汪 棟，張 杰，范陳清，孟俊敏

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兩種ASCAT散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品的比較及評(píng)估

汪 棟1，2，張 杰2，范陳清2，孟俊敏2

（1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150006； 2. 國(guó)家海洋局第一海洋研究所，山東青島 266061）

摘要：基于浮標(biāo)和步進(jìn)頻率微波輻射計(jì)（SFMR，Stepped-Frequency Microwave Radiometer）數(shù)據(jù)對(duì)NASA JPL（Jet Propulsion Laboratory ）和RSS（Remote Sensing Systems）公司分別發(fā)布的已廣泛應(yīng)用于全球海面風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)的ASCAT（Advanced SCATterometer）散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品進(jìn)行了比較和分析。結(jié)果表明，兩者風(fēng)速在中低風(fēng)速（＜15 m/s）時(shí)基本一致； 高風(fēng)速（＞15 m/s）時(shí)RSS風(fēng)速整體高于JPL風(fēng)速。通過(guò)浮標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比，風(fēng)速＜15 m/s時(shí)兩者風(fēng)速精度一致； 風(fēng)速＞15 m/s時(shí)兩者風(fēng)速RMS相當(dāng)，但JPL和RSS風(fēng)速分別低估和高估。利用SFMR數(shù)據(jù)檢驗(yàn)表明RSS風(fēng)速與SFMR風(fēng)速一致性更好。兩者風(fēng)向精度在低風(fēng)速（＜5 m/s）時(shí)較低，但隨風(fēng)速增加而提高并趨于穩(wěn)定。該研究結(jié)果對(duì)相關(guān)科研人員的ASCAT散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品選擇具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：ASCAT散射計(jì)； 浮標(biāo)； 步進(jìn)頻率微波輻射計(jì)； 評(píng)估

海面風(fēng)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)對(duì)于理解海洋-大氣之間的相互作用以及開(kāi)展海洋、大氣領(lǐng)域的相關(guān)研究至關(guān)重要［1］。船舶、浮標(biāo)等常規(guī)觀測(cè)海面風(fēng)場(chǎng)資料匱乏，且時(shí)空分布不均，難以滿足各方面的需求。星載散射計(jì)為海面風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)提供了一種具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的衛(wèi)星遙感手段。

星載散射計(jì)向地球表面發(fā)射微波脈沖并測(cè)量后向散射功率，利用雷達(dá)后向散射系數(shù)對(duì)不同風(fēng)速下海面粗糙度的不同響應(yīng)以及多角度觀測(cè)間接地反演海面風(fēng)場(chǎng)信息［1］。歐空局（ESA，European Space Agency）于2006 和2012年分別發(fā)射了MetOp-A和MetOp-B衛(wèi)星，它們搭載的ASCAT散射計(jì)代表了當(dāng)前歐洲散射計(jì)的最高水準(zhǔn)。其中，MetOp-A星ASCAT散射計(jì)自2007年5月起業(yè)務(wù)化運(yùn)行至今。該散射計(jì)工作于 C波段（5.255 GHz），雙刈幅，每個(gè)刈幅寬約 500 km，星下點(diǎn)間隙約700 km，入射角變化范圍為25°～65°［2］。

美國(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室物理海洋學(xué)數(shù)據(jù)分發(fā)存檔中心（NASA JPL PO.DAAC）［3］發(fā)布了利用皇家荷蘭氣象研究協(xié)會(huì)（KNMI）ASCAT風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理器（AWDP）生產(chǎn)得到的ASCAT（Advanced SCATterometer）散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品。Soisuvarn等［4］利用GDAS（Global Data Assimilation System）模型風(fēng)場(chǎng)和QuikSCAT散射計(jì)風(fēng)場(chǎng)與 ASCAT風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示中低風(fēng)速時(shí) ASCAT風(fēng)速與 GDAS風(fēng)速和QuikSCAT風(fēng)速一致性好，但在風(fēng)速＞15 m/s時(shí)ASCAT低估。Bentamy A等［5］將ASCAT風(fēng)與QuikSCAT風(fēng)進(jìn)行匹配比較，顯示了相似的結(jié)果。 Verspeek等［6］同樣對(duì)ASCAT風(fēng)進(jìn)行了檢驗(yàn)，與歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）風(fēng)的比較顯示風(fēng)速存在約1.3 m/s的均方根（RMS）誤差，風(fēng)向誤差約16°； 與浮標(biāo)風(fēng)的比較則顯示了約1.8 m/s的RMS誤差。Soisuvarn等［7］通過(guò)ASCAT 與QuikSCAT和WindSat風(fēng)的比較研究發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)風(fēng)速超過(guò)20 m/s時(shí)ASCAT觀測(cè)風(fēng)速對(duì)高風(fēng)速敏感性明顯降低，而ASCAT后向散射系數(shù)則仍對(duì)高風(fēng)速存在敏感性，顯示了ASCAT風(fēng)產(chǎn)品的改進(jìn)潛力，并基于 2002和2003颶風(fēng)季期間的高分辨率機(jī)載散射計(jì)高風(fēng)速數(shù)據(jù)研發(fā)了 CMOD5.H模型函數(shù)，改進(jìn)了高風(fēng)速條件下的 ASCAT風(fēng)速反演。RSS（Remote Sensing Systems）公司是美國(guó)一家專業(yè)從事地球衛(wèi)星微波遙感工作的公司，其專注于算法發(fā)展，儀器校準(zhǔn)，海洋產(chǎn)品發(fā)展以及產(chǎn)品檢驗(yàn)，重處理并發(fā)布了

［Foundation： National High-tech R&D Program （863 Program），No. SS2013AA091206，No. SQ2011GX06D05972； Civil Aerospace Technologies Advance Research Project，No. 2014090-090］

1 研究數(shù)據(jù)

1.1 ASCAT散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)

本研究比較了分別由JPL和RSS發(fā)布的12.5 km網(wǎng)格分辨率的ASCAT散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品，選取了2010年全年的數(shù)據(jù)。用于比較的風(fēng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行了質(zhì)量控制，其中，JPL風(fēng)產(chǎn)品選取風(fēng)矢量單元質(zhì)量標(biāo)記（包括有效觀測(cè)數(shù)量標(biāo)記、噪底超閾值標(biāo)記、陸地標(biāo)記、海冰標(biāo)記、降雨標(biāo)記、風(fēng)速超過(guò)30 m/s標(biāo)記、風(fēng)速小于3 m/s標(biāo)記）有效的數(shù)據(jù)［9］； RSS風(fēng)產(chǎn)品則選取風(fēng)矢量單元存在 3個(gè)或以上觀測(cè)數(shù)據(jù)且散射計(jì)沒(méi)有觀測(cè)到降雨的有效數(shù)據(jù)。

1.2 浮標(biāo)數(shù)據(jù)

為評(píng)估兩個(gè)風(fēng)產(chǎn)品的精度，本研究使用了NDBC（National Data Buoy Center）、PIRATA（Pilot Research Moored Array in the Tropical Atlantic）、RAMA（Research Moored Array for African-Asian-Australian Monsoon Analysis and Prediction）和TAO（Tropical Atmosphere Ocean）浮標(biāo)數(shù)據(jù)，所使用的浮標(biāo)位置如圖1所示。

圖1 浮標(biāo)位置示意圖Fig. 1 Map of buoy locations

NDBC浮標(biāo)主要分布于美國(guó)沿海地區(qū)、夏威夷周圍以及墨西哥灣和加勒比海，主要采用美國(guó)R.M YOUNG公司的風(fēng)速計(jì)觀測(cè)風(fēng)速，觀測(cè)范圍為0～62 m/s。本研究使用的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)氣象數(shù)據(jù)，風(fēng)速精度為1 m/s或10%（取大者），風(fēng)向精度為10°。PIRATA、RAMA和TAO浮標(biāo)陣列分別位于熱帶大西洋、印度洋海以及熱帶太平洋，采用R.M YOUNG 05103風(fēng)速風(fēng)向傳感器觀測(cè)風(fēng)速，最大觀測(cè)風(fēng)速為 60 m/s，在 1～20 m/s風(fēng)速范圍內(nèi)風(fēng)速精度為0.3 m/s或3%（取大者），風(fēng)向精度為7.8°［10］。

1.3 SFMR數(shù)據(jù)

美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局颶風(fēng)研究部（NOAA HRD）從1980年開(kāi)始利用安裝于NOAA/AOCWP-3D飛機(jī)上的SFMR估算颶風(fēng)表面風(fēng)速。SFMR是一個(gè)C波段星下點(diǎn)視向輻射計(jì)，以 6個(gè)獨(dú)立頻率（4.63，5.5，5.915，6.344，6.6和7.05 GHz）同時(shí)測(cè)量海面和大氣的輻射，然后反演得到10 m高近海面風(fēng)速，最高風(fēng)速可達(dá)70 m/s以上［11］。Uhlhorn等［12］利用GPS下投式探空儀的觀測(cè)風(fēng)速對(duì)SFMR風(fēng)速進(jìn)行評(píng)估，得到偏差為2.3 m/s，在10～60 m/s風(fēng)速范圍內(nèi)RMS為3.3 m/s。本研究利用2010年颶風(fēng)季的SFMR數(shù)據(jù)檢驗(yàn)颶風(fēng)條件下ASCAT風(fēng)產(chǎn)品高風(fēng)速的精度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本研究使用的JPL和RSS風(fēng)產(chǎn)品在相同觀測(cè)時(shí)間內(nèi)具有相同數(shù)量的風(fēng)矢量單元，對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元位置偏差小于1 km，考慮12.5 km的網(wǎng)格分辨率，認(rèn)為兩個(gè)風(fēng)產(chǎn)品位置是一致的。

利用浮標(biāo)數(shù)據(jù)評(píng)估風(fēng)產(chǎn)品精度時(shí)采用時(shí)空匹配的方法，時(shí)間和空間窗口分別選擇30 min和25 km。各個(gè)浮標(biāo)風(fēng)速計(jì)安裝高度不完全一致，ASCAT散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品提供10 m高風(fēng)矢量數(shù)據(jù)，因此利用Hsu等［13］提出的方法把浮標(biāo)風(fēng)速轉(zhuǎn)換為 10 m高風(fēng)速。利用SFMR數(shù)據(jù)評(píng)估產(chǎn)品高風(fēng)速精度時(shí)同樣采用時(shí)空匹配的方法，但由于匹配數(shù)據(jù)較少，時(shí)間窗口擴(kuò)展為 1 h，空間窗口仍選擇25 km。

2 結(jié)果與分析

2.1 JPL與RSS風(fēng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的比較

本研究首先對(duì)JPL和RSS風(fēng)產(chǎn)品2010年全年的數(shù)據(jù)進(jìn)行了匹配比較，結(jié)果如圖2所示。圖2a顯示風(fēng)產(chǎn)品的中低風(fēng)速（＜15 m/s）一致性相對(duì)較好，當(dāng)風(fēng)速＞15 m/s時(shí)，RSS風(fēng)速整體高于JPL風(fēng)速，且兩者偏差具有隨風(fēng)速增加而增大的趨勢(shì)。圖2b的風(fēng)向結(jié)果表明兩個(gè)風(fēng)產(chǎn)品的絕大部分風(fēng)向基本一致，但存在部分風(fēng)向偏差較大的數(shù)據(jù)。風(fēng)向偏差接近 180°的數(shù)據(jù)由散射計(jì)風(fēng)向模糊問(wèn)題引起，其余較大風(fēng)向偏差（接近90°）產(chǎn)生原因仍有待研究。表1中基于不同JPL風(fēng)速區(qū)的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示了圖2a中相同的風(fēng)速變化趨勢(shì)，風(fēng)向結(jié)果則表明低風(fēng)速時(shí)風(fēng)向差異較大，但隨著風(fēng)速增加，風(fēng)向差異減小并趨于穩(wěn)定。

圖2 JPL和RSS風(fēng)產(chǎn)品比較結(jié)果Fig. 2 Comparisons between JPL and RSS wind products

JPL風(fēng)速（m/s） 　　匹配點(diǎn)數(shù) 　　風(fēng)速偏差（m/s） 　　風(fēng)速RMS（m/s）0～5 　81100210 　-0.15 　0.38 5～10 　340458261 　0.07 　0.36 10～15 　138708690 　0.15 　0.40 15～20 　24686118 　1.36 　1.66 ＞20 　1255219 　4.18 　4.38全部 　586208498 　0.12 　0.54風(fēng)向偏差（°） 　　風(fēng)向RMS（°）0.63 　45.20 -0.21 　21.19 -0.31 　5.20 -0.35 　3.19 -0.34 　3.93 -0.12 　23.46

2.2 浮標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)JPL和RSS風(fēng)產(chǎn)品精度的評(píng)估

目前已有多位學(xué)者［4，6，14］對(duì)JPL風(fēng)產(chǎn)品進(jìn)行了評(píng)估，但暫未有較系統(tǒng)的 RSS風(fēng)產(chǎn)品評(píng)估結(jié)果。利用NDBC、PIRATA、RAMA和TAO浮標(biāo)數(shù)據(jù)定性檢驗(yàn)的結(jié)果如圖3所示。總體上，JPL和RSS風(fēng)矢量與浮標(biāo)數(shù)據(jù)一致性較好，但存在浮標(biāo)風(fēng)速較低而散射計(jì)風(fēng)速明顯偏大的現(xiàn)象，其中一個(gè)原因是部分匹配數(shù)據(jù)靠近海岸導(dǎo)致ASCAT散射計(jì)NRCS受到了污染。當(dāng)浮標(biāo)風(fēng)速＞15 m/s時(shí)， RSS風(fēng)速還存在略微過(guò)估的趨勢(shì)； 風(fēng)向方面則存在部分近 180°偏差的數(shù)據(jù)，由散射計(jì)風(fēng)場(chǎng)反演時(shí)出現(xiàn)的180°風(fēng)向模糊所導(dǎo)致。

風(fēng)速/風(fēng)向殘差的直方分布均近似正態(tài)分布，分別擬合風(fēng)速/風(fēng)向殘差的正態(tài)分布均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ，并將殘差絕對(duì)值大于2σ 的數(shù)據(jù)作為異常值，得到原始數(shù)據(jù)集（未做處理的匹配數(shù)據(jù)集）和有效數(shù)據(jù)集（剔除異常值后的匹配數(shù)據(jù)集）。分別對(duì)JPL和RSS風(fēng)產(chǎn)品的兩個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行風(fēng)速分段統(tǒng)計(jì)，得到表2和表3所示結(jié)果。

風(fēng)速結(jié)果顯示，低風(fēng)速（0～5 m/s）時(shí)兩者風(fēng)速均高估，剔除異常值后RMS由相對(duì)較大的2.22 m/s下降為1.24 m/s，表明部分異常值嚴(yán)重影響了風(fēng)速精度；中等風(fēng)速 （5～15 m/s）時(shí)，兩者風(fēng)速偏差和RMS基本相同且較小，剔除異常值后RMS減小量值很小，表明該風(fēng)速條件下 JPL和 RSS風(fēng)速具有較高的精度；高風(fēng)速條件（＞15 m/s）下出現(xiàn)了JPL風(fēng)速低估，RSS風(fēng)速高估的不同變化趨勢(shì)，RMS則相差不大。但圖3顯示的風(fēng)速主要集中于15～20 m/s風(fēng)速范圍（約占＞15 m/s風(fēng)速范圍匹配數(shù)據(jù)的 91.7%），對(duì)于更高的風(fēng)速數(shù)據(jù)還需進(jìn)一步檢驗(yàn)。

圖3 JPL和RSS風(fēng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)與浮標(biāo)風(fēng)數(shù)據(jù)的比較Fig. 3 Comparison between JPL and RSS wind products data and buoy wind data

風(fēng)向結(jié)果顯示兩者風(fēng)向總體上均沒(méi)有明顯的偏差，但部分異常值導(dǎo)致精度偏低，剔除異常值后風(fēng)向RMS明顯減小。不同風(fēng)速區(qū)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示了風(fēng)向精度隨風(fēng)速增大而提高并趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)。

其中，風(fēng)速＜5 m/s時(shí)，原始數(shù)據(jù)集中風(fēng)向RMS均大于47°，剔除異常值后仍都接近 30°； 當(dāng)風(fēng)速為 5～15 m/s時(shí)，兩者風(fēng)向 RMS明顯減小，隨著風(fēng)速增加，風(fēng)向精度進(jìn)一步提高并趨于穩(wěn)定。

注： 部分浮標(biāo)存在風(fēng)速有效而風(fēng)向無(wú)效的數(shù)據(jù)，因此JPL風(fēng)產(chǎn)品風(fēng)速與風(fēng)向的匹配點(diǎn)數(shù)量不一致，表3同； 另外，JPL和RSS風(fēng)產(chǎn)品的風(fēng)速和風(fēng)向有效數(shù)據(jù)集根據(jù)各自原始數(shù)據(jù)集分別統(tǒng)計(jì)得到，因此匹配點(diǎn)數(shù)量也不一致。

表3 RSS風(fēng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)與浮標(biāo)風(fēng)數(shù)據(jù)的比較統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab. 3 Comparison between RSS wind and buoy wind measurements

2.3 SFMR數(shù)據(jù)對(duì)JPL和RSS高風(fēng)速精度的評(píng)估

本研究利用2010年颶風(fēng)季SFMR數(shù)據(jù)進(jìn)一步評(píng)估颶風(fēng)條件下 JPL和 RSS高風(fēng)速的精度，得到圖 4所示的風(fēng)速散點(diǎn)比較結(jié)果。圖中顯示當(dāng)風(fēng)速＞15 m/s時(shí)，JPL風(fēng)速即出現(xiàn)低估的趨勢(shì)，而RSS風(fēng)速低估趨勢(shì)出現(xiàn)在約35 m/s。其中，圖中橢圓標(biāo)示的3個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的風(fēng)速偏差異常偏大，可能是由颶風(fēng)特殊的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及較長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間差導(dǎo)致。

ASCAT關(guān)于SFMR的風(fēng)速殘差隨兩者絕對(duì)觀測(cè)時(shí)差的變化分布情況（圖5）顯示異常數(shù)據(jù)的絕對(duì)觀測(cè)時(shí)差約為0.5 h或1 h。圖4a和4b中3個(gè)相應(yīng)的風(fēng)速明顯異常的匹配數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)于圖 5a和 5b中橢圓標(biāo)示的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，異常數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于ASCAT觀測(cè)風(fēng)場(chǎng)的颶風(fēng)風(fēng)墻位置。考慮一般颶風(fēng)眼20～30 km/h的移動(dòng)速度、颶風(fēng)的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征以及散射計(jì)數(shù)據(jù)12.5 km的網(wǎng)格分辨率，會(huì)出現(xiàn)散射計(jì)觀測(cè)颶風(fēng)最大風(fēng)速區(qū)而SFMR觀測(cè)風(fēng)眼區(qū)的特殊情況，從而出現(xiàn)了上述異常數(shù)據(jù)。

以5 m/s和15 m/s風(fēng)速為界分別對(duì)絕對(duì)觀測(cè)時(shí)差小于1 h和0.5 h的匹配數(shù)據(jù)（剔除上述3個(gè)異常數(shù)據(jù)）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到表4和表5所示結(jié)果。結(jié)果顯示風(fēng)速＜15 m/s時(shí)，JPL和RSS風(fēng)速精度基本相同，與浮標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)一致但精度偏低（0～5 m/s時(shí)匹配數(shù)據(jù)較少，不予討論）； 風(fēng)速＞15 m/s時(shí)SFMR檢驗(yàn)結(jié)果與浮標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果存在明顯的差異，JPL風(fēng)速明顯低估，且精度較低，而 RSS風(fēng)速的精度雖然同樣低于浮標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果，但其與 SFMR風(fēng)速具有較好的一致性。需要注意的是，匹配數(shù)據(jù)中包含了較多風(fēng)速＞20 m/s的數(shù)據(jù)（絕對(duì)時(shí)差＜1 h時(shí)占＞15 m/s風(fēng)速范圍匹配數(shù)據(jù)的80%，絕對(duì)時(shí)差＜0.5 h時(shí)占70%），而浮標(biāo)統(tǒng)計(jì)時(shí)以15～20 m/s風(fēng)速為主，因此SFMR和浮標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果的比較在本研究中只作為參考。

圖4 JPL和RSS風(fēng)速數(shù)據(jù)與SFMR風(fēng)速數(shù)據(jù)的比較Fig. 4 Comparison between JPL and RSS wind speed data and SFMR wind speed data

圖5 ASCAT關(guān)于SFMR的風(fēng)速殘差隨兩者絕對(duì)時(shí)間差的分布Fig. 5 Distribution of wind speed residuals with respect to time difference between ASCAT and SFMR

表4 JPL風(fēng)速與SFMR風(fēng)速的比較統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab. 4 Comparison between JPL wind speed and SFMR wind speed

表5 RSS風(fēng)速與SFMR風(fēng)速的比較統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab. 5 Comparison between RSS wind speed and SFMR wind speed

3 結(jié)論與討論

本研究對(duì)JPL和RSS分別發(fā)布的兩個(gè)ASCAT散射計(jì)風(fēng)產(chǎn)品2010年的12.5 km網(wǎng)格分辨率沿軌數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)比較，并利用NDBC、PIRATA、RAMA 和TAO浮標(biāo)數(shù)據(jù)以及SFMR數(shù)據(jù)對(duì)兩個(gè)風(fēng)產(chǎn)品進(jìn)行了檢驗(yàn)，得到以下結(jié)論。

1） 風(fēng)速＜15 m/s時(shí)兩者風(fēng)速基本一致； 風(fēng)速＞15 m/s時(shí)，RSS風(fēng)速整體高于JPL風(fēng)速。通過(guò)浮標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比，兩者風(fēng)速精度在風(fēng)速＜15 m/s時(shí)幾乎相同； 當(dāng)風(fēng)速＞15 m/s時(shí)，兩者風(fēng)速RMS相當(dāng)，但JPL和RSS風(fēng)速分別低估和高估。利用SFMR數(shù)據(jù)檢驗(yàn)表明RSS風(fēng)速與SFMR風(fēng)速一致性更好。

2） JPL和RSS風(fēng)向整體偏差不大，低風(fēng)速（＜5 m/s）時(shí)風(fēng)向精度低。隨著風(fēng)速增加，風(fēng)向精度提高并趨于穩(wěn)定。

3） SFMR數(shù)據(jù)檢驗(yàn)ASCAT高風(fēng)速時(shí)，考慮到颶風(fēng)眼的移動(dòng)以及特殊的颶風(fēng)風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)，時(shí)空窗口不宜過(guò)大。

關(guān)于高風(fēng)速尤其是＞20 m/s風(fēng)速的檢驗(yàn)，本研究只使用了2010年的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量相對(duì)不夠充分，后續(xù)將使用更多的颶風(fēng)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)兩個(gè)風(fēng)產(chǎn)品的高風(fēng)速精度。

致謝： 感謝NASA JPL PO.DAAC和RSS提供ASCAT散射計(jì)L2級(jí)風(fēng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)； 感謝NOAA提供NDBC、PIRATA、RAMA以及TAO浮標(biāo)數(shù)據(jù)； 感謝NOAA HRD提供SFMR數(shù)據(jù)。

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（本文編輯： 劉珊珊）

中圖分類號(hào)：P732.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-3096（2016）04-0108-08

doi：10.11759/hykx20150508002

收稿日期：2015-05-08； 修回日期： 2015-06-29

基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（SS2013AA091206，SQ2011GX06D05972）； 民用航天技術(shù)預(yù)先研究項(xiàng)目（2014090-090）

作者簡(jiǎn)介：汪棟（1988-），男，浙江紹興人，博士研究生，主要從事海洋遙感應(yīng)用研究，電話： 18765959154，E-mail： wangdong88_12@163.comQuikSCAT散射計(jì)、AMSE2/AMSRE輻射計(jì)、SSMI/ SSMIS輻射計(jì)等遙感數(shù)據(jù)，且得到了廣泛的應(yīng)用。RSS基于歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織（EUMETSAT） L1B σ0產(chǎn)品以及SSM/I和SSMIS風(fēng)速研發(fā)了C-2013 GMF［8］，并用于生產(chǎn) ASCAT風(fēng)產(chǎn)品，一定程度上改進(jìn)了ASCAT高風(fēng)速反演精度。本研究基于浮標(biāo)和SFMR （Stepped-Frequency Microwave Radiometer）數(shù)據(jù)對(duì)JPL和 RSS發(fā)布的兩個(gè)風(fēng)產(chǎn)品進(jìn)行了比較分析，以評(píng)估兩個(gè)風(fēng)產(chǎn)品的精度。

Comparison and evaluation between two versions of ASCAT scatterometer wind products

WANG Dong1，2，ZHANG Jie2，F(xiàn)AN Chen-qing2，MENG Jun-min2
（1. School of Electronics and Information Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150006，China；2. First Institute of Oceanography，State Oceanic Administration，Qingdao 266061，China）

Received： May 8，2015

Key words：Advanced SCATterometer （ASCAT）； buoy； Stepped-Frequency Microwave Radiometer （SFMR）； evaluation

Abstract：Advanced SCATterometer （ASCAT） wind product data has been widely used in the observation of global sea surface wind fields. In this study，two ASCAT wind products one released by the NASA Jet Propulsion Laboratory （JPL） and the other by Remote Sensing Systems （RSS） company are compared and analyzed on the basis of buoy data and Stepped-Frequency Microwave Radiometer （SFMR） data. A comparison between these two products shows good agreement at low to moderate wind speeds； however，there is an increase in the wind speed of RSS at speeds of higher than 15 m/s with increasing wind speeds，compared to the performance of JPL. A comparison of buoy data shows an almost identical accuracy for the two wind speed products when the wind speed is lower than 15 m/s. In addition，their RMS is consistent at higher wind speeds （＞15 m/s），although JPL and RSS wind speeds are underestimated and overestimated，respectively. A comparison using SFMR data shows a better agreement for wind speed with RSS than JPL. The accuracy of the two wind direction products is low at wind speeds under 5 m/s；however，it improves and tends to be stable with increasing wind speed. These results provide important guidance for the selection of suitable ASCAT scatterometer wind products in associated research.