利用SMOS卫星数据反演海洋盐度方法研究

摘要

以星载微波遥感的辐射传输方程为基础,利用SMOS(土壤湿度海洋盐度)卫星的L1C级亮温数据,通过与辐射传输模型模拟的亮温进行对比,评估及验证亮温的数据质量,建立了海洋盐度反演算法。通过分析2012年7月东南太平洋区域(45°~5°S,140°~90°W)的下降轨道数据,发现MIRAS亮温与模型模拟亮温之间总是存在几K的系统偏差,即OTT,因此提出了两种反演盐度的方法:一种是修正OTT偏差,使用入射角0°~55°的数据反演盐度;另一种是不修正OTT偏差,使用大入射角范围35°~55°的数据进行盐度反演。再通过利用MIRAS多角度信息,对亮温作二阶多项式拟合,减少随机噪声对反演的影响。最后采用最小二乘法,使得MIRAS的二阶拟合亮温与模型仿真亮温最接近,迭代反演盐度值。并将反演结果分别与欧空局的L2级盐度数据产品和Argo盐度数据进行比较,来验证反演算法。结果表明:修正OTT之后全角度数据反演的盐度值在50km×50km范围内、卫星过境前后5d,与Argo浮标盐度匹配比较的均值为1.38pss,标准差为0.35pss;不修正OTT,直接利用大入射角范围35°~55°的MIRAS亮温反演盐度,与Argo盐度误差均值为0.03pss,标准差为0.33pss;同时欧空局的L2级盐度与Argo盐度误差均值为0.26pss,标准差为0.38pss。可见利用大入射角范围的反演方法很好地反演了海洋盐度。