中荷联手取得微波散射计在海面风场测量质量控制的新思路

利用卫星遥感技术探测海面风场的方法。可采用扫描式多通道微波散射计探测。工作原理是,散射计沿倾斜方向发射微波辐射脉冲,接收到的后向反射回波的能量强度载有被探测海区海况的信息。根据可用波长,可解释海面附近风力、海面风应力或海面波场能量。从不同方向探测同一海面,可测量风向或波向。通过风场的探测有助于海-气相互作用的研究和海浪预报精确度的提高。

中国科学院国家空间科学中心与荷兰皇 家气象局(KNMI)合作，提出了微波散射计海面风场反演的第四种质量控制因子Joss，该因子用于微波散射计风场反演业务运行的方法确定及结果评估报告，形成业务运行系统中的新型质量标识方法，该系统为用户提供准实时的产品和信息，新型质量控制方法的引入，有助于更真实地表达降水存在条件下动力环境。

散射计又称为斜视观测的主动式微波探测装置，是一种非成像卫星雷达传感器。散射计通过测量海线表面后向散射系数获得海表面粗糙度信息，进而反演得出海表面风矢量。散射计资料可以提供准确的海洋表面风速和风向的信息。散射计资料覆盖全 球海面约 70%的面积，能穿透云层、可进行全天候、全天时风场监测。散射计高分辨率，高时效性，覆盖面广的特点有效的弥补了海洋常规观测资料的不足，成为海洋表面风场探测的主要手段。

散射计总来来看可以分为三种类型：

(1)第一种类型主要利用棒状一天线，采用多谱勒分辨技术。这类散射计主要包括NASA的Sea Sat-A卫星散射计(SASS)和NASA的搭载在日本先进地球观测卫星-1上(ADEOS-1)的散射计(NSCAT);

(2)第二类主要利用三根长的矩形天线，采用距离分辨率技术。这类散射计包括搭载在欧洲遥感不关卫星ERS-1，ERS-2的主动微波装置(AMI)散射计以及搭载在METOP系列卫星上的ASCAT散射计;

(3)第三类散射计利用旋转的蝶形天线以不同的入射角产生圆锥扫描的笔形波束并采用距离分辨率技术，主要包括搭载在Quick SCAT卫星和ADEOS-2卫星上的Sea Winds散射计和中国HY-2卫星系列上的微波散射计。这几种类型散射计扫描刈幅如

海面风场资料，对各种海洋环境数值预报模式都是十分重要的边界条件。遗憾的是，海面风场资料严重缺乏。从浮标和船舶所获得的风测量数据十分有限，且离散性大、分布不均匀。科学家们一直在寻求获得海面风场资料的有效手段。可见光和红外卫星遥感首先得到广泛应用，利用静止气象卫星云图，通过云导风技术获得高空风场。

这种方法从70年代一直沿用至今。星载微波散射计探测海面风场的建议早在1966年提出，这种技术的有效性被1973年Skylab卫星S-193散射计和1978年SeasatA卫星SASS散射计的成功经验所证实。1991年欧洲空间局(ESA)的ERS-1卫星上装载的主动微波探测仪(AMI)设有散射计工作模式，使卫星散射计风场测量进入业务化监测的新纪元。

一般只要能精确测量目标信号强度的雷达，都可称之为散射计。大多数雷达在校准之后，都能作为散射计使用。微波散射计的原理和设计与常规雷达基本相同。一般微波散射计的组成 部分包括：微波发射器、天线、微波接收机、检波器和数据积分器。

卫星散射计风场数据对于海洋环境数值预报、海洋灾害监测、海气相互作用、气象预报、气候研究等具有重要意义。

常见的方法是将卫星散射计资料与静止气象卫星云图和微波辐射计SSM/I图象相互补充。静止气象卫星(如GMS)资料，具有较高的时间分辨率，每隔15～20min接收一次温度和水汽的图象数据。卫星散射计资料具有较高的精度和空间分辨率。SSM/I也具有较高的时间分辨率(每3天覆盖全 球一次)。多卫星传感器资料的数据融合，有助于对有关过程的认识。

新闻来源：中国科学院

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