HY-2B卫星散射计海面风场产品质量分析
发布时间：2021-08-14 00:03
星载微波散射计是获取全球海面风场信息的主要手段,HY-2B卫星散射计的成功发射为全球海面风场数据获取的持续性提供了重要保障。本文利用欧洲中期天气预报中心（EuropeanCenterforMedium-RangeWeatherForecasts,ECMWF）再分析风场数据、热带大气海洋观测计划（TropicalAtmosphereOceanArray,TAO）和美国国家数据浮标中心（National Data Buoy Center, NDBC）浮标获取的海面风矢量实测数据,对HY-2B散射计海面风场数据产品的质量进行统计分析。分析表明, HY-2B风场与ECMWF再分析风场对比,在4～24m·s-1风速区间内,风速和风向均方根误差（root mean squareerror,RMSE）分别为1.58m·s-1和15.34°;与位于开阔海域的TAO浮标数据对比,风速、风向RMSE分别为1.03m·s-1和14.98°,可见HY-2B风场能较好地满足业务化应用的精度要求(风速优于2m·s-1,风向优于...
【文章来源】：热带海洋学报. 2020,39(06)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
HY-2B散射计风场质量评估数据处理流程图Fig.2DataprocessingflowofaccuracyanalysisoftheretrievedwindfromHY-2Bscatterometer
陈克海等:HY-2B卫星散射计海面风场产品质量分析35图3HY-2B与ECMWF的风矢量偏差概率分布情况a.风速绝对偏差累积概率;b.风速绝对偏差小于2m·s1的比例随风速的变化;c.风向绝对偏差累计概率;d.风向绝对偏差小于20°的比例随风速的变化Fig.3ProbabilitydistributionofHY-2BvsECMWFwindvectordeviation:a)cumulativedistributionofspeedabsolutedeviation;b)ratioofspeedabsolutedeviationwithin2m·s1varyingwithspeed;c)cumulativedistributionofdirectionabsolutedeviation;d)ratioofdirectionabsolutedeviationwithin20°varyingwithspeed图4为HY-2B与ECMWF风矢量偏差随风速变化情况。图4a为HY-2B风速偏差均值曲线,风速偏差均值反映的是风速系统偏差。当风速小于10m·s1时,HY-2B风速系统性偏大,偏大幅度随着风速减小而增大;当风速大于10m·s1时,HY-2B风速系统性偏小,偏小幅度随着风速增大而增大。图4b为HY-2B风速RMSE曲线,风速RMSE在1.3~2.1m·s1之间,最低点在8m·s1风速处,并向两端逐步增大。图4c为HY-2B风向偏差均值曲线,在2~22m·s1风速区间风向偏差均值在0~1.5°之间。图4d为风向RMSE曲线,当风速低于6m·s1时,HY-2B风向RMSE较大;当风速大于6m·s1时,风向RMSE约保持在12~18°之间,最低值在13m·s1风速处。图5为HY-2B与ECMWF的风矢量偏差随地面交轨位置变化曲线。交轨位置定义为散射计观测位置离星下线的距离,除了星下点附近区域和刈幅边缘区域之外的区域,可称为轨道中间区域(陈克海等,2006)。图5a为风速?
36热带海洋学报Vol.39,No.6/Nov.,2020图4HY-2B与ECMWF的风矢量偏差随风速变化情况a.风速偏差均值;b.风速均方根误差;c.风向偏差均值;d.风向均方根误差Fig.4HY-2BvsECMWwindvectordeviationvaryingwithspeed.a)speedmeandeviation;b)speedRMSE;c)directionmeandeviation;d)directionRMSE图5HY-2B与ECMWF的风矢量偏差随地面交轨位置的变化曲线a.风速偏差均值;b.风速均方根误差;c.风向偏差均值;d.风向均方根误差Fig.5HY-2BvsECMWFwindvectordeviationvaryingwithcrosstrackposition.a)speedmeandeviation;b)speedRMSE;c)meanofdirectiondeviation,andd)directionRMSE表2HY-2B与TAO浮标的风矢量偏差统计Tab.2StatisticsofwindvectordeviationofHY-2BvsTAObuoysHY-2B~TAO风速误差HY-2B~TAO风向误差风速区间/(m·s1)匹配数据数目异常点数目(比例/%)偏差均值/(m·s1)绝对偏差均值/(m·s1)均方根误差/(m·s1)绝对偏差小于2m·s1的比例/%偏差均值绝对偏差均值均方根误差绝对偏差小于20°的比例/%0~42960(0%)1.021.341.7481.16–2.93°42.90°59.84°42.124~13*161335(2.22%)0.490.771.0394.671.78°11.13°14.98°86.68注:*TAO浮标位于赤道附近(纬度15°S—15°N),赤道风速低,这里TAO风速只统计到13m·s1
本文编号：3341350
【文章来源】：热带海洋学报. 2020,39(06)北大核心CSCD
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HY-2B散射计风场质量评估数据处理流程图Fig.2DataprocessingflowofaccuracyanalysisoftheretrievedwindfromHY-2Bscatterometer
陈克海等:HY-2B卫星散射计海面风场产品质量分析35图3HY-2B与ECMWF的风矢量偏差概率分布情况a.风速绝对偏差累积概率;b.风速绝对偏差小于2m·s1的比例随风速的变化;c.风向绝对偏差累计概率;d.风向绝对偏差小于20°的比例随风速的变化Fig.3ProbabilitydistributionofHY-2BvsECMWFwindvectordeviation:a)cumulativedistributionofspeedabsolutedeviation;b)ratioofspeedabsolutedeviationwithin2m·s1varyingwithspeed;c)cumulativedistributionofdirectionabsolutedeviation;d)ratioofdirectionabsolutedeviationwithin20°varyingwithspeed图4为HY-2B与ECMWF风矢量偏差随风速变化情况。图4a为HY-2B风速偏差均值曲线,风速偏差均值反映的是风速系统偏差。当风速小于10m·s1时,HY-2B风速系统性偏大,偏大幅度随着风速减小而增大;当风速大于10m·s1时,HY-2B风速系统性偏小,偏小幅度随着风速增大而增大。图4b为HY-2B风速RMSE曲线,风速RMSE在1.3~2.1m·s1之间,最低点在8m·s1风速处,并向两端逐步增大。图4c为HY-2B风向偏差均值曲线,在2~22m·s1风速区间风向偏差均值在0~1.5°之间。图4d为风向RMSE曲线,当风速低于6m·s1时,HY-2B风向RMSE较大;当风速大于6m·s1时,风向RMSE约保持在12~18°之间,最低值在13m·s1风速处。图5为HY-2B与ECMWF的风矢量偏差随地面交轨位置变化曲线。交轨位置定义为散射计观测位置离星下线的距离,除了星下点附近区域和刈幅边缘区域之外的区域,可称为轨道中间区域(陈克海等,2006)。图5a为风速?
36热带海洋学报Vol.39,No.6/Nov.,2020图4HY-2B与ECMWF的风矢量偏差随风速变化情况a.风速偏差均值;b.风速均方根误差;c.风向偏差均值;d.风向均方根误差Fig.4HY-2BvsECMWwindvectordeviationvaryingwithspeed.a)speedmeandeviation;b)speedRMSE;c)directionmeandeviation;d)directionRMSE图5HY-2B与ECMWF的风矢量偏差随地面交轨位置的变化曲线a.风速偏差均值;b.风速均方根误差;c.风向偏差均值;d.风向均方根误差Fig.5HY-2BvsECMWFwindvectordeviationvaryingwithcrosstrackposition.a)speedmeandeviation;b)speedRMSE;c)meanofdirectiondeviation,andd)directionRMSE表2HY-2B与TAO浮标的风矢量偏差统计Tab.2StatisticsofwindvectordeviationofHY-2BvsTAObuoysHY-2B~TAO风速误差HY-2B~TAO风向误差风速区间/(m·s1)匹配数据数目异常点数目(比例/%)偏差均值/(m·s1)绝对偏差均值/(m·s1)均方根误差/(m·s1)绝对偏差小于2m·s1的比例/%偏差均值绝对偏差均值均方根误差绝对偏差小于20°的比例/%0~42960(0%)1.021.341.7481.16–2.93°42.90°59.84°42.124~13*161335(2.22%)0.490.771.0394.671.78°11.13°14.98°86.68注:*TAO浮标位于赤道附近(纬度15°S—15°N),赤道风速低,这里TAO风速只统计到13m·s1
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