《基於SAR的海面颱風風場反演方法研究》是依託河海大學，由徐青擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於SAR的海面颱風風場反演方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐青
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將基於2001年以來160多景星載高空間解析度SAR圖像所捕捉到的全球近百個颱風個例，開展SAR海面颱風風速與風向反演方法研究。對降雨帶、颱風眼、眼壁等具有不同空間尺度的颱風特徵進行分類；並結合颱風結構動力理論模型，改進SAR颱風風向反演方法，消除傳統方法存在的180度模糊問題。此外，目前存在的SAR高風速反演模型在颱風情況下的整體精度如何尚不可知，且大多未考慮強降雨對風速反演精度的影響，這也是本項目所要解決的關鍵科學問題之一。通過系統、定量的研究不同雷達入射角條件下降雨率對SAR後向散射截面的影響，提出降雨引起的後向散射截面擾動與降雨率和雷達入射角之間的雙參數關係式，並基於雙參數關係式和降雨修正的後向散射模型，建立考慮降雨的SAR颱風風速反演模型，改善颱風風速反演精度。上述研究結果不僅可以為加強颱風的準確監測和預報提供科學認識和理論支撐，更能深化對海洋遙感理論和天氣系統的認識。
結題摘要
本項目基於多景RADARSAT-1合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，SAR）圖像所捕捉到的熱帶氣旋（以下統稱颱風）個例，開展了SAR海面颱風風速與風向反演方法研究。項目的主要研究成果體現為：（1）發展了一種新的星載SAR颱風眼信息提取方法，獲取颱風中心位置、颱風眼區面積、形狀等相關參數信息。基於該方法首先對颱風進行定位，並結合颱風自身結構特徵（在北半球為氣旋式渦）與颱風動力理論模型，構造SAR颱風理論風向。（2）提出了一種改進的Rankie颱風風速廓線模型，結合上述SAR颱風中心定位方法，進一步提取颱風強度、最大風速半徑以及中心氣壓等颱風強度參數。（3）對幾種C波段SAR海面風速反演經驗模型在較高風速條件下的精度進行了評估。在此基礎上，結合星載SAR圖像與近同步機載SFMR（Stepped Frequency Microwave Radiometer）雷達降雨資料或TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）降雨觀測資料，分析了颱風期間降雨率對SAR後向散射截面的影響。基於統計分析，提出了降雨引起的SAR後向散射截面與降雨率之間的參數關係式，建立了考慮降雨的SAR海面風速反演模型。（4）初步探討了考慮降雨影響的SAR後向散射截面理論模型。上述研究結果可以為加強颱風的準確監測和預報提供一定的技術與理論支撐。
