基于长时间序列卫星数据的海面风能参数计算(2)

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一.数据收集

（一）卫星数据收集

1．QuickSCAT数据收集

微波散射计是不成像雷达传感器的类别之一，散射计它的工作原理是会发送特定的微波脉冲至地表从而测量地面粗糙度后向散射程度。[10]它作为一种主动式雷达探测器，受天气的影响并不大。它的主要功能是会产生高频极化能量脉冲，然后发射到地球表面，到达地面后的脉冲有一部分会反射回散射计中。散射计发出的脉冲所涉及到的地球表面的特性会影响到来回的散射波的比例，所以被天线所照射到的地表会有后向散射截面，后向反射截面会接收散射计射出的散射波，同时会将后向散射信号转换为我们可以处理的数字形式。后向散射所接受的反射波主要来源于占据四分之三地球表面的海洋表面短波。海洋表面的风测遥感就是近似地将海洋表面上微小的波动与局部地表的风向应力相互平衡，然后利用海洋表面的后向散射制备来获得10m高处的海面风。

2. WindSAT数据收集

相对于主动式遥感探测器来说，微波辐射计是一种被动式的探测器，主要接受来自太阳光照射地表而反射的太阳光反射波。和雷达、激光雷达以及无线电探空仪等测量器件而言，微波辐射计可以全天候每时每刻都进行数据的接收，同时价格也比较低，更适合被普及。微波辐射计其硬件和定位系统以及遥感反演算法可以有效的增进微波辐射计测量的准确性。1999年我国成功的研制出了10通道辐射计，可以说从原始的单通道微波辐射计转化成了双通道、七通道、十通道等多通道微波辐射计，可以测得大量的大气不同高度和频段上的辐射信息，增强大气探测的精确度。一般多通道微波辐射计增加的通道频率都集中于水汽与氧气敏感的频段上。除了国内，国际上已经研制出了差不多12和22通道的多通道微波辐射计，并应用于世界各个领域。也取得了很多成效。

（二）浮标数据及整合

浮标是浮于水面中的一种航标，根据风能参数计算的需要，于美国国家浮标数据中心（NDBC）管理的浮标网站http：//www.ndbc.noaa.gov/中下载了69个浮标的测量数据。这69个浮标站点分别为41001,41002,41004,41008,41009,41010,41013,41025,41036,41040,41041,42002,42003,42035,42036,42055,42056,42057,42058,44005,44007,44008,44009,44011,44013,44014,44017,44025,44027,46001,46002,46005,46006,46011,46012,46013,46014,46022,46025,46026,46027,46028,46029,46041,46042,46047,46050,46053,46054,46060,46061,46071,46072,46073,46075,46076,46077,46078,46080,46081,46083,46084,46086,46087,46089,51002,51003,51004.由于浮标位置、分布以及部分卫星数据缺失，对于卫星遥感反演洋面风矢量数据的验证是采用了具有代表性的6个站点，该6个站点分别为41025,44005,46002,46035,46089,51002。美国国家浮标数据中心所提供的数据文件含有12种不同内容。本文所选择的是代表小时数据的文件用于计算。每份文件所含有的信息依次为测量时间、经纬度位置、风向、风速、最大风速、最大风向等。这69个浮标数据文件里其中46070文件包含了06至09年4年数据41040,41041,42055,42056,42057,42058,46005，46073,46075,46077文件包含了05至09年5年数据41001,41002,46071,46075,46078,46084,46087,46089文件包含了03至08年6年的数据，剩余的站点中包含了03至09年7年数据。从时间上将这些数据进行重新组合，分为单年，03至04年两年，03至05年三年，03至06年四年，03至07年五年，03至08年六年，03至09年七年。