海洋鋒對海浪SAR成像及海浪要素反演的影響研究

《海洋鋒對海浪SAR成像及海浪要素反演的影響研究》是依託中國海洋大學，由孫建擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海洋鋒對海浪SAR成像及海浪要素反演的影響研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫建
• 依託單位：中國海洋大學

中文摘要

海洋鋒是一種常見的海洋現象。海洋鋒區兩側表層海水具有強流速梯度且具有不同的物理性質，通過產生折射效應和風速差異對海氣界面的海浪產生影響。SAR是可以同時觀測波浪和海表鋒面的有效遙感手段之一。已有的SAR觀測和海浪成像研究表明：SAR圖像中鋒區兩側的海浪場在非均勻流速和SST的調製下表現出不同的特徵。然而，尚未有闡述海洋鋒對波浪SAR成像及波浪要素提取影響的研究報導。本項目通過分析同時包含鋒面和海浪條紋的SAR影像並結合海流海浪聯合模式後報結果，闡明鋒面對波浪在SAR上成像的影響機制，估計不同流速和SST對調製傳遞函式和SAR譜的影響程度，提出在考慮強流切變和SST梯度情況下海浪要素反演結果的修正關係。該工作為深入理解SAR的海浪成像機理奠定基礎，為系統研究海洋鋒附近波-流相互作用提供可靠的數據來源，為SAR數據進行準確的海浪要素反演提供技術保證。

結題摘要

合成孔徑雷達（SAR）是可以同時觀測波浪和海表鋒面的微波成像雷達。目前海洋鋒面對SAR信號的調製以及如何合理地反演鋒面區域的海洋動力環境參數是微波海洋遙感領域的一個基礎問題。項目旨在研究SST和非均勻流場影響SAR海浪成像的機制，發展中國近海SAR影像海浪反演模式。通過四年的研究，項目組成員較好地完成了預定的科研任務。研究表明，約有60%的鋒面樣本SST高的一側後向散射截面值高，約有70%的鋒面SAR圖像樣本海表面風速高的一側後向散射截面高。鋒面兩側後向散射截面的差異隨平均SST的增大而增大，並與海表面風速的差異成正比。通過全球海浪數據分析，建立了反波齡與涌浪能量占混合浪能量比例（Ws）之間的關係，證明了小的反波齡對應涌浪能量在混合浪能量中所占的比例大。還參考了高頻地波雷達的涌浪觀測數據與反演方法在近海區域的適應性。基於這些結果，發展了中國近海基於雙極化SAR的海面風、浪的反演模式，該成果也已套用于海洋衛星觀測業務部門。項目資助發表論文10篇，其中SCI、EI收錄8篇。申請專利1項，授權專利3項。研究成果加深了對海面—SAR的成像機理的理解，對完善SAR的海洋定量化套用具有參考意義。