海洋遥感ppt04-海洋表面温度遥感.ppt

卫星海洋遥感导论

AnIntroductiontoSatelliteOceanicRemoteSensing;海洋外表温度〔seasurfacetemperature，SST〕是一个重要的海洋环境参数，是海洋环境非常重要的根底信息。几乎所有的海洋过程，特别是海洋动力过程都直接或间接的与温度有关。;第四章海洋表面温度遥感;第四章海洋表面温度遥感;4.1什么是海洋表面温度;4.1什么是海洋表面温度;4.1什么是海洋表面温度;4.2用于SST反演的卫星波段特征;4.3海面温度反演算法;辐射计探测的总辐射度可以表示为：;所谓海表温度的反演，是指从传感器原始数据获得定量海洋外表温度的数学物理方法，即从电磁场到物质性质或地球物理性质的逆运算。

热红外遥感的反演问题，主要是消除信息传输过程中海洋—大气的影响。这包括两项重要的工作，即大气订正和云检测。

热红外SST反演的依据是PLANK定律。;根据大气对不同波段的电磁波的影响不同，可以用不同波段测量的线性组合来消除大气影响，从而得到海表温度。这种方法称为多通道技术，也称“分裂窗”法，由McMillin提出。;经验逼近法：

SST=C1T4+C2(T4-T5)+C3

式中，C1、C2、C3是常数。T4和T5是K氏温度，SST是摄氏温度。第一项为哪一项T4乘以一个接近于1的常数；第二项是去除水汽的影响；第三项转换K氏温度成摄氏温度。

系数由卫星观测T4和T5反演出的SST与匹配的观测数据通过最小二乘法回归得到。;(1)水汽模式SST〔WVSST〕

TS=T4-Γ(T4-T5)

Γ=[m4/(m5-m4)][1+(m5Vsecθ)/2+…]

将从探空和被动微波探测资料反演出的V直接合并到SST算法中。

(2)MCSST修正模式

SST=C1T4+C2(T4-T5)+C3(T4-T5)(secθ-1)+C4

参加的secθ项给出的是随θ增加的路径长度，但是并不包括大V值的影响。;(3)非线性NLSST模式

SST=C1T4+C2Tsfc(T4-T5)+C3(T4-T5)(secθ-1)+C4

式中，C1-C4是任意常数，Tsfc是从气候查找表或MCSST计算获得的独立的外表温度估算值。

NOAA-14的NLSST白天算法

SST=0.9336T4+0.079Tsfc(T4-T5)+0.77(T4-T5)(secθ-1)-253.69

NOAA-14的NLSST夜间算法

SST=0.930064T4+0.031889Tsfc(T3-T5)+1.817861(secθ-1)

-266.186;1.高空中的薄卷云

卷云薄且呈半透明状，很难通过卫星观测进行识别；

冰晶的存在导致T4和T5变小???但T5比T4的衰减大；

由于△T45=T4-T5趋于增加，因此导致了反演的SST

低于Ts。

2.每日的太阳加热

能增加海水表皮温度，但不改变大气温度和湿度廓线。

在大气特性恒定的情况下，当Ts增大时T4的响应比T5

大，△T45也随之增大，从而使反演的SST变小。

;3.皮层与水体温度的差异

白天太阳加热引起的Ts增大加剧了浮标测量温度和Ts之

间的差异，从而在匹配数据中产生了较大的偏差，因而

夜间SST的观测精度要比白天的高。

4.火山气溶胶

火山爆发喷射了大量的硫化酸滴进入同温层。气溶胶的

分布意味着全球平均的卫星SST比浮标SST低0.5℃，热

带负偏差超过2℃。;MODIS使用两组热红外波段反演SST:

3个波段在4μm窗口〔20波段、22波段和23波段〕

(2)2个波段在11μm窗口(31波段和32波段);4μm算法：

SST=C1+C2T22+C3(T22–T23)+C4(secθ-1)

·只适用于夜间的海温反演，且只有一组系数。;4.3海面温度反演算法;云是热红外海温反演必须剔除的。

云检测就是利用被观测目标物自身的特征，排除那些受云影响的观测数据，以保证用于海面温度反演的资料确实是在晴空下得到的。

在开阔海洋上，云检测依赖的因素：

〔1〕云比海洋外表冷且反射性较强；

〔2〕海洋外表在温度和反射率上近似均匀一致。;AVHRR云检测算法：

单波段单像元阈值检测

用来去除比海洋外表反射强和冷的像元

单波段多像元均匀性检测

检查一个矩形像元阵里的像元温度和反射率的差异

多波段检测

用于检测