基于QuikSCAT卫星遥感和数值模拟的中国近海海面风综合研究

QuikSCAT卫星遥感海面风和数值模拟是目前近海风资料获得的重要手段，但两者在中国近海风场上即存在差异，又各有优势。通过海上石油平台、测风塔、气象浮标等实测资料与QuikSCAT卫星遥感、数值模拟结果的对比分析，揭示中国近海海面风场分布形态及风场量值的特征，将气候学Pattern-Scaling (PS)方法引入本研究，结合根据实测资料得到的中国近海海面风场分布形态与风场量值的关系，尝试对QuikSCAT卫星遥感海面风和数值模拟海面风进行风场分布形态与风场量值的提取再结合，最终获得分布合理、量值可靠的中国近海海面风速及相关参数，为近海工程、资源开发和海洋利用和研究提供科学依据。

通过2000-2007年QuikSCAT卫星遥感资料（0°N-45°N，105°E-135°E）与海上观测站风速资料对比分析，检验了中国近海卫星遥感风速的可靠性，发现卫星遥感风速能较好地反映海上风速变化，风速结果的空间分布合理，但量值比实测偏大。利用中尺度数值模式MM5模拟了中国近海年平均风速。通过与实测风速对比发现QuikSCAT卫星遥感风速结果在空间分布形态上优于MM5数值模拟结果。同时与实测风速对比发现数值模拟风速在数据大小和量值上更合理。结合2007年MM5数值模拟风速结果做SVD分析，第一对模态时间系数相关达0.98。从EOF与SVD结果可以看出，QuikSCAT卫星遥感风速和MM5数值模拟结果存在紧密联系，两者第一对SVD模态的左右奇异向量相似系数达0.955，说明两者在形态上总体一致，但也存在区别。使用气候学pattern-scaling方法，把海表面风场视为空间分布形态和量值两个要素。将标准化的QuikSCAT卫星遥感风速空间分布和MM5数值模拟面积平均风速融合。PS方法结果相对于MM5数值模拟结果在比如渤海湾、杭州湾、台湾海峡和北部湾海域分布形态更合理，同时结果在量值上与MM5数值模拟结果相同，与实测对比发现大部分平均风速结果误差在5%以内。PS方法改进了卫星遥感风速年平均风速偏大的问题。利用PS方法可以得到合理的、可靠的中国近海海表面风场。