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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

海洋风矢量的准确测量对于改善海洋天气预报以及海洋数值模拟是非常重要的。它们对理解气旋生成，和预报热带风暴有着重要的价值。浮标测量、走航测量或飞机的现场测量，这些测量方法很容易实施，而且在科研工作中已经沿用了几十年。然而，这些技术手段仅能测量浩瀚海洋的一部分，如果仅通过原位观测，偏远地区，尤其是极端天气的测量和预报是非常不准确的。而现在使用的l波段低频无缘传感器具有良好的抗风雨特性，在暴风和大雨中依旧能保持较高的灵敏度，保证测量的准确性。这一仪器将很好的填补我们在航空器测量的偏远地区的空白。

国内外研究现状

在20世纪80年代后期引入连续的海面风场卫星监测，为准确预报全球天气提供了非常重要的全球视角和改进方法。这里用到两种主要类型的卫星传感器来检测海洋表面风速信息：微波辐射计和散射仪。微波辐射计是被动仪器，可以测量可以从中获得风速的粗糙海面的辐射。散射计是有源传感器，用于测量取决于风速和方向的微波雷达信号的反向散射。随着全球每日报道覆盖范围的扩大，这些基于空间风速测量的数据被纳入数值天气预报（nwp）模型，显着提高了预报技巧。其中包括美国海军多通道极化辐射计windsat，日本航天局（jaxa）先进微博扫描辐射计（ad-vanced microwave scanning radiometer ），欧洲航天局高级散射计以及国际空间站上的国家航空和航天局（rapid nasa）快速散射计（rapidscat）。这些传感器都可以在大约20-50公里的空间分辨率下测量风速。当与浮标或飞机测量值进行验证时，卫星测量提供的风速精度约为1.0 m/s。虽然这些传感器可以在0-30m/s的范围内提供准确一致的风速测量，但仪器的灵敏度和传感器在极端风速下的可靠性仍在调查中。现在我们必须面对的问题，是极少有可靠的现场观测资料可供比较。此外，辐射计以及散射仪还会受到降雨的影响。上述因素对高风速检索算法的开发和验证提出了挑战。目前，热带气旋中最可靠的测量是使用下投式或飞机安装的阶梯式频率微波辐射计。最近在风暴测风方面的进展是由较低频率（l波段，1.41 ghz，21.4 cm）的无源传感器提供的，这些传感器在很大程度上不受降雨影响，即使在非常高的风速下也能提供极好的风速灵敏度。这个能力是由reul等人首先完成的。（2012年），以欧洲航天局的土壤水分和海洋盐度（smos）观测资料，使用了一台以43公里的分辨率的天线。在他们的研究中发现，在l波段，大风速（大于25 m/s），风致亮温与风速近似线性增加。这项第一项工作最近已经扩展到包括2010年到2015年间全球smos拦截的风暴集合，并使用改进的风速检索算法。smos地面风速对sfmr和其他来源的估值表明5m/s量级的均方根（rms）误差。这些结果证实，被动的l波段传感器可能非常适合海洋风暴力风的观测25m/s，而且填补目前航空器偏远地区测量的盲点。

美国宇航局土壤湿度主动被动（smap）任务于2015年1月29日启动，自2015年4月以来一直提供科学数据.smap被设计为被动（辐射计）和主动（散射计）l波段传感器来测量土壤湿度并提供冻融状态的信息。虽然smap原本设计用于陆地表面的水文应用，但smap具有很好的海洋表面盐度和风暴中的海风测量能力。

2. 研究的基本内容

smap l波段辐射计

高风速下的smap

smap和sfmr之间的比较

3. 实施方案、进度安排及预期效果

查阅翻译资料，收集数据（3月）

分析数据，绘制图表（3月底至4月初）

整理数据和图片，形成论文（4月底）

4. 参考文献

anguelova, m., and f. webster, 2006: whitecap cover-age from satellite measurements: a first step toward modeling the variability of oceanic whitecaps. j. geo-phys. res.,111, c03017, doi:10.1029/2005jc003158.

atlas, r., r. hoffman, s. leidner, and j. sienkiewicz, 2001: the effects of marine winds from scatterom-eter data on weather analysis and forecasting. bull.amer. meteor. soc., 82, 1965–1990, doi:10.1175/1520-0477(2001)0821965:teomwf2.3.co;2.

bourassa, m., and coauthors, 2010: remotely sensed winds and wind stresses for marine forecasting and ocean modeling. proc. oceanobs’09, venice, italy, esa. [available online at www.oceanobs09.net/proceedings/cwp/bourassa-oceanobs09.cwp.08.pdf.]