

通过水池实验研究了L波段微波辐射和盐度的关系,并进行了盐度的反演计算。实验中,先向水池内加入天然海水,然后通过向水池中添加自来水的方式调节降低池内水体的盐度,使盐度从31.67逐步降低到27.48。在此期间,利用微波辐射计观测池内水体的L波段H极化和V极化辐射值以及S波段V极化辐射值,利用CTD观测池内水体的温度和盐度。L波段微波辐射值和根据辐射理论计算出的亮温值具有很好的线性关系。利用最大和最小的2个盐度下的微波辐射值和由辐射理论计算的亮温得到定标公式,将观测的辐射值换算为亮温。最后利用半解析的反演算法反演盐度。本次实验的反演最大误差为2.1,均方差为0.3。     

基于微波遥感技术海面盐度反演方法

海面盐度(sea surface salinity,SSS)是研究海洋变化及其气候效应重要的物理量,对海洋生态环境、海洋可持续发展至关重要.为了提高海面盐度反演精度,本文通过对SMAP卫星L波段微波辐射计测量的亮温数据进行海面盐度反演研究,考虑风、浪等影响海面粗糙度的环境因子对Klein-Shift模型(简称K-S模型...     

基于SMOS卫星数据的海表面盐度模型

海表面盐度是研究海洋对全球气候影响以及大洋环流的重要参量之一,而卫星遥感技术是获取海表面盐度数据的最有效方法.目前,L波段的SMOS和Aquarius/SAC-D遥感卫星正在用于探测海表面盐度,并根据卫星观测数据和物理机制反演出海表面盐度的产品.但在某些近陆地区域,由于淡水流入及陆地射频(RFI)等因素影响,卫星反演盐度的产品精度较低.文中利用“东方红2号”科学考察船的实测数据、SMOS卫星数据,首次针对中国南海海域提出了用贝叶斯网络模型计算海表面盐度,并用验证数据集(实测Argo盐度)对模型进行适应性评估.经过计算,模型误差和验证误差分别为0.47 psu和0.45 psu,而相应的SMOS Level 2产品的精度分别为1.90 psu和1.82 psu.此模型为海表面盐度的计算提供了一个新方法.     

基于Argo浮标数据的星载微波辐射计Aquarius数据产品质量评估

Aquarius是专门用于海洋盐度监测的L波段辐射计,于2011年6月发射入轨,目前已进入业务化运行阶段。本文以太平洋为研究区域,利用Argo盐度现场数据对星载微波辐射计Aquarius的2012年2级数据产品质量进行了分析与讨论,结果表明:与Argo数据比较,Aquarius数据盐度存在0.1的负偏差,标准差约为0.7,升轨和降轨数据差异不明显;受亮温陆地污染和无线电射频干扰的影响,近岸海域反演误差较大;海面温度较高的低纬海域反演结果优于中纬度海域;受亮温敏感性及粗糙海面发射率模型的影响,Aquarius在低温水域以及高风速条件下盐度反演误差较大,标准差可达1以上。     

利用微波遥感估算盐度

土壤水分的相互作用和释放出的了引起水的盐度。河、湖、水海洋和地表水，由于渗秀和和表面耗失而变化。我们通过数值计算的方法对代表河、湖和海洋水特征的各种模的微波呼应进行了分析，研究了用微波遥感估算盐度的可行性。结果表明微波遥感响应特性对盐度和水表温度的依赖关系，研究结果地微波传感器参数的选择以及在微波遥感数据锻算盐度方面是有用的。     

海水表面张力的研究

用最大泡压法测定大洋海水及其被纯水稀释的海水温度在１５－３５℃，盐度５－３５的表面张力，所得数据经计算机统计处理得出海水表面张力同温度和盐度之间的经验公式：σｓｔ＝７５．５９＋０．０２１３５２ｓ－０．１３４７６ｔ－０．０００２９５２９ｓｔ在分别恒定盐度、温度度时，海水表面张力与温度、盐度有很的线性关系；其温度系数和盐度系数均非常数，温度系数随盐度增加绝对值增大，而其盐度系数随温度升高而变小。     

各向异性海面全极化微波双站散射的仿真与分析

为了解各向异性随机粗糙海面的微波双站散射机制及其特性，本文利用解析近似的积分方程模型以及一种改进的半经验海浪谱模型实现了对各向异性随机粗糙海面的全极化微波散射仿真模拟，并与卫星观测数据、经验的地球物理模式函数及已有的解析近似散射模型仿真结果进行了对比，验证了仿真结果的可行性和准确性。利用该模型分析了入射波频率、入射角、极化方式、海面风速及风向等参数对各向异性海面双站散射的影响。模拟结果表明，在不同的入射角、散射角及方位角等观测几何条件下，海面不同波段的双站散射表现出不同的空间散射特性，且对风速、风向等海面动力学参数表现出不同的敏感性，以L波段为例，海面向后半球双站散射在各个极化方式下都对风速较为敏感，而在同极化方式下，其对风向的响应在中低风速和高风速条件下相反，整体而言，低风速下海面双站散射对风向更为敏感。这表明对于海面动力参数的反演，双站散射可以提供比传统单站雷达后向散射更丰富的物理信息。本文探讨了各向异性海面微波双站散射特性，为基于主动式及分布式微波传感器的海洋动力参数遥感反演提供了理论分析基础。     

庆良间水道的水交换对东海黑潮水团特性的影响

庆良间水道水交换对其上下游东海黑潮的流量和水团特性的变异都起到了非常重要的作用,本文通过将历史观测的WOD资料插值为1/8°×1/8°的网格化数据,估算了庆良间水道的地转流通量特征,然后结合Argo浮标数据讨论了庆良间水道的水交换对东海黑潮水团特性的影响,研究结果表明:(1)西太平洋通过庆良间水道流入东海冲绳海槽主要发生在水道的次表层,并且次表层的入侵可能跟庆良间水道东部的琉球流有关;(2)庆良间水道上下游黑潮的水团特性由于受到来自庆良间水道的动力混合作用导致其存在差异。黑潮次表层高盐水到达冲绳附近之后盐度略微增加,深度略微变浅,然而黑潮中层低盐水的盐度显著减小,深度明显加深;(3)庆良间水道上下游东海黑潮的次表层高盐水和中层低盐水其盐度的季节变化规律不一致。次表层高盐水盐度的季节变化可能同时受到庆良间水道的流量和表层淡水通量的影响,在冬季最强,夏季最弱,然而中层低盐水盐度的季节变化主要受庆良间水道流量的影响,在秋季最强,夏季最弱。     

温度升高时盐溶液的高频复介电常数

测量了频率为1．1GHz时盐溶液的复介电常数,测量时使盐溶液的温度逐渐升高直到80℃,盐度值为1～5。先在矩形波导中测量,测量电磁波在波导中的传播相速度和衰减,并计算介电常数的实部和虚部。还在平行板经向波导中测量了受热盐溶液的复介电常数,两种测量数据十分一致。介绍了测量技术的细节和数据,发现在20～40℃时,由经验公式测算的高频电导率和复介电常数同实测数据一致,而在温度大于40℃时,测得的电导率和复介电常数都比经验数据高。     

航空微波遥感观测海水表层盐度的研究进展

盐度是海水的基本特征之一。在开敞海和海岸带进行长期的盐度测量具有重要的意义。利用航空微波技术观测海水盐度的研究始于20世纪60年代末，经过20多年的不断探索，近10年来这一技术研究有了较大的进展。将被动式微波辐射计装在小型飞机上对海水表层盐度进行观测，可以获得同步、快速和大面积的海水表层盐度。目前，已有多种微波辐射计在不同国家和地区的河口海湾和海洋得到使用，如ESTAR、SI，FMR、STARRS、PALS和PLMR。使用航空遥感辐射计对海水进行观测，目前，校正后的盐度当分辨率为1km。时数据准确度和精度都可以达到1psu。利用最新研发的双偏光微波航空遥感技术有望使校正后的盐度数值精度和准确度控制在1psu以内。     

海岸带土壤微波遥感初探

本文介绍了应用1.43GHz微波测量系统——微波介电常数测量系统和微波辐射计系统对构成海岸带各种类型的土壤在不同含水量情况下的微波介电常数和微波辐射量进行了测量。根据土壤介电常数及相应的微波发射率,推算出亮度温度值,并给出了数学模式。研究表明,所得结果与实际情况基本吻合。这将为微波遥感海岸带土壤湿度及其分类提供实验依据。     

2004 年夏初、秋末长江口外海区冲淡水及羽状锋的盐度特征

用国家海洋局东海环境监测中心2004年夏初（6月）和秋末（11月）对长江口外海区现场观测资料，用Matlab计算机编程语言对观测资料进行质量控制、插值网格化，绘制研究海区盐度立体分布图，显示夏初、秋末两季的盐度分布特征。将2004年夏、秋两季长江口外海区冲淡水和羽状锋的分布与以往观测研究结果对比，可得：（1）长江口外海区冲淡水的盐度值主要在5—31之间，冲淡水前缘盐度锋面的盐度值为18—28；盐度值20—28的盐度锋面基本体现该海区羽状锋的特征及变化。（2）夏初长江口外海区冲淡水范围明显大于秋末，夏初该海区以冲淡水为主，秋末冲淡水的范围收缩，紧贴沿岸一带。相应地，夏初该海区羽状锋呈倾斜锋面，占据较大的海区；秋末则为垂直锋面，介于122．50°E-122．70°E海区。     

杭州湾南部主水道内温度、盐度、潮流的变化特征

本文基于船载及锚定ADCP、CTD观测,获得了大、小潮时的温度、盐度、浊度、潮位、流速等观测数据,研究杭州湾南部的一个主要弯曲航道——螺头水道内的潮流动力学特性。螺头水道水深超过100 m、最大潮差大于2.5 m。涨潮时,强潮流速出现在水道北岸,落潮时,强潮流速出现在水道南岸,最大流速值分别为约2 m/s和1.8 m/s。受压强梯度、密度梯度、科氏力和离心力影响,涨落潮过渡时在水道的横断面产生较为明显的环流。夏季存在较弱的层化现象,深水处受环流的影响,盐度、温度的混合较强。锚定观测数据表明,温度、盐度的变化频率与潮流的变化频率相似,但存在高于M2分潮频率的谱峰值。因此,笔者认为潮流与横向环流的相互作用,可能导致更高频率的盐度和温度变化。