海洋智能无人系统技术初步成果

18.1.3.1　HY 2A高度计的结果

1）海面高度

图18.1展示了来自HY 2A和Jason 2的SSH。从HY2倒置的SSH与Jason 2的SSH很好地吻合。在西太平洋和北大西洋，SSH比其他海洋区域大，而在印度洋，SSH较小。

2）有效波高

图18.1　HY2A和Jason2高度计的海面高度比较

图18.2给出了HY 2A的SWH和Jason 2卫星雷达高度计的SWH的比较。显然，在南大洋，SWH高于其他海域，尤其是西风带。这种特性在HY2A和Jason2之间是一致的。

3）海面风速

图18.3给出了HY2A和Jason2卫星雷达高度计的WS比较。结果表明，HY 2AWS与Jason2WS非常吻合。这一特征由HY2A和Jason2共享，特别是在西风带。

18.1.3.2　HY2A散射仪的结果

2011年9月28日完成最后一次轨道转换。从那时起，HY2A散射仪已经从海洋和陆地表面收集了大约一个月的质量反向散射测量值。在这里，我们给出了从这些数据得出的一些初步结果。

图18.2　HY-2A和Jason-2高度仪的SWH比较

图18.3　来自HY2A和Jason2高度计的WS的比较

1）σ0的稳定性分析

雨林通常被认为是地球表面最稳定的目标之一。为了验证HY2A散射仪反向散射测量的稳定性，我们选择了一个亚马逊雨林区域作为研究目标。该区域的经度范围为-66°E～-60°E，而纬度范围为-8°N～-5.5°N。σ0数据的时间范围为3天，从2011年10月17日～10月19日。图18.4给出了该雨林区域的σ0散点图。

从图18.4中可以看出，该区域中的σ0测量值在固定平均值附近波动，并且变化非常小，这表明仪器的稳定性。表18.5列出了每个光束和通过的σ0测量的平均值和标准偏差。

表18.5　雨林σ0的平均值和标准偏差

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2）回收与NCEP风场的比较

将反演的风场与空间和时间匹配的NCEP风场进行比较，可以验证散射计测量S0的正确性和有效性。图18.5a和图18.5b分别显示了2011年9月29日的反演风场和相应的NCEP风场。图18.5显示这两个风场整体上具有很高的相似性和一致性。特别是在中央低压区域，两个风场都显示出相同的顺时针方向的气旋结构。

3）捕获气旋和锋面

散射仪的一个应用是准确地捕获诊断性的天气结构，例如海洋上的气旋和锋面，这是非常有用的输入，以提高预测模型的能力。图18.6给出了一个由HY2A散射仪捕获的气旋和锋面结构的示例。图18.6表明HY2A散射仪能够捕获中尺度天气结构。

图18.4　亚马逊雨林光束散点图

图18.5　回收与NCEP风场对比图

图18.6　由HY2A散射仪捕获的天气气旋分离器和锋面结构

18.1.3.3　扫描RM的结果

我们将HY2ARM数据与NCEP重新分析数据进行了比较。这些NCEPFNL（最终）运行全球分析数据每6 h产生1.0°×1.0°个网格。这些数据来自全球数据同化系统（global data assimilation system，GDAS），该系统不断从全球电信系统（global telecommunications system，GTS）和其他数据来源收集观测数据以便进行多次分析。

本文匹配了2011年10月10日至10月20日全球范围上的HY2ARM和NCEP再分析数据获得的海洋地球物理量。时间匹配量表为0.5 h，地理匹配量表为0.3°。我们匹配了80 000个点，并计算了两个数据集的RMS。

由于自HY2A发射以来时间不长，未对TBs进行精确校准且没有进行算法优化，我们认为反演到的海洋地球物理量的精确度是比较满意的，在不久的将来，精确校准TBs后，SSW和WV将更加精确。这些结果还可以证明仪器和数据处理软件运行良好，见表18.6。

表18.6　HY2ARM和NCEP再分析产物的比较

HY2ARM的反演海洋地球物理量结果如图18.7所示。

图18.7　HY2ARM的反演海洋地球物理量示意图