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相似文献
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1.
用星载微波散射计测量海洋风场的反演方法研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
Seasat-A卫星散射计(SASS)成功地测量了全球海洋上的风矢量场.其技术基础基于微波后向散射对由海表面风产生的海面厘米级波的敏感性.由于后向散射是各向异性的,所以可以从而个或更多的天线方位角的测量中反演出风速、风向由于散射物理模型函数的非线性及信号中噪声的存在,使得风场反演中存在风向多解.本文给出了一种从SASS测量的后向散射强度的数据中反演出大尺度海洋风场的新的方法,计算结果与Petecherych等[5]利用SASS表面风分析的结果比较在风向上是吻合的,在风速上我们得到的结果更接近于表面真实风速.  相似文献   

2.
散射计风反演算法的数值模拟研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
洪鹰  孙瀛 《台湾海峡》1995,14(3):216-219
由于缺乏散射计的σ°资料及相应的海面风数据,本文采用数值模拟方法对反演算法及多解消除步骤进行了初步的研究。结果表明,对于NSCAT散射计的设计参数,采用常用的反演算法进行模拟,约有70%的第一解是真实解。经过平滑处理之后约有95%反演解达到了散射计的设计精度,即风速误差<2m/s或10%(取大者),风向误差<20°。  相似文献   

3.
利用最大似然法(MLE)对SeaWinds散射计数据反演得出的风矢量一般存在2—4个模糊解,而且第1模糊解构成的风场在轨道外侧区域容易出现块状模糊,所以不能像SASS和NSCAT等散射计那样,以第1模糊解初始化风场后用圆中数滤波法进行模糊去除。文章根据SeaWinds散射计第1模糊解的空间分布特性,对传统圆中数滤波法进行了修正,使之适合SeaWinds散射计的模糊去除,即在缺乏参考数据进行初始化的前提下,能够有效去除块状模糊问题。  相似文献   

4.
扇形波束旋转扫描散射计(RFSCAT)是约十年前才被提出来的一种新型星载微波散射计。与其它旋转扫描散射计类似,其星下点附近区域和刈幅边缘区域的风场反演误差相对较大。在本文设定的参数条件下,RFSCAT散射计刈幅边缘区域的风向反演精度相对于轨道中间区域降低了约9°。针对这一问题,本文为RFSCAT散射计提出了一种改进的风矢量反演算法。新算法的主要特征是,根据风向反演偏差直方图,在整个刈幅区域内,对模糊解风向取值区间进行自适应扩展,以获取并保留更多可能风向解。利用模拟的100条轨道的L2A数据,对新算法进行反演验证。实验结果证明,新算法能够有效改善RFSCAT散射计星下点附近区域和轨道刈幅边缘区域的风向反演精度。星下点和刈幅边缘上的风矢量单元的风向反演精度相对于标准的MLE算法分别提高了1.6°和9°。  相似文献   

5.
林明森  郑淑卿 《台湾海峡》1996,15(3):243-254
本文给出了一种从SASS测量的后向散射强度手数据中反演出大尺度海洋风场的新方法。计算结果与Peteherych等利用SASS表面风分析的结果比较在风向上是吻合的,在风速上本文所得结果更宇海面赵实风速。上述结果说明本文所采用的多解排除对两波束散射计探测海面风场的反演是成功的。  相似文献   

6.
基于遗传算法的微波散射计海面风矢量反演研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
针对目前传统反演方法存在的不足和限制,引入遗传算法用于风矢量反演中的目标函数优化.以SeaWinds散射计为例,根据其模型函数和模糊解的基本特征,设计并实现了一套可用于该散射计的海面风矢量反演算法,并利用SeaWinds散射计部分L2A实测数据对该反演算法进行了验证.实验结果表明,通过多代遗传操作,算法能够收敛于几个局部极值点,从而证明该算法能够有效解决数值风矢量的优化搜索问题.  相似文献   

7.
林明森  郑淑卿  孙瀛 《台湾海峡》1997,16(4):425-433
气象预报在确定热带气旋中的大风(风速17.2~20.7m/s)半径时,由于热带海洋地区在恶劣气候下缺乏现场数据,往往过高地估计了大风半径。星载散射计在探测海面上的风矢量的同时,也探测到许多热带气旋。本文利用Seasat-A卫星上的散射计(SASS)资料反演计算海面风暴的风矢量,并利用风速等值线进行风向多解排除,计算结果表明:星载散射计能探测到大风的阈值(17~18m/s),其准确度为2m/s或±10%(取大者)。  相似文献   

8.
神经网络反演散射计风场算法的研究   总被引:3,自引:1,他引:3  
建立了一个神经网络反演卫星散射计海面风场的B-P算法,给出了一个神经网络反演风场的模型,并利用该反演算法和模型对实际卫星散射计数据进行了海面风场反演试验,对风向的多解性利用圆中数滤波方法进行排除.对神经网络训练和检验数据集分别采用ERS-1/2散射计数据和欧洲中期天气预报(ECMWF)提供的风场作为配准点数据.把反演的风速和风向与CMCD4和ECMWF的风场作了比较,它们吻合得比较好;研究表明神经网络反演海面风场是可行和高效的.  相似文献   

9.
海面风速微波散射测量与分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
为了深入研究海面风的微波散射特性 ,利用海洋石油平台和飞机作为仪器的工作平台 ,对海面微波散射特性进行了测量 ,并应用统计分析方法 ,对测量数据作处理分析。结果表明 ,海面微波后向散射系数 (σ°)值与海面风速成线性关系 ,随风速增大而增大。同时 ,σ°值与夹角及散射计天线入射角、极化方式有关。结合对海面微波散射算法中 Phillips模式的分析比较 ,得到 Phillips模式的计算值与实测值变化趋势一致的结果  相似文献   

10.
通过建立全极化微波散射计系统仿真模型,探索全极化微波散射计的风场反演方法;通过对比不同仪器测量精度下全极化和同极化微波散射计风场反演结果,分析评价全极化微波散射计系统反演海面风场的性能.全极化微波散射计通过增加测量信息来减少模糊解出现的概率,进一步提升风场反演精度.结果表明全极化微波散射计相比同极化微波散射计具有更好的风场反演性能,对于风向结果的改善较为明显:在仿真实验中,全极化仿真反演的风速误差结果优于同极化10°以上,证明了全极化微波散射计能够提升风场反演性能.该仿真结果对我国后续海洋卫星的研发具有一定的借鉴作用.  相似文献   

11.
1IntroductionSatellite observations of the ocean,includingobservation of sea surface wind fields,have tendedto be a perfect technology.Scatterometer is a prima-ry remote sensing sensor,which can get the globalscale information of wind.Other means of remot…  相似文献   

12.
The extraction of full wind vectors from data obtained by single-site (monostatic) high-frequency ground-wave radar (HFGWR) is an ongoing challenge because of the inherent directional ambiguities. Here, a new algorithm for resolving the ambiguity of wind direction from monostatic data is presented. The true wind direction is determined by minimizing the sum of the difference among three wind directions derived from three different radar look angles. The wind directions estimated by applying the algorithm to data obtained from the OSMAR2000 HFGWR situated at the Eastern China Sea are compared with values obtained from ship-borne instrumentation. The mean difference between the ground-truthed values and those obtained from the radar data is approximately 20/spl deg/. The distance limit for wind direction sensing using the OSMAR2000 is about 200 km, which is the range for which signal-to-noise ratios typically exceed about 23 dB in the relevant first-order portions of the backscatter spectra.  相似文献   

13.
2018年10月发射的中法海洋卫星散射计(CSCAT)是国际上首个扇形波束旋转扫描微波散射计。本文以最大似然估计风场反演算法为基线,详细分析了中法海洋卫星微波散射计海面风场反演代价函数的残差特性,重点研究了新的观测几何对风场反演残差以及风场质量的影响,并建立了风场模糊解的似然概率模型函数。结果表明,CSCAT风场反演的残差特性随风矢量单元在刈幅交轨方向位置的变化而变化,模糊解似然概率模型函数的指数分布在?0.4~?1.8之间。分析结果为CSCAT风场质量控制和二维变分分析去模糊算法的精细化调整提供了重要的参考。  相似文献   

14.
《Ocean Modelling》2011,40(3-4):291-300
Filtering of the high-frequency part of a wind wave spectrum may be useful in a numerical wind wave model for various reasons. First, it can be used to augment (or be part of) a parameterization of the resonant nonlinear interactions, that are essential to third-generation wind wave models. Second, when combined with a dynamic time stepping scheme for source term integration, it may result in smoother (and hence faster) wave model integration. In this study, such a filter is proposed, based on the traditional Discrete Interaction Approximation (DIA) for the resonant four-wave nonlinear interactions. This filter retains all conservative properties of the interactions. For small time steps and/or smooth spectra, it is formulated as a traditional source term. For larger time steps and/or non-smooth spectra it is formulated as a filter. This formulation guarantees stability of the filter itself and will enhance overall computational stability in a full wave model. The stability properties of this filter are illustrated using traditional wave growth computations. Examples are given where the filter improves model economy, and where it is shown to remove spurious high-frequency noise from a wave model.  相似文献   

15.
The Louis scheme and the COARE algorithm (version 3.0) are tested against eddy covariance and inertial dissipation methods for friction velocity estimates in different wind-sea/swell regimes. Atmospheric forcing data, tabulated by Donelan et al. (1997.J Phys Oceanog, 27:2087-2099), were collected from a mast on the foredeck of a SWATH (small water-plane area, twin hull) ship in deep sea off the State of Virginia during the surface wave dynamics experiment. These data are representative of low to moderate wind regimes. The aerodynamic roughness length is determined by using the Charnock relationship. The intercomparison shows that the Louis scheme and the COARE algorithm underestimate the friction velocity by 6% and 3% respectively under pure wind sea conditions, 15% and 13% respectively under cross swell conditions, and 21% and 17% respectively under counter swell conditions. The analysis shows that these underestimations were caused by the method chosen to determine the aerodynamic roughness length because it significantly underestimates the aerodynamic roughness length. It is especially true under the cross swell and counter swell conditions.  相似文献   

16.
由于BP神经网络存在收敛速度慢和易于陷入极小值等缺点,引入遗传算法(GA)对网络的权值和阈值加以优化,并采用不同组合的输入因子和样本数,对福建省罗源湾口的波浪进行模拟研究.对输入因子的分析结果表明,研究区域的波浪主要受台湾海峡波浪传播影响,与局地气象因子(风速、风向、海气温差)的相关性较弱.训练样本试验表明,30 d以上的波浪历史数据可使GA-BP神经网络充分学习研究区域的波浪特征,从而实现对波浪要素的高精度模拟.模拟结果显示,对春、夏季实测波浪数据的模拟效果均很好,其中相关性分别为0.967和0.938,均方根误差分别为0.112 m和0.107 m,表明GA-BP神经网络在近岸波浪模拟预报中有较广阔的应用前景.  相似文献   

17.
We present the results of an analysis of the seasonal variability of current fields in the Caspian Sea, reconstructed by assimilation of climatic temperature and salinity into the primitive-equation model of water circulation on the basis of an algorithm for adaptive statistics of prediction errors. The sources in heat and salt transfer-diffusion equations depend on the spatial and temporal variability of the variances of prediction errors and one-dimensional (in the vertical coordinate) variances of measurement errors for temperature and salinity. The variances of prediction errors are adjusted at the moments of data assimilation in accordance with a simplified Kalman filter. The climatic circulation of waters in the Caspian Sea is shown to be highly varying. The maximum of its intensity over the entire depth is reached in February. The minimum of kinetic energy is observed in April. The currents in deep-sea areas are determined by the balance between wind and baroclinic factors of the formation of circulation with wind currents prevalent.  相似文献   

18.
风能潜力评估是风电场选址工作的基础工作。本文基于欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析数据,采用风功率密度(Wind Power Density,WPD)中值、容量系数(Capacity Factor,CF)以及鲁棒性变异系数(Robust Coefficient of Variation, RCoV)三种指标,对中国近海浅水区域的风能潜力进行评估,研究结果表明:(1)台湾海峡和东海南部风能资源最为丰富并且风能利用率最高,风功率密度中值和容量系数分别为400~900 和0.45~0.7。总体来看,风功率密度中值从渤海到台湾海峡,呈逐渐增加的趋势,从台湾海峡到琼州湾,呈逐渐减小的趋势,容量系数大小分布情况相似。(2)鲁棒性变异系数大小无明显分布规律,广东湛江近岸海域鲁棒性变异系数在0.70~0.75之间,风能发电量最为稳定,但该地区的风能资源丰富程度较低。(3)福州近岸海域不仅有丰富的风能资源和风能利用率,且发电量较为稳定。在不考虑其它因素的影响下,是中国近海浅水区域建设海上风电场的最佳地点。  相似文献   

19.
风浪背景下舰船水压场信号的自适应AR模型预测滤波   总被引:14,自引:0,他引:14  
为了有效地从风浪背景中检测舰船水压信号,首先根据舰船水压信号和波浪噪声的特点以时间序列的AR模型理论为依据,导出一种便于实现的自适应滤波器结构,并用NFTF自适应算法实现对舰船水压信号的预测滤波,取得了明显的效果.计算机仿真实验结果表明,给出的方法对抗波浪干扰具有良好的性能.  相似文献   

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