高海況下衛(wèi)星雷達(dá)高度計參數(shù)反演的影響因素分析研究.pdf

1、臺風(fēng)颶風(fēng)暴雨等極端大氣和海面狀況(或高海況)導(dǎo)致海面波浪破碎，從而在海表面上產(chǎn)生大量白帽和泡沫(統(tǒng)稱白沫)。在通常海況下，雷達(dá)高度計會接收到比較有規(guī)則的海面回波波形，依據(jù)海洋模型(Brown模型)都能比較精確的反演出海面參數(shù)，能滿足工程實踐需求。然而,當(dāng)高海況時，由于白沫和降雨對微波信號衰減和散射作用，致使高度計接收到的微波信號十分微弱，甚至失鎖，這大大影響高度計海面參數(shù)的反演及其精度。
　　本論文主要研究了高海況下白沫和降雨對高

2、度計海洋參數(shù)反演的影響。首先分析了衛(wèi)星雷達(dá)高度計海面參數(shù)測量模型和基本原理。其次，詳細(xì)分析和研究了降雨對高度計參數(shù)反演影響。主要研究了降雨對微波衰減作用，Mie散射理論，輻射計測量降雨量、液態(tài)水原理，在此基礎(chǔ)上討論了降雨對高度計后向散射系數(shù)反演的影響，從而分析了白沫對海面風(fēng)速反演的影響。隨后，詳細(xì)研究了白沫對高度計參數(shù)反演的影響：(1)基于大氣-白沫-海水三層介質(zhì)模型，運用電磁場理論計算和分析了該模型的電磁波入射反射特征，從而得到白沫對

3、海面反射率的影響特性，以及白沫對海面后向散射系數(shù)的影響規(guī)律和誤差校正值。(2)在此基礎(chǔ)上，根據(jù)白沫覆蓋率與風(fēng)速的經(jīng)驗關(guān)系、風(fēng)速與后向散射系數(shù)的關(guān)系，討論了白沫對高度計海面風(fēng)速反演的影響。(3)白沫對有效波高的反演影響分析是從高度回波波形出發(fā)，討論了白沫對海面高度概率密度函數(shù)的影響、回波波形的影響，通過最小二乘法擬合反演出有效波高，得到白沫對有效波高反演的影響特性及其誤差校正值。最后，采用海洋二號衛(wèi)星測得的數(shù)據(jù)通過一定的算法分別對存在降雨