SST Availabilities of Satellite Infrared and Microwave Measurements

To investigate the feasibility and methodology of new generation sea surface temperature (SST) maps that combine various satellite measurements, we have quantitatively evaluated SST availabilities of NOAA AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration, Advanced Very High Resolution Radiometer), GMS S-VISSR (Geostationary Meteorological Satellite, Stretched-Visible Infrared Spin Scan Radiometer) and TRMM MI (Tropical Rainfall Measuring Mission, Microwave Imager: TMI), during the one-year period from October 1999 to September 2000. The advantage of satellite microwave SST measurements is the ability to penetrate the clouds that contaminate satellite infrared measurements. Daily SST availabilities were calculated in the overlapping coverage from 20°N to 38°N and 120°E to 160°E. The annual-mean SST availabilities of AVHRR, S-VISSR and TMI are 48%, 56% and 78%, respectively. There are large seasonal variations in the availabilities of infrared measurements. The latitude-time plots of one-degree zonal mean SST availabilities of S-VISSR and TMI in the region from 38°S to 38°N and 80°E to 160°W show significant zonal variations, which are influenced by the atmospheric circulation such as the Subtropical High and the Intertropical Convergence Zone. The SST availabilities of S-VISSR and TMI in the five selected regions have large regional variations, ranging from 35% to 74% and 62% to 88% for S-VISSR and TMI, respectively. The present statistical analyses of SST availabilities in the infrared and microwave measurements indicate that 1) a daily cloud-free high-spatial resolution may be achieved by merging various SST measurements since their deficiencies compensate each other, and 2) nevertheless, it is necessary to take account of the seasonal and regional variations of SST availabilities of different satellite sensors for the development of merging technology. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

多源星载辐射计SST数据对比分析

基于2018年4种红外辐射计(MODIS-Aqua,MODIS-Terra,VIIRS和AVHRR)的SST数据和3种微波辐射计(GMI,WindSat和AMSR2)的SST数据,分析了7种星载辐射计SST数据的全球覆盖情况,利用Argo数据对7种辐射计SST数据进行了真实性检验,并开展了微波产品、红外产品和Argo的...     

HY-2B扫描微波辐射计海温产品在典型区域的精度验证和分析

“海洋二号B”卫星（HY-2B）于2018年10月25日发射,是我国第二颗海洋动力环境探测卫星,其上搭载有包括扫描微波辐射计（SMR）在内的多个载荷,海表面温度（SST）是SMR的主要产品之一。本文分别利用NOAA提供的iQuam实测海温数据、CORIOLIS卫星WINDSAT反演的海温遥感产品、NCEP模式海温数据,在两个典型区域,对2020年1月1日至2020年12月31日期间的HY-2B/SMR海温产品进行了验证,其中HY-2B/SMR与iQuam实测海温的Bias为0.004℃,RMSE为0.65℃左右,CORR高于0.95。通过进一步分析,由区域A的分析结果揭示出HY-2B/SMR海温产品精度随纬度变化的规律及其原因,同时,由区域B的分析结果揭示出陆地、岛礁以及RFI对海温总体反演精度的影响约为0.1℃。     

MODIS月平均海面温度在太平洋的检验与在南海的应用

使用由我国投放的位于太平洋海域的ARGO浮标表屡温度数据,对相应时相和海区的MODIS月平均海洋表面温度(SST)产品进行检验,验证结果表明,MODIS月平均SST产品的均方根误差为0.78℃,平均偏差为-0.37 ℃,二者的相关系数为0.994 5,因此,使用MODIS月平均SST数据对我国南海表层水温年变化规律进行...     

SST对黄海、渤海登陆热带气旋路径和强度的影响

利用中国气象局整编的1949~2003年的热带气旋资料和美国国家环境预报中心的海表温度(SST)最优插值资料,应用EOF分解和概率分析等方法,分析了黄海、渤海登陆热带气旋个例所处环境场中的海温的空间和时间分布规律,计算得到该类热带气旋在黄海、渤海区达到最大可能强度(MPI)的概率分布。结果显示,在黄海、渤海海区的较强的(>1℃)SST正距平中心和渤海北部海域的SST正距平区是黄海、渤海登陆TC出现北行路径必要条件。所有TC个例过程发生之前均有一个黄海、渤海关键区SST距平上升过程,只有30%的TC达到MPI一半,只有1%的TC可能达到MPI的4/5。     

西太平洋赤道附近海温与中国东南沿海台风关系的初步分析

本文对１９６０－１９９６年北太平洋月平均海表温度和中国东南沿海年台风资料的分析素材,初步揭示了两者之间联系。结果表明,西太平洋赤道附近海流区的海表温度不仅在同期具有高与台风多呈正相关关系。而且在前期存在关预测的先兆,特别是秋冬两季更加明显,具有较好的隔季相关关系。经建立预报方程,其趋势拟合率达８１．８％,试报３ａ,并准确率为６６．７％。     

热带东印度洋SST对气候变暖和变冷的响应

The response of the eastern tropical Indian Ocean(ETIO) to heat fluxes of equal amplitude but opposite sign is investigated using the Community Earth System Model(CESM). A significant positive asymmetry in sea surface temperature(SST) is found over the ETIO—the warming responses to the positive forcing exceeds the cooling to the negative forcing. A mixed layer heat budget analysis is carried out to identify the mechanisms responsible for the SST asymmetry. Results show that it is mainly ascribed to the ocean dynamical processes, including vertical advections and diffusion. The net surface heat flux, on the contrary, works to reduce the asymmetry through its shortwave radiation and latent heat flux components. The former is due to the nonlinear relationship between SST and cloud, while the latter is resulted mainly from Newtonian damping and air-sea stability effects. Changes in the SST skewness are also evaluated, with more enhanced negative SST skewness over the ETIO found for the cooling than heating scenarios due to the asymmetric thermocline-SST feedback.     

吕宋海峡Ekman输运和南海SST的相关性分析

在利用1950—2009年NCEP(National Center for Environmental Prediction)资料分析风场数据的基础上,计算吕宋海峡的Ekman输运,研究表明其存在显著的季节变化,除了夏季外,其它季节均为由太平洋向南海输运。分析吕宋海峡Ekman输运和南海海盆表征上层热力状况的海表面温度SST(Sea Surface Temperature)之间的关系发现:在年内时间尺度上,两者不存在显著的同期相关,Ekman输运对SST的影响开始于一个月之后,从北部向南扩展,第二个月最为明显,并扩展至整个海盆,第三个月开始衰减,第四个月影响消失,且相关性为正;在年际尺度上,吕宋海峡Ek-man输运的异常同南海SSTA(Sea Surface Temperature Abnormal)的第二模态存在显著的相关联系,并且吕宋海峡Ekman输运和南海SSTA的相关关系在北部为正,南部为负。吕宋海峡Ekman输运调制南海大尺度环流,通过暖、冷平流的作用影响南海SST的变化。     

珠江口近30a的SST变化特征分析

根据珠江口多个定点站近30a表层海水温度（SST）实测资料和气象站观测的气温资料，使用功率谱和小波分析方法，计算分析珠江口SST变化特点、上升趋势及其与El Nino／La Nino的响应关系．结果表明各月SST存在着1-2℃的海域差异，SST的年较差达10～11℃，SST的季节变化与全球气候变暖呈显著相关．1971-2003年SST呈显著上升趋势，其线性上升率为0．019～0．034℃／a，且珠江口外高于口内．El Nino／La Nino事件对珠江口SST变化的影响并非单一的对应关系．     

基于相似系数的海温中长期统计预报方法研究

海温是认知和研究大气、海洋物理性质和演变规律的重要海洋环境动力要素之一,也是海洋预报组成中不可或缺的组成部分,对海温的分布及演变规律进行研究对海洋经济、环保和国防安全具有重要的意义.本文提出了一种基于相似系数的海温统计预报方法,利用数理统计分析方法,构建基于相似系数的统计预报模型来实现海温的单点时间序列预报.在南海海域...     

CMIP5模式对中国近海海表温度的模拟及预估

基于观测和再分析资料;利用多种指标和方法评估了国际耦合模式比较计划（CMIP5）中21个模式对中国近海海温的月、季节和年际变化模拟能力。多模式集合能够再现气候平均意义下近海海温的空间分布特征;但量值上存在一定的低估。在渤海和黄海;集合平均与观测差别比较明显。在年际尺度上;与观测数据对比;模式模拟海温与Niño3指数相关性较小。中国近海海表面温度在1960-2002年有明显的升高趋势;从2003年开始增温趋缓。评估结果表明;ACCESS1.0、BCC-CSM1.1、HadGEM2-ES、IPSL-CM5A-MR、CMCC-CM、FGOALS-g2、CNRM-CM5-2、INMCM4八个模式对中国近海海温的变化有较好的模拟能力。利用ACCESS1.0、INMCM4、BCC-CSM1.1、IPSL-CM5A-MR、CMCC-CM这5个模式结果对中国近海海温未来的变化进行了预估。在RCP4.5、RCP8.5情景下;未来近100年中国近海海温有明显升高趋势;最优模式多模式集合平均增温分别可达到1.5℃、3.3℃;净热通量变化和平流变化共同促进了东海升温。     

Assessment of the initial sea surface temperature product of the scanning microwave radiometer aboard on HY-2 satellite

HY-2 satellite is the first satellite for dynamic environmental parameters measurement of China,which was launched on 16th August 2011.A scanning microwave radiometer（RM） is carried for sea surface temperature（SST）,sea surface wind speed,columnar water vapor and columnar cloud liquid water detection.In this paper,the initial SST product of RM was validated with in-situ data of National Data of Buoy Center（NDBC） mooring and Argo buoy.The validation results indicate the accuracy of RM SST is better than 1.7 C.The comparison of RM SST and WindSat SST shows the former is warmer than the latter at high sea surface wind speed and the difference between these SSTs is depend on the sea surface wind speed.Then,the relationship between the errors of RM SST and sea surface wind speed was analyzed using NDBC mooring measurements.Based on the results of assessment and errors analysis,the suggestions of taking account of the affection of sea surface wind speed and using sea surface wind speed and direction derived from the microwave scatteromter aboard on HY-2 for SST product calibration were given for retrieval algorithm improvement.     

东、黄海海表面温度季节内变化特征的EOF分析

基于1998—2004年的TRMM/TMI卫星遥感海面温度(SST)数据,在初步分析东、黄海SST的季节分布特征的基础上,采用EOF方法分析了SST的季节内变化特征,进而对SST季节内变化的可能机制进行了探讨。EOF分析获得的前4个模态的累积方差贡献率为57.07%,其结果基本反映了东、黄海SST变化的主要物理过程。其中,EOF的第一模态的方差贡献率占30.17%,其空间模态揭示了以东海北部为中心的、整个海域SST变化趋于一致的特征,这一模态的显著变化周期为6.3周;第二模态的方差贡献率占14.36%,其空间模态呈现东南海域与西北海域SST的反相变化趋势,显著变化周期为8.7周和10.6周;第三模态的方差贡献率占7.02%,其空间SST变率最大的区域位于黄海海域,显著变化周期为6.8,8.7,10.2周等;第四模态的方差贡献率占5.52%,其空间SST变率最大的区域位于东、黄海近海,显著变化周期为6.8周。东、黄海SST季节内变化与此海区大气中的季节内振荡是紧密相关的。     

Diurnal SST warming in the Bay of Biscay: satellite measurements and model prediction

INTRODUCTIONIt has long been recognized that a diurnal thermal cycle occurs in the upper layer of the ocean(Stommel et al., 1969; Price and Weller, 1986). Interest in the subject has revived in recentyears due to the importance of resolving the diurnal cycle for correctly coupling the ocean and atmosphere (Lukas, 1991 ). While the study of the diurnal cycle is of intrinsic scientific interest, italso offers the benefit to remote sensing scientists of identifying the bias caused by the di…     

3套不同的SST再分析数据与中国近海浮标观测的对比研究

基于自然资源部浮标数据,通过分析均值差、均方根误差、相关系数和标准差偏差4个统计量,检验了2018年7月1日至8月6日全时段及该时段内3个台风(1808号台风"玛利亚"、1810号台风"安比"、1812号台风"云雀")过境期间,3套海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)再分析资料(OISST、OSTIA SST、RTG SST)在中国近海区域的可靠性。对比结果表明,在全时段内,3套SST再分析资料都能在一定程度上反映中国近海SST的基本状况,其中OSTIA SST资料同浮标实测SST数据的均值差为0.12℃、相关系数为0.94,均优于OISST资料(均值差为–0.85℃、相关系数为0.90)和RTG SST资料(均值差为–0.17℃、相关系数为0.86)。通过对比单个浮标数据发现,相较约80%的MF浮标实测SST数据,OSTIA SST资料都显著优于RTG SST资料和OISST资料,具有较高的可信度。在台风过境期间,较之RTG SST资料和OISST资料,OSTIA SST资料同大部分浮标实测数据的均值差绝对值及均方根误差更小、相关系数更大,表明在高海况...     

南海及其邻近海域SST系统的点概率密度谱特征

采用相空间点概率密度谱分析方法对南海及其邻近海域ＮＣＥＰｒｅａｎａｌｙｓｉｓＳＳＴ候平均资料进行了分析,发现南海与其邻近海域的ＳＳＴ系统的结构均具有混沌特征,南海与孟加拉湾ＳＳＴ系统的耦合谱分布几乎一致;年变化最显著,年际变化次之,季节内变化相对较弱。邻近西太平洋ＳＳＴ系统中的准３ａ耦合振荡相当显著。对于季节内振荡,西太平洋ＳＳＴ系统强于孟加拉湾和南海的ＳＳＴ系统。结果还表明季节内振荡（３０～６０ｄ）是一种耦合振荡。     

海洋表层温度对台风"蔷薇"路径和强度预测精度的影响

基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),首先对2007年3次船舶辐射通量观测进行模拟,以检验WRF对长波和短波辐射通量的模拟能力,结果表明使用中国近海海洋环境数值预报系统环流模式POM(Princeton Ocean Model)模拟的高时空分辨率的海洋表层温度能够显著改进短波辐射通量的模拟,而对长波辐射通量模拟的改进不明显。然后,将业务化运行的中国近海海洋环境数值预报系统后报的逐时海洋表面温度(SST)作为WRF底边界条件,对2008年15号强台风"蔷薇"(Jangmi)过程进行了数值后报试验。结果表明,与使用NCEP/NCAR的SST试验后报的台风中心位置偏差相比,使用高时空分辨率的SST能够较为显著地改善"蔷薇"的路径模拟,台风中心位置模拟偏差减少11%,尤其在台风减弱阶段,台风中心位置模拟偏差减少37%。台风强度在台风发展的不同阶段对下垫面SST的变化敏感性不同。台风路径附近的海表面温度下降会导致海洋向大气输送的热量减少从而减弱台风强度。     

海洋表层温度对台风"蔷薇"路径和强度预测精度的影响

基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),首先对2007年3次船舶辐射通量观测进行模拟,以检验WRF对长波和短波辐射通量的模拟能力,结果表明使用中国近海海洋环境数值预报系统环流模式POM(Princeton Ocean Model)模拟的高时空分辨率的海洋表层温度能够显著改进短波辐射通量的模拟,而对长波辐射通量模拟的改进不明显。然后,将业务化运行的中国近海海洋环境数值预报系统后报的逐时海洋表面温度(SST)作为WRF底边界条件,对2008年15号强台风"蔷薇"(Jangmi)过程进行了数值后报试验。结果表明,与使用NCEP/NCAR的SST试验后报的台风中心位置偏差相比,使用高时空分辨率的SST能够较为显著地改善"蔷薇"的路径模拟,台风中心位置模拟偏差减少11%,尤其在台风减弱阶段,台风中心位置模拟偏差减少37%。台风强度在台风发展的不同阶段对下垫面SST的变化敏感性不同。台风路径附近的海表面温度下降会导致海洋向大气输送的热量减少从而减弱台风强度。     

东海沿岸海水表层温度的变化特征及变化趋势

根据东海沿岸引水船、嵊山、大陈、南麂、北礵、平潭、厦门和东山8个海洋观测站的40a表层海水温度(SST)资料进行了统计与分析.研究结果表明:东海沿岸SST主要受制于太阳辐射,呈南高北低分布,但也不同程度地受到当地地理环境、气候环境、水文环境的影响;SST的年变化具有显著的年周期和半年周期;东海沿岸SST存在多种显著周期的振荡,且南北测站SST的主导振荡有差异;就近40a的资料而言,东海沿岸的SST总体呈上升趋势,其中冬季上升幅度最大,暖冬是SST总体呈上升趋势的重要因素.     

北太平洋海温的聚类客观分型及其在厄尔尼诺监测预测中的应用

本文通过聚类分析将北太平洋月平均△SST场客观地分成10型,这10个型具有以赤道中、东太平洋距平变化为主体的整体变化特征,它能按ENSO现象归纳为厄尔尼诺类和拉尼娜类、两大类各包含了典型场、非典型场及其3个过渡场等5个型.典型场具有良好持续性,它们正确地拟合了1951～1996年之间发生的厄尔尼诺和拉尼娜过程.两大典型场在半年之内不会相互转换,而非典型场则是典型场在加强或减弱过程中的一个补充阶段.过渡型的持续性较差,且同类之间过渡型相互转换的可能性较小.两大类型之间转换的主要过渡型分别为3型和9型.通过当前海温场所属的型并配合指标的变化,可望提前1～2个月预报出厄尔尼诺过程的开始和减弱.