海冰厚度微波辐射遥感模式研究.pdfVIP

维普资讯 Vo1 14．No．5 第14卷 第 5期 海 洋 学 报 ． lg92-09 ACTA oCEANoLoGICA SINICA September． 1992 占一 海冰厚度的微波辐射遥感模式研究 郑全安 张 东潘家稀 尸7／· (国家海洋局第一海洋研究所 ．青 岛) 摘 要 本文从 电磁波在舟层介质中的传播理论 出发，导出了适台我国北部海区一 年生海冰的擞波辐射遥感三层舟质模武．与实洲数据对 比表 明，当擞 波 波 长 为l0 cm时，相干模式在海冰厚度小于20cm范围内、非相干模式在20～40cm范围内分 别给出较好的拟台结果．以这些理论模武为依据可建立海冰厚度的微波遥感厦演软 件．文中给出了利用这些理论模式和实测数据推算出的辽东湾不 同类型海冰的相对 复舟 电常数，其数值范 围为 (0．5～4．0)一j(0．07～0．19)． 词华 黼 前 海冰是海一气相互作用的产物，其生成，发展和消融过程反映和影响了海一气交换过程． 如冰盖的存在进而阻隔了海一气之间的热量、质量、动量和化学成分交换，减少了被海 面 吸 收的太阳辐射量，还影响海洋和大气的环流模式 “’”．海冰覆盖面积约为全 球 海 洋 的7嘶 (以极区海洋为主 )，与全球气候变化和海平面变化有着至 重要 的相互作用关系．因而， 海冰成为气候学、海洋学和环境科学新的研究热点．近20年来发射 的海洋遥感卫星 (例如， 美国的Nimbus6，7和Seasat—l以及 日本的MOS一1等 )均载有适用于海冰观测的传感器 ．取 得了许多研究成果 ． 我国的渤海和北部黄海沿岸历年冬季均有不同程度的结冰现象，结冰期为11月下旬至翌 年3月上旬，约3～4个月，通常以l至2月上、中旬为冰情严重期．冰厚 约10~40cm．就 海 域而言，以辽东湾冰期最长 (平均为l05～120d)，冰情最严重 “． 由于海冰阻碍航运，迫使海上作业停顿，流冰威胁着船舶和海上设施的安全，突然封冻 会造成生命秆财产的重大损失，因此，严重海冰是一种海洋 自然灾害．我国每年冬季均采用 卫星”和航空遥感 “等多种手段进行冰情监测，发布海冰预报 ． 本文于L990—0I_20收到，修改稿于I∞0—05—26收到 ·国家自然科学基金资叻项 目． 1) 佟 明远 ．卫星云图在冰情分析 中的应用 1979． 维普资讯 5期 郑垒安等 ：海冰厚度的微波辐射遥感模式研究 63 在海冰测量都是定量的测量方面，种用NOAA(美国国家海洋大气局 )系列气象卫星的 AVHRR(高级甚高分辨力辐射计 )图像和Landsat(陆地卫星 )系列卫星的MSS(多光 谱 扫描仪 )或TM (主题绘图仪 )图像可以相当高的精度测定我国北部海区的海冰覆盖范围及 其随时间-变化 “ ．而大面积海冰厚度的测量可 以利用航空遥感来实现．文献 (5)报道了 莉用机载10tin微波辐射计测量辽东湾海冰厚度得出的辐射亮度温度与海冰厚度之厨的经验 系式。这些经验式在测量范围之 内均给出了较好的拟台结果，但 俘在物理机制不够明确等 弱点 ． 本研究的 目的是从 电磁场基本理论出发，系统地导出适用于我国海域一年生海冰 的剁用 微波辐射遥感技术测定海冰厚度的理论模式，经实测数据 验证看，建立了可供实用的反演算 法 ． 1 海冰厚度的微波辐射遥感模式 1．1 三层介质模型 微波辐射计测得的海冰