WindSat

介绍

WindSat偏振辐射计由美国海军研究实验室(NRL)遥感部和海军空间技术中心为美国海军和国家极地轨道操作环境卫星系统(NPO乐动帐号注册ESS)综合计划办公室(IPO)开发。它是在2003年1月6日由美国国防部科里奥利卫星发射的。“风卫星”的目的是展示全极化辐射计从太空测量海洋表面风矢量的能力。在发射之前,唯一能够测量海洋风矢量的仪器是散射计(主动微波传感器)。除风速和风向外,该仪器还可以测量海面温度、土壤湿度、冰雪特性、水蒸气、云液态水和降雨速率。

仪器描述

有关Windsat仪器的详细描述,请参阅P.Gaiser,“Windsat Spangeborne Polarimetric微波辐射计:传感器描述和早期轨道性能".WindSat运行在近极轨道上的科里奥利卫星上。本地上升节点时间维持在下午6点。这意味着仪器会在下午6点从南向北穿过赤道,根据你所在的纬度,在这个时间点附近测量表面。

Windsat辐射计很校准,包含SST检索所需的较低频率通道。辐射计在5个离散通道中运行:6.8,10.7,18.7,23.8和37.0 GHz。除了仅有双极化的6.8和23.8 GHz频道之外,所有都是完全偏振数。表1总结了通道详细信息。每个频率通道的进料沿扫描轨道轨道不同的电弧,因此接地入射角(EIA)对于每个频带不同。与先前的辐射仪不同,Windsat传感器在前向和尾扫描期间考虑观察。这使得地球的帆板几何形状与其他被动微波传感器的工作相比,地球视图的几何形状非常不同,并且明显更复杂。RSS Windsat产品是唯一使用前后看的DataSet可用的数据集。通过使用两个方向,我们获得更宽的条态和更复杂的静物几何,就像浏览图像中可见一样。

表1:WindSat通道、极化、地球入射角和通道分辨率的总结。偏振被列出为V代表垂直,H代表水平,P代表+45度,L代表左圆,R代表右圆。
乐队(GHz) 偏振 普通EIA

[Deg]

空间分辨率
(3-dB足迹大小)

(公里x公里)

6.8 v,H. 53.8 39 x 71
10.7 V h p m l r 50.1 25 x 38
18.7 V h p m l r 55.6 16 x 27
23.8 v,H. 53.2 20 x 30
37.0 V h p m l r 53.2 8 x 13

在发布后结账期后,Windsat数据于2003年2月5日开始。随着一些短期的非操作时段,仪器在目前的时间内继续运行。数据差距通常是由于我们的处理设施上游的数据缺失,例如仪器已关闭。偶尔,最近录制的数据获得和/或处理有延迟。如果数据不在几周后不存在,则丢失的数据不太可能将可用。我们保留缺失数据的记录:WindSat漏洞列表

数据处理

我们从NRL和NOAA获得Windsat天线温度数据。通过使用这两个来源,我们的目标是为科学家提供完整的一组数据,因为他们的研究。乐动帐号注册使用一致的处理方案和稳健的辐射传输模型,我们将挡风玻璃数据与其他微波辐射尺寸互相互相,获得亮度温度,然后产生我们的海洋测量产品进行分配。Windsat海洋产品包括海面温度(SST);各种表面风速和方向;大气水蒸气;云液体水;和雨率。

乐动体育下载遥感系统对WindSat仪器数据的详细处理分两个阶段进行。第一个阶段产生一个接近实时(NRT)的产品(在文件名中以“rt”标识),我们将尽快使其可用。这通常是在数据被记录后的3小时内,除了偶尔的接收或处理数据的延迟。尽管NRT产品适用于许多及时的使用,并且差异可能看起来很细微,但它们并不具有存档/研究质量。乐动帐号注册他们将在一周内被删除,不应被归档。

当我们收到NCEP FNL分析时,将处理“Final”数据(在文件名中由“v7.0.1”标识)。NCEP的风向对于反演更准确的海温和风速特别有用。最终的“v7.0.1”产品将继续积累新的条带(半轨道),直到地图被填满,一般在7天内。有时,经过更长的延迟后,数据才可用,这些数据将被添加到最终的“v7.0.1”产品中。因此,final指的是条带处理的类型,并不意味着数据文件已经完成(也就是说,永远不会更改)。当我们从数据源获取数据时,新可用的数据块将被添加到最终的“v7.0.1”产品中。

WindSat的数据处理包括以下几个步骤:

  1. 美国海军研究实验室乐动帐号注册为RSS提供1a级天线温度,也称为温度数据记录(TDR)。我们将数据处理成2a级校准的大气亮度温度(TBs)。本程序中最重要的问题将在GMI ATBD.
  2. 然后将大气Tb的顶部最佳地插入固定的0.125度的地球网格,从中检索各种海洋测量。乐动体育官方2.0乐动苹果手机然后通过简单的BIN重新采样为0.25°GID来创建我们的FTP站点上的产品。虽然每个产品都放在0.25°栅格上,有效解决数据的变化.下表概述了Windsat海洋测量的顺序,它们出现在二进制文件中,并列出了每个产品的有效空间分辨率。乐动体育官方2.0乐动苹果手机

表2:按RSS二进制数据文件提供的顺序排列的W乐动苹果手机乐动体育官方2.0indSat海洋测量数据。每次测量的有效空间分辨率从数据映射到的0.25度网格不同。通道偏振被列出为V代表垂直,H代表水平,P代表+45度,L代表左圆,R代表右圆。
海洋测量 缩写 有效的空间
分辨率[km x km]
所需频道
对检索
时间 时间 N / A. N / A.
海洋表面温度 SST. 39 x 71 6.8 vh, 10.7 vh,18.7 vh, 23.8 vh, 37.0 vh
使用低频通道十米风速 WSPD_LF 25 x 38 10.7 VH,18.7 VH,23.8 VH,37.0 VH
使用中频通道十米风速 WSPD_MF 16 x 27 18.7 VH,23.8 VH,37.0 VH
柱状大气水蒸气 蒸汽 16 x 27 18.7 VH,23.8 VH,37.0 VH
柱状云液态水含量 16 x 27 18.7 VH,23.8 VH,37.0 VH
雨率 8 x 13 18.7 VH,23.8 VH,37.0 VH
全天候10米风速 WSPD_AW 25 x 38没有下雨

39 x 71在雨中

6.8 VH,10.7 VH,18.7 VH,23.8 VH,37.0 VH
十米风向(相对于北) WDIR. 25 x 38 10.7 VHPMLR,18.7 VHPMLR,23.8 VH,37.0 VHPMLR

如果没有用于地球物理参数所需的通道,则无法完成检索。例如,这可能会导致对给定位置的水蒸气检索,而不是相同位置的WSPD_LF或SST。由于没有6.8 GHz的观测数据,海表温度的反演常常在区域中心缺失。由于没有偏振观测,在带状区域的边缘无法获得风向。这种“缺失数据”的外观与其他RSS辐射计产品不同。

RSS WindSat数据产品

当前版本的遥感系统WindSat数据产品是v7乐动体育下载.0.1。2013年8月对WindSat数据进行了重新处理,以消除2008年1月后影响风速和风向的轻微处理错误。产品文件中的所有其他数据都与之前的version-7版本相同。我们在一个文件中为每天、3天期间、每周和每月提供一套数据。数据集包含表2中列出的测量值。乐动体育官方2.0乐动苹果手机

WindSat数据产品包括一套标准测量(海面温度、风速、水蒸气、云液态水和降雨率),与其他RSS辐射乐动苹果手机乐动体育官方2.0计产品不同的是,我们可以包括其他测量:

  1. WDIR:由于其偏振通道,WindSat可以测量地面风向。只有风速超过3米/秒及雨量低于15毫米/小时时,才会提供WDIR。我们产品的风向是海洋公约
  2. WSPD_AW:我们在提高雨水中提高风速检索方面取得了重大进展。看雨下的风矢量检索与被动卫星微波辐射米,以了解所用算法的更多细节。如果6.8 GHz信道与所有其他垂直和水平极化信道一起可用,我们可以在无雨和多雨大气中获取WindSat表面风速。我们结合了各种算法,包括在所有降雨条件下都适用的全球风速降雨算法,以及专门针对热带气旋训练的h风算法。在我们的二进制文件中提供的最终全天候风速WSPD_AW是在无雨条件下获得的标准风速WSPD_LF、全球降雨风速和h -风导出的风速之间的平滑混合。

除了全天候风速外,我们还生产两个标准的无雨辐射线管风产品:WSPD_LF(低频)和WSPD_MF(中频)。首先,使用10.7GHz及以上的频率通道创建WSPD_LF(参见表1),并且与AMSR-E的风相似。第二个WSPD_MF使用18.7 GHz及以上的频率信道,最类似于SSM / I风。每个风电产品都具有明显的优点。WSPD_LF受到大气和雨的影响较小,但受10.7 GHz RFI和太阳闪光效果影响。WSPD_MF具有更高的有效空间分辨率,冰和土地污染的影响较小,仅受太阳闪光效果的略微影响,以及RFI。WSPD_MF比WSPD_LF有点吵闹。

网格二进制数据文件

我们每天和时间平均(3天,每周和每月)二进制数据文件产生Windsat。文件不包含任何标题或元数据,并且是一组简单的单字节阵列,如下所述。由于数据存储为单个字节,因此在机器之间传输时没有字节交换是必要的。

根据观察日期组织网格数据文件。所有日期和时间都是协调的世界时(UTC),也称为格林威治意平时(GMT),Zulu Time(Z),世界时(UT)和世界时间。数据产品包括每日和时间平均测量,如下所示:乐动体育官方2.0乐动苹果手机

每天 轨道数据映射到0.25度网格
根据上行和下行通道分为两组地图
当相邻通道在高纬度和日“缝”重叠时,选择早期数据。(见下面的注意)
为期3天 平均3天,截止日期(包括归档日期)
每周 结束的平均值7天,包括周六文件日期
每月 日历月内所有数据的平均值

注意,所有的海洋测量都被网格化到0.25度的地图乐动苹果手机乐动体育官方2.0上(大约25公里网格)。然而,每个地球物理参数的有效空间分辨率是由在检索中使用的频率通道决定的,如表2所示。

下面列出了网格二进制文件中的海洋测量的细节。乐动体育官方2.0乐动苹果手机

表3:RSS WindSat海洋测量产品详细信息。乐动苹果手机乐动体育官方2.0测量是按照数据文件中包含的顺序提供的。
缩写 产品
名称
产品描述 规模 抵消 有效的数据范围 无数据原因
时间 时间 格林尼治时间午夜后的几分钟
GMT的小小一天
6.0
0.1
0.
0.
0到1440.
0.0到24.0
没有数据
SST. 海洋表面温度 水的温度(皮肤)水〜1毫米厚 0.15 -3.0 -3到34.5度 大风(<20米/秒),阳光闪烁,下雨,射频干扰,靠近海冰或陆地(~75公里)
WSPD_LF 十米级风速 风速使用10.7 GHz频道及以上 0.2 0. 0.50.0 m / s 太阳闪光,雨,射频干扰,靠近海冰或陆地(~50公里)
WSPD_MF 十米级风速 风速使用18.7 GHz频道及以上 0.2 0. 0.50.0 m / s 太阳闪光,雨,射频干扰,靠近海冰或陆地(~50公里)
蒸汽 柱状大气水蒸气 包含在大气的垂直柱中的总气水 0.3 0. 0.到75.0毫米
1转基因/ cm2 = 10毫米
大雨或近陆(约25公里)
柱状云液态水 大气垂直柱中包含的云液态水的总量 0.01 -0.05 -0.05至2.45毫米 近陆地(~25公里)
雨率 液体水沉淀率 0.1 0. 0.25.0毫米/小时 近陆地(~25公里)
WSPD_AW 全天候10-M风速 使用所有通道和三个独立的算法来获得所有天气条件下的风速 0.2 0. 0.50.0 m / s Sun Glint,RFI,海冰或土地附近(雨中〜75公里,〜50公里没有下雨)
WDIR. 十米级风向 海洋学-相对于北方的常规风向 1.5 0. 0.至360.0° 低风(< 3米/秒),RFI, >雨15毫米/小时,太阳闪烁,靠近海冰或陆地(~50公里)

日常文件由Windsat海洋测量组成,映射到常规网格,完成轨道之间的数据间隙。乐动体育官方2.0乐动苹果手机每个参数都存在两种地图,其中一个降序轨道段(当地晨报)和另一个升序轨道段(当地傍晚的通行证)。每日数据文件包含由每组通行证的UTC观察时间(降序和升序)组成的时间映射。时间平均数据文件不包含任何时间信息。

我们的每份日常二进制数据文件ftp站点由十八0.25 x 0.25度网格(1440,720)字节映射组成。九个下降(早晨)地图按以下顺序提供:时间(时间),海面温度(SST),10米表面风速,低频(WSPD_LF),10米表面风速,中频(WSPD_MF),大气水蒸气(蒸气),云液体水(云),雨率(雨),全天天气10米表面风速(WSPD_AW)和表面风向(WDIR)。九个上升(晚上)地图以相同的顺序遵循。

每天、三天和每月的文件都位于目录中/ windsat bmaps_v07.0.1 / yYYYY /嗯.相应的文件名约定是wsat_yyyyyymmmddv7.gz,wsat_yyyyyymmmddv7_d3d.gz和wsat_yyyyymmv7.gz。每周文件位于目录中/ / windsat / bmaps_v07.0.1 /周,文件名约定wsat_yyyyymmddv7.gz其中:

yyyy. 一年 2010、2011等。
毫米 09、10等。
DD. 一天 01、02等等。

1440列和720行地图的第一电池的中心处于0.125 e经度和-89.875纬度。第二个电池的中心是0.375 e经度,-89.875纬度。

数据值在0到255之间。具体值保留如下:

0到250 有效的地球物理数据
251 由于数据质量不好(Sun闪烁; RFI)缺少;缺少SST,WSPD_LF或WSPD_MF,因为雨;缺少数据,因为海冰附近;由于大雨而缺少蒸汽;由于风速高(大于20米/秒),缺少SST;由于陆地接近缺少数据。
252 海冰,或可能的海冰污染
253 存在的观察结果,但坏了(不用于复合地图)
254 没有观察到
255 土地群众

0到250之间的数据值需要进行缩放,以获得有意义的地球物理单位。要缩放数据,请乘以表3中列出的缩放因子(并添加偏移量)。

所有二进制数据文件都有gzip压缩,以减少大小和减少传输时间。它们应该以二进制模式下载。

注意覆盖相邻的卫星通道

极地轨道卫星的连续测量数据在高纬度(> 60乐动苹果手机乐动体育官方2.0度)和一天开始/结束时部分重叠。在制作每日地图时,我们可以将条带数据放在地球网格上,我们可以对不同条带的观测值进行平均,选择早期的观测值,或者用后期的观测值覆盖早期的观测值。除WindSat外,所有RSS卫星产品(SSM/I、SSMIS、AMSR-E、TMI、QuikSCAT),当观测值之间的时间差大于50分钟时,会覆盖之前的观测值,生成每日地图。对于WindSat,我们使用早期的观测数据,除非有观测数据丢失,否则不会覆盖。这样做是为了使0.25度单元的所有地球物理参数参考相同的观测时间。WindSat比其他卫星更复杂,因为每个频率通道(以及每个地球物理参数)有不同的观测几何形状,因此时间略有不同。如果我们用后期的观测覆盖早期的WindSat观测,就会在高纬度的低分辨率通道中造成大量的数据缺口,特别是在条带边缘。

浏览网站上的图像

每日,3天,每周和每月图形图像在我们的网站上显示一个海洋测量:海面温度(SST),10米表面风速,低频分辨率(WSPD_LF),10米表面风速处于中频分辨率(WSPD_MF),柱状水蒸气(蒸气),云液体水(云),雨率(雨),10米表面全天气风速(WSPD_AW)和风向(WDIR)。显示的数据日期是UTC日期/日落日期,当Windsat达到观察时。每个浏览图像的比例位于地图旁边,以供参考。尽管表3中给出了有效的数据范围(最小到最大值),但浏览图像中的秤条被设置为在视觉上增强数据并且可能会有所不同。

在浏览图像中,白色区域表示由WindSat视场确定的可能的海冰污染区域。在时间平均图中,当冰超过50%的时间存在时,或者当一个单元格被确定为包含冰的次数大于该单元格包含数据的次数时,就会显示冰。陆地区域是灰色的。那些无法获得WindSat数据的区域是黑色的。黑颜色包括卫星没有经过的地方和没有数据收集,地区收集数据,但决心是坏的,沿海地区,地区受太阳闪烁在SST和风速的地图区域附近海冰对海温和风速地图、区域海温和风速地图上的雨水汽图上有大雨区、海温图上有高风速(>20 m/s)区和无线电频率干扰区。

在您的网站上浏览图像显示NRT(“RT”)数据,同时可用,此后的最终数据。

每日和3天产品内的差距还减少了每周和每月平均产品的观察数。当您浏览我们的网站上的图像时,导航可能会跳过没有数据的日期,或者您可能会看到一个空白地图,说明该时间没有数据。没有生成具有完全缺失数据的日期的二进制数据文件,并且我们将从我们的FTP服务器中缺席。

数据访问

Windsat数据产品可在2003年2月至今发布后的时间段。与所有其他RSS卫星产品一样,数据以网格化的二进制格式文件提供。图形浏览海洋测量的图像可以是乐动体育官方2.0乐动苹果手机在我们的网页上观看二进制数据文件可以从我们的FTP服务器下载:ftp.ssmi.com/windsat.

的二进制文件读取例程和验证文件在我们的ftp服务器上可用windsat /支持目录中。

相关数据集

Windsat数据也可从NASA PO.DAAC获得NETCDF格式。这些文件中存在相同的海洋测量值乐动苹果手机乐动体育官方2.0。包括元数据。

WindSat水汽值包含在RSS TPW 1度网格产品中。

从WindSat中提取海面温度,并将其包含在RSS OISST每日产品和L2P GHRSST文件中。

参考

梅斯纳,温茨(2012),在大范围风速和地球入射角范围内,海洋表面的辐射率在6 - 90ghz之间, IEEE反式。地球科学与遥感,50(8),3004-3026。

Meissner,T.,L. Ricciardulli和F. J.Ventz,2011年,来自互际主动和无源微波卫星传感器的全天候风矢量测乐动苹果手机乐动体育官方2.0量2011年在加拿大卑斯省温哥华举行的IGARSS会议上发表的论文。

高志强,2004,卫星空间偏振微波辐射计:传感器描述和早期轨道性能。Geosci。和遥感,42(11),2347-2361页。

迈斯纳,T., L. Ricciardulli和F. J. Wentz, 2010,RSS Windsat版本7全天候风矢量产品在西班牙巴塞罗那举行的国际海洋矢量风会议上发表的论文。

迈斯纳,T., L. Ricciardulli和F. J. Wentz, 2010,来自主动和乐动苹果手机乐动体育官方2.0被动微波传感器的风测量:大风和雨中的风这篇论文发表在2010年意大利佛罗伦萨URSI-F微波信号会议上。

迈斯纳和温茨,2009,用被动卫星微波辐射计反演雨下风矢量地球物理学报,46(9),3065-3083。

迈斯纳和温茨,2006,Windsat海洋检索:辐射转移模型,算法,验证,纸张在第9位微波辐射测定和遥感应用中举行的专家会议,USA Puerto Rico。

致谢

Windsat数据由遥感系统生产,并由NASA物理海洋学计乐动体育下载划赞助。RSS Windsat数据可用www.dldq88.com..我们感谢在Noaa / Nesdis / Star的华盛顿,DC和Paul Chang海军乐动帐号注册研究实验室的Peter Gaiser,为我们提供Windsat TDR数据。

如何引用这些数据

这个数据集的持续生产需要NASA的支持。我们需要您确保在您的出版物中引用这些数据,以便我们能够向科学界展示这些数据集的价值。乐动软件下载请在文件的确认部分附上以下声明:

“Windsat数据是由遥感系统生产的,由美国宇航局地球科学乐动体育下载措施发现项目和美国宇航局地球科学物理海洋学学计划。RSS Windsat数据可供选择www.dldq88.com..“

以下是出版物中使用的官方数据引用。乐动软件下载在括号中插入适当的信息。

Wentz, F.J, L.Ricciardulli, C.Gentemann, T. Meissner, K.A. Hilburn, J. Scott, 2013: R乐动体育下载emote Sensing Systems corolis WindSat[指示您使用的是每日、3天、每周还是每月]0.25度网格环境套件,版本7.0.1,[指示子集如果使用]。乐动体育下载遥感系统,圣罗莎,加州乐动体育app .[已访问dd mmm yyyy]。