利用Landsat TM6数据反演大亚湾海水表层温度

基于Landsat TM6数据,采用覃志豪单窗算法(MW)、Jiménez-Mu(n)oz单通道算法(SC)和Weng算法计算了大亚湾海域的海表温度(Sea Surface Temperature,SST),分析比较了3种算法反演的海温空间分布特征,并选取12个样本点与实测数据进行了比较.结果表明:3种算法反演的海温分布特征基本一致,在3幅海温图像上可以清晰地观察到大亚湾核电站的热废水扩散特征;反演温度与实测温度的差值平均值分别为-2.21℃、0.19℃和-4.68℃,以SC算法误差最小.     

一种顾及异常区域的海温多尺度分区方法

空间聚类分析是空间数据挖掘的主要方法之一,旨在发现海量数据中潜在的空间分布模式和异常特征。此处采用空间聚类分析和多尺度分析相结合的策略对海温进行多尺度气候分区。首先,针对气候时间序列特征和异常区域特征,提出一种顾及异常区域的多尺度分区方法;进而,分别采用传统方法和新方法对海温进行多尺度气候分区,通过比较分析发现新方法更优越;最后,利用气候指数对分区结果进行验证,说明新方法是有效的。     

FY-3C微波成像仪海面温度产品算法及精度检验

海洋表面温度(SST)是海洋学和气候学一个十分重要的物理因子,而卫星被动微波遥感能够穿透云层,实现全天候、大范围观测,因此利用中国FY-3C微波成像仪(MWRI)反演SST具有重要意义。FY-3C MWRI SST产品采用统计算法,首先利用MWRI降水和海冰产品剔除含降水和海冰的像元,之后选择时空间隔0.2 h和0.2°离海岸100 km以外的FY-3C MWRI观测亮温与浮标观测值进行匹配,再将全球在空间上分为4个纬度带,时间上分为12个月,并分升轨和降轨,分别建立浮标海温观测结果和MWRI亮温之间的统计关系,实现对SST的估算。将|估算海温-30年月平均海温|≥2.5 K的像元标识为51,发现这些像元基本分布在陆地边缘地区及大风速地区,剔除标识为51的像元后的精度验证结果表明:与全球浮标资料相比,FY-3C MWRI SST轨道产品升轨精度为–0.02±1.22 K,降轨精度为–0.15±1.28 K;与全球分析场日平均海温OISST相比,FY-3C MWRI SST日产品升轨精度为0.00±1.03 K,降轨精度为–0.09±1.08 K。微波辐射计的性能及其定位定标精度、上游卫星产品(降水检测和海冰检测)的精度、陆地的干扰及高风速对微波信号的影响均会造成SST估算误差,如何改进算法中风速大于12 m/s时的估算精度是下一步的工作重点。     

全球海表温度变化特征分析

使用一维连续小波变换方法,分析了1880～2011年全球海洋表面温度平均异常时间序列的变化特征;探讨了全球以及半球在不同时间尺度上的变化、突变点以及一致性;清晰地获得了海温在不同时间层次上的分布和冷暖交替情况。另外,在大尺度上全球海洋表面温度有80 a和40 a附近的2个年代际周期,在中尺度上存在一个12 a和一个19 a的周期,在小尺度上存在一个4～6 a的主周期。     

Landsat8和HJ-1B海面温度监测可靠性和一致性研究

根据2013-11-15过境的Landsat8 TIRS和HJ-1B IRS热红外遥感数据,分别采用辐射传输方程法和单窗算法对田湾核电基地附近海域温度分布情况进行遥感监测,利用海面实测的数据验证监测结果的可靠性,并分析了监测结果的一致性。结果表明,Landsat8 TIRS和HJ-1B IRS的海面温度监测结果是可靠的,海面温度范围在数值和空间分布上具有较高一致性。因此,将Landsat8与HJ-1B相互补充,在海温监测方面具有较大的应用前景。     

GIS在风暴潮灾害预报中的应用

对风暴潮多源数据(流场、水位、海温、波浪、风场等预报要素)的可视化进行了研究。针对动力场数据(流场、波向、风场等)数据量大,密集程度高,若不根据其要素特点进行处理则显示效果差、效率低的问题,设计了均匀离散算法,横向上对显示要素添加显示范围控制,纵向上对显示要素添加比例标定控制,实现了海洋动力场数据在不同比例尺下的无级缩放。由于风暴潮数据多为长时间序列数据,为了能更好地反映风暴潮随时间的变化趋势,设计了多种不同方案,分别从不同角度实现了预报要素在一定时间序列范围内的动态可视化表达。     

海洋一号卫星水色水温扫描仪红外信息获取

对海温分布与变化的探测是海洋一号卫星主载荷水色水温扫描仪（简称水色仪，COCTS）的主要任务之一。考虑到对海冰和海洋上空台风等气象要素的同时探测，实际水温探测通道的动态范围要求涵盖200—320 K的温度区间。由于某些洋面区域微弱温度的变化将会导致严重天气灾害的发生，因此海温探测通道还需满足探测灵敏度与定量化的精度要求。本文旨在依据技术指标要求，设计水色仪红外通道的信息获取电路，包括对探测器微弱信号进行放大的前置放大电路，消除基础电平以提高动态范围的交流放大器，以及实现信号的直流恢复与动态范围调整的通道放大电路。基于对所使用的光导型红外探测器工作机理的研究，结合水色仪的系统组成与特性，为确保同时满足高动态范围与高灵敏度这一对相互矛盾的指标要求，通过理论分析计算、电路仿真等方法，确定各级放大电路的形式及参数。在真空环境模拟实验室对水色仪的系统性能进行测定，以验证信息获取电路设计的合理性。在实验室进行的红外辐射定标结果表明和在轨测试结果均表明，水色仪两个红外通道的动态范围和噪声等效温差（NETD）均能较好的满足技术指标要求。红外通道能够实时跟踪星上黑体信号随时间与周围环境的变化，可据此来对红外通道的定标系数进行即时修正，从而达到预期的在轨实时辐射定标的目的，为定量化反演海温奠定了基础，并能获取且制作出高质量的全球海温产品。     

岸线变迁对田湾核电站温排水影响遥感调查

以田湾核电站周边海域为主要研究对象,选取2组同一潮态下、不同时相的Landsat8数据,研究田湾核电站周边岸线变化及温排水热影响现象,综合分析核电站周边岸线变迁对附近海域水温分布与变化的影响。结果表明,田湾核电站周边海域岸线变化显著,岸线变迁影响温排水水域流场分布,对核电站温排水区域造成影响。遥感技术能够监测出核电站周边岸线变迁情况及其对温排水的影响情况,关注周边岸线变化情况对于核电站周边海域海温监测工作具有积极意义。     

基于CBERS-04星田湾核电温排水遥感监测研究

选取2016-02-08的CBERS-04热红外数据,采用普适性单通道温度反演算法对田湾核电站附近海域的海水温度进行反演。将CBERS-04星反演结果与同时过境的MODIS温度反演结果及相似条件下的Landsat-8和HJ-1B温度反演结果进行对比分析。依据温度反演结果,分析了海温空间分布特征,探讨核电站对周围海域海水温度的影响。研究结果表明,CBERS-04星热红外数据与同时过境的MODIS数据反演得到的海表温度空间分布一致,线性相关性显著;MODIS数据因空间分辨率小,无法对核电周边海域进行有效监测;CBERS-04星可监测核电周边9个级别的热影响区,与相似潮汐状态和气象条件下的Landsat-8和HJ-1B具有相似的热影响级别、规模和空间分布特征,满足核电温排水的监测需求。     

中国东海叶绿素浓度变化分析及其海水温度响应

海洋叶绿素浓度时空格局分析及与海水温度的响应研究对于海洋资源的开发和保护及赤潮的预防具有重要意义。本文基于2004—2018年东海叶绿素浓度和海水温度数据运用趋势分析及ArcGIS10.2软件,对东海叶绿素浓度作了时空分析研究,并结合海水温度进行了回归分析,以探究叶绿素对海水温度变化的响应机制。结果表明：①东海叶绿素浓度在2004—2018年间没有明显的年际变化特征。年内则随时间上下波动,冬季为波峰,夏季为波谷。离海岸带越近,叶绿素浓度越高。②东海海域海水温度在年际尺度上呈波动式起伏变化。在季节尺度上夏秋两季温度较高,春季次之,冬季最低。从沿海到外海海域海温逐渐升高。③就空间相关性而言,东海海域叶绿素浓度与海水温度整体呈负相关,在不同海域相关程度不同。长江口和外海区域叶绿素浓度与海水温度具有很强的相关性;在沿海区域,由于受到城市环境、经济发展及人类生产生活的影响,海水温度与叶绿素浓度的相关性不明显。     

海面温度异常时间序列的谱分析

利用了傅里叶功率谱和小波功率谱分析方法,分析了太平洋中、东部地区海面温度异常时间序列的时频特征,发现了海面温度异常信号具有2~6年左右的周期特征。     

黄河三角洲Sentinel-3高精度时空连续海陆表面温度反演

海陆表面温度是理解全球变化与人类活动的关键参数。针对已有温度反演产品海陆边界时空不连续的问题,本文采用Sentinel-3海陆表面温度辐射计(SLSTR)光学与热红外影像,通过植被指数阈值法逐像元计算陆表与海表发射率,基于分裂窗算法反演得到黄河三角洲陆海表面时空连续温度产品。结合地面温度观测和欧洲中期天气预报中心提供的全球中等分辨率数值大气再分析产品,验证了本文陆海温度产品(均方根误差优于1.1K)反演精度高于现有公开的全球产品,可为全球时空连续温度产品反演提供参考。     

MODIS数据的海洋表面温度反演

以黄海及东海海域为对象,研究用MODIS数据提取我国海域海洋表面温度的方法,建立了适合于我国海域的MODIS海洋表面温度遥感实用模式。研究表明,此算法的反演精度比较高,用这种模式计算的海面温度可较真实地反映海洋表面温度分布状况。由于同一天可以获取同一地区的上午和下午两景MODIS数据,因此MODIS数据在探测海洋现象方面具有独特的优势。     

View on Bay of Bengal upwelling area on the basis of 19-years of satellite sea surface temperature

Abstract

The seasonal and interannual variation of upwelling along the east coast of India between 6°N and 22°N was studied for the period 1985–2003 using NOAA–AVHRR sea surface temperature data. The seasonal migration of pronounced upwelling, which follows the seasonal shift of the winds in transition period and northeast monsoon, was confined. The temporal mean sea surface temperature images clearly show the upwelling season, as does the seasonal sea surface temperature anomaly. These dominant features of the upwelling system are also the most variable, with most of the variance being explained by the seasonal cycle. Quasi-cyclic behaviour of sea surface temperature on interannual scales has also been observed.     

利用卫星测高资料推求西北太平洋海域的海洋大地水准面

本文根据卫星测高数据和海面动力地形资料，绘制了不相上下北太平洋海域局部大地水准面的精细结构图，对解决卫星测高技术中大地水准面积和海面地形的可分性问题作了初步尝试。     

COMMENTS ON PROF. SALISHCHEV'S PAPER

The results of measurements of sea surface temperature (SST) in a large hydrological test area are discussed. Data recorded by the AVHRR radiometer, an instrument for measuring surface temperature towed by a scientific research ship, an STD sounder, and two LOBAN-TM drifting buoys are used. Data measurement and processing methods are described. Maps of the spatial distributions of sea surface temperature are compared. Accuracy in retrieving the sea surface temperature field from satellite data is evaluated.     

NASA MODIS海冰产品评价分析——以辽东湾海冰监测为例

NASA开发的MODIS海冰产品可提供全球范围的海冰分布和冰表温度信息,但将其直接用于局地和区域海冰监测时,其精度还有待进一步验证.以辽东湾冬季海冰监测为例,对MODIS海冰产品进行了分析,发现该产品将区域内绝大部分海冰标识为云.根据NASA的海冰算法,利用反射率和冰表温度(Ice Surface Temperatur...     

最优插值全球海表温度数据格式分析及显示方法

介绍了最优插值全球海表温度数据;分析了NetCDF的特点,实现了利用ArcGIS和Matlab读取并显示NetCDF海表温度数据的方法。     

SSM/I极地亮温资料中的4个月振荡现象

SSM/I仪器采用圆锥扫描方式,避免了AMSU-A等跨轨迹横扫仪器观测资料中存在的临边效应,其观测资料更加适用于空间特征分析。因此,利用1998年—2008年SSM/I仪器极地观测亮温资料,经谱分析、小波分析以及经验正交函数(EOF)分析,验证了南、北极地区的4个月振荡(后简称FMO)现象,揭示了南、北极地区FMO现象的时空分布特征。结果显示:(1)SSM/I 19V/H,37V/H通道在南、北极的亮温观测中有显著的FMO现象,北极亮温值FMO峰值出现在3月、7月和11月上旬,南极FMO峰值出现在4月、8月和12月中旬;(2)北极的FMO增强年为1999年、2002年和2006年;南极为1998年、2001年、2005年和2008年;(3)从12月到次年5月,当海冰面积基本不变时,亮温值随表面温度变化而变化;6到10月,表面温度基本不变时,亮温值随海冰面积变化而变化。当海冰FMO和表面温度FMO均位于相对较大值时,亮温的FMO达到峰值;当海冰FMO和温度FMO都相对较小时,则亮温的FMO到达谷值,其中海冰的影响较大;(4)北极大部分地区呈现同位相的FMO现象;南极不同区域间有显著差异:威德尔海(Weddell Sea,20°W—60°W,60°S—75°S)与拉扎列夫海域(Lazarev sea,20°W—30°E,60°S—70°S)FMO位相相反;90°W到180°W的绕极海域内60°S到70°S纬度带与70°S到80°S纬度带的FMO位相相反。综上,SSM/I对极地的观测亮温中有显著的FMO现象,其振荡强度存在年际变化。地表亮温的FMO主要受到表面温度变化和海冰凝结融化过程的共同作用。在空间特征上,北极大部分地区呈现同位相的FMO现象;南极不同区域间有显著差异。     

基于多源遥感数据的北极新冰提取及范围时序变化分析

本文利用多源遥感数据从不同空间尺度对2004年至2012年间北极地区新冰进行了提取并对其范围变化进行了分析。统计分析结果表明,北极海冰总体覆盖面积与北极近地表气温的变化呈反比;新冰覆盖面积的变化与海冰总面积的变化相比较缓慢;北极各个区域新冰覆盖范围的变化与各区域近地表温度的变化有较大的关联。