台风海况C波段SAR地球物理模式函数研究

在全球气候变化背景下，我国频繁遭受台风袭击，经济和社会的发展面临着台风灾害加剧的威胁。为了有效地减灾防灾，尚需对台风进行准确的预报预警，这离不开有效监测手段的支持。C波段合成孔径雷达（SAR）在台风监测方面具有独到的优势，然而，决定台风海面风速SAR反演精度的地球物理模式函数一直缺乏系统的研究。本项目以大量台风SAR遥感图像及现场实测资料为数据基础，采用多种统计方法，针对台风复杂海况下的SAR海面回波散射特性和SAR图像海面风速反演的地球物理模式函数等科学问题开展研究。项目将揭示台风高风速海况下C波段SAR回波特性，特别地，找到其在高风速下信号衰减与否的可靠证据；客观评估现有地球物理模式函数在台风海况下的适用性；建立专门适用于台风海面高风速反演的地球物理模式函数。从而有效地提高C 波段SAR图像台风海面风速反演精度，为台风海面风速的有效监测提供新的平台。

围绕基金项目计划书，以C波段Radarsat-2 SAR、Radarsat-1 SAR、ENVISAT ASAR和NDBC浮标数据为主要数据源，针对台风复杂海况，深入研究了台风海况下C波段合成孔径雷达SAR回波散射特性，揭示了不同极化方式下台风回波特性，建立了C波段VH极化双频模式（VH dual-pol mode）地球物理模式函数，新的地球物理模式函数对台风高海况具有更好的应用效果。完成既定研究内容。. 全部实现预期目标，其中明确提出C波段同极化（VV，HH）在高风速下微波衰减特性并导致高风速遥感反演的模糊解出现，提出一种风速模糊解的剔除方法，提高了同极化SAR高风速遥感反演的准确性；另一方面，深入研究了多极化新型观测手段下台风高风速的微波回波散射特性，发现与同极化在高风速下微波衰减特性不同，交叉极化VH dual-pol SAR回波强度在高风速下始终保持与海面风速的单调关系，不存在风速模糊问题，由此建立了交叉极化VH dual-pol地球物理模式函数，新的地球物理模式函数在台风高风速下精度显著提高。. 项目已发表国际SCI期刊论文1篇，在审国际SCI 论文3篇。培养硕士研究生3名。以本项目部分成果为基础申请获得2010年度国家海洋局创新成果二等奖。. 项目成果可直接应用于台风海面风场精细结构的研究，通过获取的高精度、高分辨率台风海面风场，可为台风过程下的海气相互作用研究、海洋中下层响应研究以及全球气候变化下的台风响应和变异研究奠定基础。