合成孔径雷达风场反演变分方案评估

作者：张伟; 石汉青; 姜祝辉^*; 杨平吕; 常舒捷; 项杰; 买彦博

来源：地球物理学报, 2021, 64(07): 2436-2446.

• 合成孔径雷达
• 海面风场
• 变分方法
• Sentinel-1
• CMOD7

利用合成孔径雷达获取高空间分辨率的海面风场,对于研究沿岸海域大气海洋过程具有重要意义.应用CMOD地球物理模型直接反演风速受先验风向误差影响较大,30°的风向误差可导致高达40%的风速误差.变分方法考虑了雷达观测值及背景风场的不确定性,能够较好地降低先验风向对反演风速的影响.但不同的观测误差或地球物理模型选择会形成不同的变分方案,使得反演风场存在差异.本文基于Sentinel-1合成孔径雷达数据及NDBC浮标数据,对不同变分方案进行了系统评估.试验结果表明,当观测误差选取常值0.1 dB、地球物理模型选取CMOD7时,反演风速均方根误差为1.11 m·s-1,总体最小;但在特定风速区间内,其他变分方案能获得相对更好的反演精度;各变分方案反演风速精度均显著高于背景风速及CMOD直接反演风速精度,但反演风向相对背景风向没有明显改善.试验结果可为变分方法在不同应用需求下的选择提供参考依据.

• 单位
  中国卫星海上测控部; 地理信息工程国家重点实验室; 国防科技大学