基于哨兵1号的台风风场反演方法研究

摘要

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)的交叉极化数据在高风速条件下不会出现信号饱和现象,能够在全天时和全天候的条件下提供大范围的高风速风场信息,在台风监测上具有极大的潜力.欧空局发射的哨兵1号卫星是目前少数几颗可提供交叉极化数据的在轨SAR卫星,以该系列卫星的交叉极化影像为数据源,利用2011—2021年十年来开发的C波段交叉极化海洋模型(C-band Cross Polarization Ocean model, C-2PO)、 C波段交叉极化耦合参数海洋模型(C-band Cross-Polarization Coupled-Parameters Ocean model, C-3PO)及全极化条带交叉极化模型(Quad-polarization Stripmap Cross-polarization model, QPS-CP)等7种模型,对2020年的“海高斯”和“莫拉菲”两个台风的风场进行了估算,并将噪音去除的方法应用于超宽幅模式影像的处理.结果表明,噪音去除方法的应用可以有效减弱噪音对台风影像的影响,改善风场反演的结果.在反演高风速时, C-3PO模型的相对误差较小,但与哨兵1号海洋产品的对比分析发现,其在中低风速的估算上存在一定误差;交叉极化模型结果与已有风场产品的融合,能够很好地再现台风外部中低风速以及内部的海表高风速信息,对于台风监测、台风致灾的模拟预报和研究具有重要的参考价值.

关键词

哨兵1号 / 台风 / 合成孔径雷达 / 交叉极化