卫星海洋遥感导论anintroductiontosatelliteoceanicremote

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1、卫星海洋遥感导论AnIntroductiontoSatelliteOceanicRemoteSensing第三部分海洋参数的遥感反演第七章海洋表面温度遥感武汉大学遥感信息工程学院海洋表面温度（seasurfacetemperature，SST）是一个重要的海洋环境参数，是海洋环境非常重要的基础信息。几乎所有的海洋过程，特别是海洋动力过程都直接或间接的与温度有关。用MODIS的红外波段反演的全球海洋表面温度第七章海洋表面温度遥感SatelliteOceanicRemoteSensing1第七章海洋表面温度遥感SatelliteOceani

2、cRemoteSensing2研究与应用海洋现象监测，如大洋旋涡、上升流、海冰、海洋锋面划分水团的主要依据全球气候变化的主要输入量厄尔尼若现象、拉尼拉现象、热带气旋、海气交互作用渔业，生物种群分布、洄游、繁殖等污染监测海温预报卫星遥感SST从卫星遥感来测定SST的方法有热红外测量和被动微波辐射测量，两种方法各有其优点和缺点。无论是热红外遥感方法还是被动式遥感方法在测量海洋表面温度时都是各有利弊，为了充分利用二者的优点，人们已经开始综合使用这两种方法来测量海洋表面温度。第七章海洋表面温度遥感SatelliteOceanicRemoteSe

3、nsing3依赖于物体温度的微波辐射叫微波热辐射。如果物体辐射的能量等于吸收的能量，那么物体的温度不发生变化，此时的辐射就叫平衡热辐射。通过遥感方法获取海洋表面温度的理论基础是:随着温度的升高海洋表面发射的总辐射能也迅速地增加，而且，海洋表面温度的变化也影响海洋的发射光谱。7.1微波辐射计海表温度测量SatelliteOceanicRemoteSensing47.1.1微波辐射计测量海表温度的原理海洋中各种物理量的亮度温度的感光度及适合的观测波段7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理SatelliteOceanicRemoteSensi

4、ng5根据瑞利-金斯公式，在温度为T和波长为时，其光谱辐射度可以描述为：7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理SatelliteOceanicRemoteSensing61.辐亮度、亮温度与极化比辐射率式中k为波尔兹曼常数。此公式给出了微波辐射度与温度的关系。在微波波段，黑体的亮度（辐射率）可以用下式表示：其中，△f为带宽（Hz），k是波尔兹曼常数。由上式可知，在微波波段，黑体的亮度与热力学温度成正比，与波长的平方成反比。7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理SatelliteOceanicRemoteSensing77.1.1微波辐射

5、计测量海表温度的原理SatelliteOceanicRemoteSensing8在微波波段，海洋表面为“灰体”。其辐射率L与波长、热力学温度、方向和极化，以及物体的性质有关。利用瑞利-金斯公式和亮度温度的定义，可以获得作为“灰体”的海水的发射率e与亮度温度TB的关系为：上式中B为“灰体”的辐射率，Bb为“黑体”的辐射率；TB为“灰体”的亮度温度，简称为亮温，表示其在某一频率上的辐射强度；T为“灰体”的热力学温度。根据电磁波的极化特性，任何物体的总的辐射能可以分解为水平极化和垂直极化两个分量。黑体辐射的极化是随机的，所以，黑体的单位极化辐

6、亮度：式中i表示极化方式，i=v或h。7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理SatelliteOceanicRemoteSensing9在微波波段，海洋可视为“灰体”。对于作为“灰体”的海洋表面，其辐射亮度为B（），极化辐亮度为Bi（），则海洋的亮温和极化亮温TB和TBi为：7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理SatelliteOceanicRemoteSensing10由于灰体的辐射率与方向和极化有关，黑体的辐射率与方向和极化无关，导致灰体的发射率与方向和极化有关，所以灰体的发射率常表达为：7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理Sa

7、telliteOceanicRemoteSensing11因为0≤ei（，）≤1，所以TBi（，）≤T。海洋表面的亮温TBi（，）总是小于其实际温度T。在微波辐射测量中，最后的反演值就是反映了物体的极化亮温TBi（，）特性。所以，作为“灰体”的海洋表面的极化辐亮度可用下式表示：其中，Bi（,）为海洋表面的极化亮度（W/sr.m2），TBi（,）定义为海洋表面的极化亮温（K）。7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理SatelliteOceanicRemoteSensing12由于，Bi（,）正比于TBi（,）它与微波辐射计天线的视在温度T

8、Ap(ApparentTemperature)之间关系为：式中TAp是视在温度。（此式是微波辐射计测量地表温度的一个非常重要的公式）。7.1.1微波辐射计测量海表温度的原理SatelliteOceanicR