星载合成孔径雷达海面风速反演技术研究

程玉鑫,戈书睿,袁凌峰（.解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京，0；.海军海洋水文气象中心，北京，00000）



星载合成孔径雷达海面风速反演技术研究

程玉鑫1,戈书睿1,袁凌峰2
（1.解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京，211101；2.海军海洋水文气象中心，北京，100000）

摘要：CMOD系列地球物理模式函数作为业务化应用的风速反演模式，已由CMOD4（1997）发展到CMOD5.N（2010），且该系列模式函数还在不多的发展完善。

关键词：合成孔径雷达，海面风速，反演

CMOD系列地球物理模式函数最早应用于C波段星载散射计海面风速反演，CMOD4、CMOD-IFR2、CMOD5和CMOD5.N模式是目前最常用的风速反演模式。通过将标准后向散射系数、入射角、方位角和风向信息输入模式，进而得到风速。其一般关系式为：

这里着重介绍CMOD4及CMOD5和CMOD5.N模式。

1　CMOD4模式

CMOD4模式是欧洲中长期预报中心（ECMWF）针对ERS-1上的C波段VV极化微波散射计提出的经验公式，其形式如下：

表1　CMOD4模式中的C1～C18系数值

2　CMOD5模式

CMOD5模式由欧洲中期天气预报中心（ECMWF）和KNMI为C波段ERS和ASCAT微波散射计设计，其形式如下：

其中：

表2　CMOD5模式中C1～C28系数值

CMOD5模式主要用于反演ASCAT风场，但是CMOD5对10米高风速反演存在0.5m/s的低估误差，CMOD5.N由CMOD5通过对系数的修正获得，风速反演精度得到进一步提高。CMOD5.N模式中系数值见表3。

表3　CMOD5.N模式中C1～C28系数值

3　结论

近年来，随着SAR海面风场反演研究工作不断取得显著的成果，人们越来越重视SAR海面风场反演的相关研究。本文详细介绍了风速反演模式CMOD4、CMOD5和CMOD5.N的详细公式及参数，为推动我国SAR风速反演发展提供参考。

参考文献

[1] MONALDOA F M,THOMPSOBA D R. Applicability of Conventional Scatterometer Model Functions to Highresolution Wind Retrievals: The Effect of Spatial Averaging[C]. Proceedings OceanSAR 2006 – Third Workshop on Coastal and Marine Applications of SAR. NL, Canada: St. John’s,2006.

[2] 杨劲松. 合成孔径雷达海面风场、海浪和内波遥感技术[M]. 第1版. 北京: 海洋出版社, 2005.

[3] H. Hersbach, A. Stoffelen, S. deHaan. An improved C-band scatterometer ocean geophysical model function: CMOD5[J]. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH. 2007, VOL 112: C02006-C0300618.

[4] Verspeek J, Stoffelen A, Portabella M, et al. Validation and calibration of ASCAT using CMOD5. n[J]. Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, 2010, 48(1): 386-395.

程玉鑫（1990-），男，黑龙江鸡西人，硕士研究生，研究方向为海洋遥感

Research of the ocean wind speed retrieval from space-borne SAR

Cheng Yuxin1,Ge Shurui1,Yuan Lingfeng2
(1.College of Meteorology and Oceanography,PLA University of Science and Technology Nanjing 211101,china; 2.Navy hydrometeorological center Beijing 100000,china）

Abstract：CMOD series geophysical model function as a business application of wind velocity inversion model,has been developed from CMOD4 development to CMOD5.(1997)N (2010),and the series model function is still in the development of small is perfect.

Keywords：synthetic aperture radar;Ocean surface wind speed;retrieval

作者简介

基金项目：国家自然科学基金（批准号：41475019）

中图分类号：P732.7

文献标识码：A