海冰卫星遥感资料微机处理系统的改进与应用

本文利用我台１９９１年引进的“极轨气象卫星数字信号实时采集和处理的微机系统”，根据海冰预报业务工作的需要对卫星遥感资料微机处理系统进行了开发和改进。为实现渤海及黄海北部海冰冰情实况速报业务及海冰数值预报提供了重要的基础资料     

卫星遥感信号微机实时接收与处理系统和它的应用

本文首先介绍 NOAA 极轨气象卫星和 GMS 静止气象卫星的地面接收设备,重点说明微机实时接收处理系统的构成和特点:1)与接收机联结的接口板是双星共用的(GMS 和 NOAA 卫星共用),用不同软件接收不同卫星的信号。2)系统配备了小型,13.3cm(5.25时),全高,高速,10Mbit/s,大容量310M 字节,硬盘。3)信号采集和显示过程是实时的。4)采集的信号分别是 NOAA 星的全 HRPT 数字信号和 GMS 星的展宽数字信号,S-VISSR。5)具备通用图象处理能力。6)系统是业务化的,自1988.9.15.投入准业务运行以来,一运行是可靠的。7)系统应用兼顾定量的数值处理和定性的图象处理两部分,定量部分精度为:地理定位精度小于5km(未经地面校正),海面温度测量小于1℃。然后介绍卫星遥感资料的处理,应用,效益等方面,例如:东,黄海渔场海温速报,为中央电视台提供海冰实况和预报分析录象等,最后叙述对将来发展的设想。     

渤海海冰卫星遥感监测业务系统

本文介绍了我们在微机图象处理系统上开发的海冰卫星遥感监测业务系统以及海冰多数提取的方法。核系统的功能包括卫星数字信号的实时采集、预处理、图象处理、定量数值处理以及形成多种形式的海冰遥感产品。三年来系统运行正常,获得了系统的海冰遥感资料,在海冰业务预报和数值预报试验中发挥了作用。     

卫星遥感海冰监测技术研究课题通过验收

国家海洋高新技术项目《卫星遥感海冰监测技术研究》课题于２０００年１２月８日通过验收。在多源海冰遥感信息获取、复合分析研究、海冰数值模式与遥感资料结合等方面均取得可喜成果，建立完善了实时接收ＮＯＡＡ／ＧＭＳ微机接收处理及海冰参数分析、雷达卫星／ＳｅａＷｉＦｓ数据显示处理分析、海冰数值预报软件包及海冰数据与图像库。该课题是在国家海洋环境预报中心刘建强研究员主持下完成的。卫星遥感海冰监测技术研究课题通过验收@刘纪元     

东山岛外海表层水温的亚潮频波动初步研究

本研究通过对东山岛外海浮标观测的表层水温(SST)数据进行分析,发现2016、2017年夏季东山岛外海表层水温均存在周期为5~8 d的亚潮频波动信号,最大振幅分别为3.1 ℃和2.1 ℃。结合卫星遥感SST数据以及风场数据,采用小波分析、交叉小波分析等方法对该现象进行研究分析,结果表明：2016年夏季表层水温中出现的亚潮频波动信号源自短波辐射,表层水温变化滞后短波辐射1天左右;2017年夏季的亚潮频波动源自沿岸风应力,表层水温变化滞后沿岸风应力2天左右。2016年和2017年表层水温出现的亚潮频波动均与台风有关,但信号的来源出现差异是因为2017年台风过境引起了较强的沿岸风松弛现象,在沿岸风中出现了亚潮频波动信号,沿岸风影响上升流变化,进而引起表层水温的变化;2016年由于台风过境引起的沿岸风松弛现象较弱,沿岸风中并未出现亚潮频波动信号,而表层水温中的亚潮频波动信号源自短波辐射,这可能与台风引起局地天气系统的变化有关。     

极地科学考察中海冰监测和预报的研究应用

本文简单介绍了国家海洋环境预报中心在极地海冰监测和预报研究应用领域开展工作的背景、内容和成果.从卫星遥感监测海冰的方法;卫星接收和图像处理方法;卫星微波资料的处理方法;海冰变化规律及其长期变化的理论方法和长期实时预报的方法四个方面进行了阐述,并叙述了今后工作的方向.     

渔场航空测温速报系统

本文对1986～1988年在东海实施的航空测温速报和卫星(含航空)遥感海面温度速报系统作了较为完整的介绍,并着重阐述了航空测温速报具有快速、大面积、准同步、资料精度高、短时距服务等7个主要特点。文中还对该系统的建设和发展提出了可行性建议。     

MODIS数据在海冰遥感中的应用

MODIS数据作为中国可见光遥感的重要数据源之一,目前已经在许多领域获得了重要应用.国家卫星海洋应用中心从2000年开始接收处理MODIS数据,并同时为海冰预报提供海冰遥感图像服务.本文利用MODIS卫星遥感的原始数据,通过对数据进行地理定位、辐射定标等处理,形成MODIS数据的一级产品,并利用海冰实验的实测数据和海冰光谱分析,对一级产品进行定量化处理,获得了海冰厚度、密集度和外缘线等海冰数值产品,逐步应用于海冰的预报服务.     

黄海水温垂直剖面的遥感反演与数值预报模型

基于黄海水温垂直剖面分层结构统计分析,建立了一个卫星遥感SST反演水温垂直剖面的参数化模式,以该模式反演数据作为一维数值预报模式的初值,同时用大气预报场资料作为预报模式的过程资料,发展了一个以卫星遥感资料作为主要输入量的黄海水温垂直剖面的数值预报模型.模型实现了利用卫星遥感资料反演预报黄海水温垂直剖面的目的,5 d时效的预报效果明显优于已往强温跃层数值预报模式.     

基于卫星遥感海温数据的南海SST预报误差订正

尝试利用卫星遥感高分辨率海表温度资料GHRSST (Group for High Resolution Sea Surface Temperature) 与海表温度(sea surface temperature, SST)数值预报产品之间的误差, 建立一种南海SST模式预报订正方法。首先, 利用南海的Argo浮标上层海温数据对GHRSST 海温数据进行验证, 结果表明两者之间均方根误差约为0.3℃, 相关系数为0.98, GHRSST 海温数据可用于南海业务化数值预报SST的订正。预报订正后的SST与Argo浮标海温数据相比, 24h、48h和72h的均方根误差均由0.8℃左右下降到0.5℃以内。与GHRSST 海温数据相比, 南海北部海域(110°E—121°E, 13°N—23°N)订正后的24h、48h和72h的SST预报空间误差均显著减小, 在冷空气影响南海期间或中尺度涡存在的过程中, SST预报订正效果也较为显著。因此, 该方法可考虑在南海业务化SST数值预报系统中应用。     

“东海、黄海海况速报及其中心渔场测报”已通过鉴定

我国科技人员已能应用遥感技术向渔业部门准确地速报东海、黄海海况及测报中心渔场位置。这项由国家海洋局第二海洋研究所承担的国家“七五”重点攻关项目中的“东海、黄海渔海况速报”成果,于1988年3月18日在杭州通过部级鉴定。国家海洋局第二海洋研究所的科技人员经过艰苦努力,于1987年11月至12月期间,在北京卫星气象中心接收美国NOAA卫星的AVHRR资料,经计算机处理,快速、准确地提取     

台湾海峡MODIS遥感SST的初步验证

海表层温度（SST）是一个决定海气相互作用以及生物栖息条件适宜性的海洋环境关键参数,可以通过卫星遥感手段获取,对检验锋面多发、水文条件复杂的近岸区域卫星遥感SST产品的真实性,具有重要意义．本文采用大型海洋环境多层监测浮标获取的SST数据对台湾海峡MODIS遥感SST产品进行检验．结果表明,MODIS遥感与实测SST数据具有很好的一致性,两者的均方根误差为0．5l℃,平均偏差为一0．02℃,平均绝对偏差为0．42℃,相关系数为0．988;MODIS遥感与实测SST数据之间可能存在季节性差异,均方根误差以夏季最大．     

东海冬季带鱼汛大面积航空测温试验

为提高东海近海渔场冬季带鱼汛的捕获和汛期现场测温服务效果,以及弥补在使用海洋断面调查数据和卫星红外图片分析中的不足,国家海洋局海洋环境预报中心和海洋技术研究所合作,在海军航空兵等单位的配合下,于1984年12月24日和29日使用国内自己研制的SWH1—1型航空红外测温仪、投掷测温仪浮标低温黑体和ZD—3型罗兰导航定位仪等配套设备,成功地进行了东海渔场大面积航空测温试验。所获数据具有快速、准确和同步性强的特点,航空红外测温仪测量精度为±0.5℃,分辨率为0.1℃,投掷浮标测温精度为±0.2℃,根据这些测量数据首次发布的东海近海渔场表层温度速报受到了用户欢迎,并取得了较好的效果。     

东海冬季带鱼汛大面积航空测温试验

为提高东海近海渔场冬季带鱼汛的捕获量和汛期现场测温服务效果,以及弥补在使用海洋断面调查数据和卫星红外图片分析中的不足,国家海洋局海洋环境预报中心和海洋技术研究所合作,于1984年12月24日和29日使用国内自己研制的HWL-1型航空红外测温仪、投掷测温浮标、低温黑体和ZD—3型罗兰导航定位仪等配套设备,成功地进行了东海渔场大面积航空测温试验。所获数据具有快速、准确和同步性强的特点。航空红外测温仪测量精度为±0.5℃,分辨率为0.1℃,投掷浮标测量精度为±0.2℃,根据这些测量数据首次发布的东海近海渔场表层温度速报受到了用户欢迎,并取得了较好的效果。     

基于遥感数据的温度剖面预报研究

为了提高温度剖面的预报精度,提出了一种基于遥感数据的温度剖面预报方法.文中使用27个实测温度剖面和遥感SST、SSHA数据实现了对温度剖面的预报,并用该点的ARGO数据进行了检验.实验结果表明,将遥感数据同化到温度剖面的预报中是可行的,并能有效的提高温度剖面的预报精度.     

东海表层多年平均水温的奇异矢量分析和水系划分

在海洋学和气象学的研究中,海洋表层水温是最重要而又易于观测的基本参数之一,对其观数据进行收集、整理和分析研究,向为海洋和气象业务部门所重视。就东海来说,日本气象厅长崎海洋气象台自1953年以来即已系统收集该海区的表层水温观测资料,逐旬发布《东海表层水温旬报》。并先后出版了三卷详尽的资料汇编:《东海逐旬表层水温五年报(1953-1957)》,《东海及黄海逐旬表面水温十年报(1953-1962)》,《东海表层水温二十年报(1953-1972)》。 现有关于东海表层水系配置以及与之有关的海流系统和海况变动等方面的知识,大多是通过这些资料的分析研究而得到的。其中,特别应该提到的是日本学者菊池繁雄(1959)、小泉政美(1964)和佐原勉(1974,1975)的工作。他们分别依据上列三项资料,对东海表层水温旬报中的一百多个测站的水温季节変化作了常规统计分析,并在些分析基础上定性地勾划出东海表层水系配置和海流系统的大致轮廓。这些研究成果迄今仍是讨论东海水文特征的重要依据。 然而,上述三位作者提出的东海表层水系划分方案,尽管大体相同,但在测站类别的划分或合并以及代表站的选择等具体问题上却有颇大的出入，如表1及图1所示。在我们看来,这三种基于表层水温季节变化统计特征而提出的水系划分方案之所以有如此显著的差别,其原因主要不在于资料的年限不一,而是在于缺乏客观的分类判据。迄今为止,在海洋水文特征的分析研究中,水系(或水团)划分判据的选择是一件相当主观的事情。一般都是根据分析者的经验和直观判断来作出选择。表1列举的三位作者所依据的统计特征,除菊池繁雄(1959)采用的水温年变化调和常数以外,大多并不提供独立的信息,因而未能充分揭示各测站表层水温季节变化之间错综复杂的关系。况且,这三位作者在具体分析各测站的各种统计特征的相似性或差异性时,并未给出客观的判据,而只是先验地从不同的角度对这些特征加以删简或强调,这就给测站的聚类和相应代表站的选择带来了不同程度的片面性,以致得到不同的聚类结果。 为了避免上述关于东海表层水系划分方案所蕴含的不确定性,我们试图采用数据矩阵的奇异值分解技术,对东海82个1°×1°(经、纬度)网格点的多年(1953-1972)旬平均表层水温季节距平数据矩阵进行正交分解,从而确定表征该海区表层水温时-空变异的前几对最具特征意义的奇异矢量,以之作为东海表层水系划分的一项客观依据。     

海洋二所推广863海洋遥感技术攻关科技成果

今年5月上旬以来，我国东海发生了多次赤潮，国家海洋局第二海洋研究所(海洋二所)海洋水色环境速报组根据接收到的太空卫星资料，经过对水温、水色等因子的分析，利用准实时监测技术得出发生赤潮的海域和面积并连续5次通过国家海洋局和国家遥感办往国务院信息办及有关部门发报，使有关部门及时得到了信息。 　　准实时赤潮监视系统是1998～2000年由海洋二所负责建立的，是国家863海洋遥感技术攻关的成果之一，利用该系统，在赤潮发生后3 h，即能迅速地监测到其发生的海域和面积等有关情况，目前，这项成果正逐步地进行推广。同时，这项成果还可应用在溢油和海洋污染等方面的监视上。 (陈荣发)     

获取海洋信息的一个有效途径

一、前言 海洋环境预报中心每时每刻都要接收来自海洋上的实时水文气象信息,然后再对这些信息进行加工处理,并利用多种数理统计方法和数值计算模式,做出海洋水文气象预报和速报。通过电视、广播以及无线传真、邮寄等多种形式,将这些预报和速报及时地传递到在海洋上活动的交通运输、石油开发、渔业生产等产业部门,供它们参考使用,从而产生明显的社会效益和经济效益。 不言而喻,发布海洋环境预报和速报的基础是来自海洋上的资料信息。对于预报部门来说,这种物质保证如同“粮食”和“水”一样重要。如果没有来自海洋上的资料信息,无论有多好的数学模式,也是无能为力的。另一方面,即使有资料信息,如果资料的信息少或者准确度不高,那么做出的预报也是难以准确的。因此采取多种途径,广泛获取准确的海洋信息是十分重要的。 二、渔船测报的必要性及其实施     

夏季东海渔场鲐鱼产量与海洋环境因子的关系

根据2002～2004年7～9月我国东海灯光围网渔业生产统计数据,结合卫星遥感获取的海表面温度(Sea surface temperature, SST)、叶绿素a浓度及海面高度数据(Sea surface height,SSH),分析鲐鱼渔场分布与其SST、叶绿素a浓度和SSH之间的关系.统计各月鲐鱼产量在SST、叶绿素a浓度上的频次分布,以确定各月中心渔场的最适SST和叶绿素a浓度范围,并对不同月份鲐鱼产量与SST和叶绿素a浓度关系进行分析和比较.利用Marine Explore4.0软件将每日鲐鱼产量和SSH图像进行空间展布,分析中心渔场形成与SSH分布的内在规律.研究结果显示,鲐鱼产量和当年SST成正比,东海SST的高低基本上决定了当年鲐鱼产量的高低,但并未发现叶绿素a浓度越高渔获产量也越高的规律,说明叶绿素a浓度并非鲐鱼渔场形成的最主要因素.夏季东海SST、叶绿素a浓度分布状况及其分布的季节变化决定了夏季东海鲐鱼作业渔场在东海南部和北部适宜SST、叶绿素a浓度不同的范围,但各年渔场SST以及叶绿素a浓度分布的总体趋势一致,鲐鱼产量集中分布在叶绿素a浓度较低、SST较高的东海南部渔场和叶绿素a浓度较高、SST较低的东海北部长江口渔场:7、8月鲐鱼中心渔场分布在东海南部海域,最适SST分别为27～29 ℃和28～30 ℃,最适叶绿素a浓度均为0.10～0.30 mg/m3;9月东海南部渔场最适SST为27～28 ℃,最适叶绿素a浓度为0.10～0.30 mg/m3,东海北部渔场最适SST为26～27 ℃,最适叶绿素a浓度为1.00～3.00 mg/m3.鲐鱼渔场和SSH之间有很好的匹配关系,中心鱼场通常位于SSH极大值和极小值交汇的海域、并靠近极大值海域一侧,即出现在冷水团和暖水团交汇区靠近暖水团一侧.研究表明,渔场最适SST和叶绿素a浓度以及SSH作为确定潜在中心渔场的指标各具优势,将三者结合、综合分析,预报潜在渔场的位置更为可靠.     

静止卫星数字云图接收处理业务系统

本文介绍了静止卫星数字云图特点，接收处理硬件系统及开发的运行软件。该业务系统提供了准确清晰的高质量图象，提高了预报时效。