微波OI SST产品描述

介绍

卫星微波辐射仪的通云能力提供了全球海面温度(SST)的宝贵画面。为了利用这一点,遥感系统的科学家们已经创造了两个最佳插值(OI万博体育app网页注册)SST日常产品,仅在25公里的分辨率下使用微波数据(MW),并且在9公里的分辨率下使用微波和红外数据(MW_IR)。这些产品非常适用于研究活动,其中一个完整的日常SST地图比万博网址是什么由于轨道间隙或排除SST检索的环境条件而缺少数据的研究活动。25公里的MW OI SST产品包含所有操作辐射仪的SST测量值。万博吧manbet客户端2.09公里MW_IR OI SST产品将微波数据的通云功能与红外SST数据的高空间分辨率和近沿海能力相结合。使用昼夜模型调整所有SST值以创建基础SST。改进的全球每日NRT SST对于广泛的科学和业务活动有用。

最佳插值的SST产品

两种最佳插值(OI)SST产品是从微波(MW)和红外线(IR)SST创建的。

传感器 空间覆盖范围 时间覆盖范围
m

TMI.那AMSR-E.那AMSR-2那温莎特那GMI

40s至40n <2002-06-01

全球> = 2002-06-01

1998-01-01至今

MW_IR.

MW:TMI,AMSR-E,AMSR-2,Windsat,GMI

IR:Modis-Terra,Modis-Aqua,Viirs-NPP

全球的

2002-06-01至今

两种产品都在近实时生产。这些近实时数据旨在作为多传感器改进的SST(MISST)项目的研究,这是美国对全球海万博网址是什么洋数据同化实验(GODAE)高分辨率SST试点项目的贡献(ghrsst-pp.)。文件具有扩展名RT.GZ.orRT.NC.直到他们已经完全处理并被视为对研究质量有足够的质量,此时延期更改万博网址是什么v05.0.gz.orfv05.0.nc.

版本5产品

2017年底推出的版本5产品包括来自版本4产品的以下重大变更:

  • GMI添加到MW和MW_IR产品中
  • VIIRS-NPP.添加到MW_IR产品中
  • 昼夜变暖模型更新
  • 每个微波传感器的传感器特定的错误统计信息(SSE)更新
  • 调整传感器SST的质量控制,因此雨(MW)或云(IR)腐蚀是一致的
  • 传感器相关模型更新
  • 两种产品都以NETCDF格式分发
  • 调整海冰掩模

两个版本4和5产品currently available, but the version 4 product will cease production soon. The version 5 product bytemaps are in the same format as the version 4 bytemaps.

OI分析的传感器特定误差

微波SST检索误差主要是风速和SST的功能。每个传感器的估计SST误差都包含在OI分析中。OI技术确保具有较大误差的SST测量值较少。万博吧manbet客户端2.0

纠正TMI的发光天线

在发射后,TMI传感器的天线涂层在发射后不久被氧化,导致TMI观察中的误差。开发了更正(Wentz,2001),但证明是不完整的删除错误。TMI数据中仍然存在偏差,这是本地观察时间的函数(温曼,2004年)。To account for this, an additional correction is applied before TMI data are included in the OI analysis.

估计和去除昼夜变暖

在混合卫星数据之前,我们考虑每个仪器的数据采样。例如,Modis和AMSR-E上的Sun同步轨道在Aqua上的Aqua和AMSR-E的当地时间的检索率约为1:30至下午1:30。在白天过度通行证期间,海面的太阳能加热可能导致升温最多3°C(Price等,1986;横滨,1996)。目前,许多OI SST算法忽略日间检索,或者将它们分配比夜间检索更高的错误。虽然简单地从客观分析中移除日间检索确实可以防止从“污染”最终产品的温暖检索,但样品的数量可以减少一半。在纯净的地区,这可能不会影响最终产品,但大多数分析中使用的IR SST都有大区域,因为持久的云覆盖,每月都存在许多检索,使得白天检索非常有价值。分配日间检索更高的错误(因此客观分析中的重量较小)减少了数据集的昼夜“污染”,但仍然存在仍然包括昼夜变暖的某些成分的风险。OI SST包括一天和夜间观察。为了最佳地利用白天检索,使用了一种简单的昼夜变暖模型,这取决于太阳能缺失,风速和局部观察时间。太阳系呈现作为纬度和一年的一天; wind speed is simultaneously retrieved with SST from radiometer observations. Using this diurnal model, all SSTs are converted to a foundation SST. For more information, see theGHRSST定义

额外的质量控制

微波数据中存在一些雨污的SST。在雨细胞的边缘,通常有未被发现的雨导致偏置的SST检索。两项测试试图去除雨污的SST。首先,在每个SST检索时,所有附近测量的标准偏差都是使用一天内的所有数据来计算,并且电池100 km。万博吧manbet客户端2.0SST落在3个标准偏差之外,标记并不用于OI SST产品。再次重复此异常删除。接下来,将SST与前一天的OI SST值进行比较。雨像素100公里内的任何SST都比前一天的OI SST值更温暖的雨像素。

在红外数据中存在一些云污染的SST。在云细胞的边缘处,通常有未检测到的云导致偏置的SST检索。雨污染的类似过程消除了来自红外SST的杂散云污染的检索。

未检测到的海冰可以在高纬度下产生错误的SST值。对于MW产品,我们使用可用的辐射计数据来构建陆地周围的海洋遮阳面罩。对于MW_IR产品,需要额外的海冰数据集来确定越来越多的海冰的存在。我们使用海冰浓度数据osi saf用海冰国旗数据。与海冰标记的所有SST值都设定为-1.8°C。

最佳插值(OI)

在表征上面列出的错误之后,SSTS使用中描述的OI方案混合在一起雷诺兹和史密斯(1994年)。OI是海洋学和气象中广泛利用的方法,利用不规则间隔数据(时间和空间)的统计特性来将数据插入定期采样的网格上。对于分析中包含的每个数据集,必须理解误差特性或至少估计。

使用前一天的OI SST的一个先猜测字段来计算数据增量,这是所有附近的数据减去了一个猜测字段。新的SST估计由加权的增量和由OI方法计算的权重形成,添加到第一猜测数据。3天的相关尺度和100km用于确定我们方法中使用的权重。

产生分析误差项,其范围为0至1。误差可以被解释为如何“远离”的观察到所使用的观察到所需网格单元的空间和时间。高值表明,来自网格电池的进一步的观察用于产生SST值,并应谨慎使用。

已知问题

未被发现的海冰

未检测到的海冰导致一些不切实际的温暖的SST值出现在这些产品中。问题在于冰边附近最明显,特别是随着冰边的进步或撤退。

第一组图像(下面)说明了在七天期间的Beaufort海洋,北极海洋中发生的问题。在左侧的图像中,〜4°C(浅蓝色,圆圈)SST可能是一层薄层的海冰或泥泞的伪影。随着海冰凝固的,随着图像及时进入右侧的时间,它变得更准确地确定。

未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰
彩色吧
未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰 未被发现的海冰

第二组图像(上图)轨道在十天内撤退南极海冰。在这里,我们看到可能的冰,导致温暖的伪影高达〜5°C。

缺失数据

卫星仪器偶尔会不可用。即使没有存在新的观察,也将在当天创建近实时OI SST产品。OI方法利用了第一猜测字段,用于此分析是前一天的OI SST。如果没有新的观察结果,新的SST估计就是前一天的SST。这意味着如果缺少MW数据,则MW OI SST值将完全来自前一天的数据。

每日浏览图像TMI.AMSR-E.AMSR-2温莎特, 或者GMI仪器产品可以在任何一天中提供的观察结果,该目录已纳入日常的OI SST产品。

OI SST文件格式

MW和MW_IR OI SST产品都以两种文件格式分发:符合GDS标准的netcdf和二进制“bytemap”格式。在这两种格式中,数据在使用A的地球中心网格上产生板Carrée投射。电网尺寸为1440×720,用于MW(栅格间距为0.25度,靠近赤道约25公里),4096〜2048对于MW_IR(靠近赤道约9公里的网格间隔)。

Bytemaps. netcdf.
m FTP访问 FTP访问
MW_IR. FTP访问 FTP访问

临时产品(结尾的文件RT.NC.orRT.GZ.)通常尚未包含所有可用的观察,并且每天更新多次,直到数据变为“最终”(结束fv05.0.nc.orv05.0.gz.)。但是,即使是这些“最终”文件也继续更新,因为也可以更新输入文件。通常,在存在大约一个月后,OI SST产品将稳定,不再需要更新。

netcdf.Format

netcdf格式遵循ghrsst数据规范,版本2.0(GDS2)。每日L4文件都包含分析的SST,分析错误,海冰分数和掩码信息。

掩码变量遵循L4数据的GDS约定,如下所定义。

OI SST NetCDF产品中的掩码变量的位值
位0. Ocean = 1,不是海洋= 0
第1位 陆地= 1,不是陆地= 0
第2位 没用过
第3位 冰= 1,没有冰= 0
位4. 没用过
第5位 IR数据使用= 1(仅适用于MW_IR产品),未使用= 0
第6位 MW数据使用= 1,未使用= 0
比特7到15 没用过

MW产品另外使用比特0和1的组合:当两个都被设置时,该单元是近沿海地区域。虽然在技术上没有土地,但它太接近了任何微波传感器都报告SST的土地。由于这些区域可以包含IR观察,因此MW_IR产品没有同时设置具有位0和1的小区。

netcdf文件名遵循以下约定:

m yyyymmdd120000-remsss-l4_ghrsst-sstfnd-mw_oii-glob -v02.0-fv05.0.nc.
MW_IR. yyyymmdd120000-remsss-l4_ghrsst-sstfnd-mw_ir_oi-glob -v02.0-fv05.0.nc.

在哪里yyyymmdd.是日期(例如,20170101)。临时(近实时)文件结束-fv05.0-rt.nc.

bytemap格式

每日每日Bytemap由三个二维数据阵列组成,包括1)SSTs,2)oi错误估计和3)数据面具ing information. Each array element is a single unsigned byte and is in little-endian format. The arrays are sized as 1440 by 720 for MW or 4096 by 2048 for MW_IR.

蒙版阵列使用以下位值来标记数据:

OI SST Bytemap产品中的掩模阵列的位值
位0. 土地= 1, no land = 0
第1位 冰= 1,没有冰= 0
第2位 IR数据使用= 1(仅适用于MW_IR产品),未使用= 0
第3位 MW数据使用= 1,未使用= 0
位4. 坏数据= 1,良好数据= 0
第5位

陆地附近的未分类海冰区域= 1,没有冰= 0

(海冰可能或可能不存在)

第6位 没用过
第7位 没用过

(掩模位5未使用版本5产品,但用于版本4.)

Bytemap文件名遵循以下约定:

m mw.fusion.yyyy.doy.ver.gz.
MW_IR. mw_ir.fusion.yyyy.doy.ver.gz.

在哪里yyyy., 和ver代表:

yyyy. “2002”,“2003”等。
day of year “001”(1月1日),“032”(2月1日)等。
ver 版本
RT. 近实时(临时产品)
v05.0. 版本5(最终产品)

对于MW产品,1440柱的第一电池的中心和720行地图的中心为0.125°E,-89.875°N。第二电池的中心为0.375°E,-89.875°N。对于MW_IR产品,4096栏和2048个行地图的第一电池的中心为0.044°E,-89.956°N。第二电池的中心为0.132°E,-89.912°N。

有效的SST值存储为单值的单值,范围为0到250,其中值为251至255,用于屏蔽信息。提供的一些读取例程将以下特定值插入SST和错误数据阵列中,以表示由于以下原因的无效SST值

252. 海冰
254. 缺失数据
255. 土地

数据以打包格式存储。具有从0到250的值的字节随附以下缩放因子和添加剂偏移,请卸载:

SST (字节值*0.15 +-3.0 产量 温度 之间 -3.0和34.5°C
Error (字节值*0.005. +0.0 产量 错误值 之间 0.0和1.0

所有二进制数据文件都是压缩的GZIP.减小尺寸和减少转移时间。

阅读例程

Bytemap格式数据的读取例程在IDL,Matlab,Fortran,Python和C ++中提供:data.remss.com/sst/daily_v04.0/read_routines_v04.0.。These read routines (dated Aug 2014 or later) read the version 4.0 or version 5.0 MW and MW_IR SST files. Be sure to use the验证.txt.文件以检查您的程序在更改需求后是否正确工作。

NetCDF格式数据是自描述的,并且可以使用各种工具读取。

致谢

微波OI SST数据由遥感系统生产,由国家海洋伙伴关系计划(NOPP)和美国万博体育app网页注册宇航局地球科学物理海洋学计划赞助。数据可用www.dj-hx.com.

万博网址是什么美国宇航局科学物理海洋学计划(Eric Lindstrom博士)和美国宇航局地球科学AMSR-E科学团队支持SST混合,昼夜变暖,观察误差和MW OI SST的实时验证。

NASA地球科学措施项目支持这些数据集的分发,Web界面和可视化工具。