ASCAT

ASCAT 2.1版本数据发布(2016年4月)

ASCAT数据已经被完全重新处理为2.1版本。进行再处理是为了实现新的地球物理模型函数C-2015,该函数是RSS开发的,目的是在所有风速体系下实现所有散射计和辐射计风之间的高度一致性。V2.1的风反演算法与V1.2的风反演算法相同,只是在质量控制、防雨和模糊度去除算法上略有变化。新的V2.1风是使用EUMETSAT重新校准的L1B sigma0数据(sigma0气候数据记录)产生的。请阅读ASCAT产品更新说明为更多的信息。

介绍

第一个先进的散射计(ASCAT)是在2006年10月由EUMETSAT MetOp-A卫星发射的。它于2007年5月开始全面运作,并一直持续到今天。2012年9月,另一个ASCAT仪器在MetOp-B上运行。两颗卫星,MetOp-A和MetOp-B都携带相同的ASCAT仪器。虽然ASCAT也用于研究极地冰、土壤湿度和植被,但是ASCAT的主要目的是测量海洋上的风速和风向。

ASCAT是一个c波段散射计,有3个垂直极化天线,发射5.255 GHz的脉冲。风扇波束天线相对于卫星轨道的方向分别为45、90和135度。天线延伸在仪器的两侧,形成了两条观测带,每条观测带宽约500公里,间隔约360公里。有关ASCAT仪器的更多信息,请参阅EUMETSAT网站Figa-Saldana et al, 2002(见下文参考文献)。散射计本质上是将微波脉冲传输到地球表面,然后测量返回到仪器的功率的雷达。这种“反向散射”功率与表面粗糙度有关。对于水面,表面粗糙度与近地表风速和风向高度相关。因此,风速和风向可从散射计的反散射功率测量中获得。万博吧manbet客户端2.0

气候质量海洋矢量风反演

我们在RSS的长期愿景是开发适合气候研究的多年代际、高精度和精心校准的卫星数据集(气候数据记录:CDRs)。万博网址是什么卫星辐射计的地面风速已经做到了这一点,主要是通过对所有不同的传感器使用一种共同的辐射传输模型。

从1991年开始,欧洲的ERS-1开始研制用于海洋矢量风散射测量的CDR。万博吧manbet客户端2.0到目前为止,运行时间最长的仪器是NASA的QuikSCAT,它于1999年7月发射。在2009年11月QuikSCAT消失后,欧洲的ASCAT散射计在适合气候研究的海洋表面矢量风的长而连续的时间序列中扮演了重要角色。万博网址是什么

将来自多个不同传感器的风结合起来的理想方法是开发一个用于数据处理的类似方法和校准标准。我们已经为QuikSCAT和ASCAT做过了。ASCAT操作数据可从EUMETSAT osii - saf获得。RSS ASCAT数据用于QuikSCAT的气候一致性。

RSS ASCAT c - 2015

我们最近更新了地球物理模型函数(GMF),该函数用于从反散射散射计信号推导无冰海洋10米高度的风速和风向。多年来,RSS开发并改进了ku波段GMF。最新的ku波段GMF (Ku-2011)设计用于与所有风况下的辐射计风保持一致,并使用了数年的后向散射比,与无雨风卫星风反演相搭配。我们将相同的开发方法应用于c波段散射计数据,其结果C-2015 GMF已被用于处理MetOp-A ASCAT数据并生成2.1版本的风。

GMF的质量取决于:i)原始背散射信号的质量控制;ii)风速、风向、每个ASCAT雷达波束入射角,观测到的sigma0与一个地面真值的搭配次数;和iii)地面真实风速数据的选择——目标是在所有风速下的高质量和高精度,并使用ASCAT在较短的时间内进行定位。对于ASCAT (V1)的第一次处理,我们使用SSMIS风速作为地面真实值。对于C-2015 GMF,我们使用TMI和GMI风速。TMI数据可用于大多数ASCAT任务,GMI数据可用于后期。两者都可以与ASCAT数据紧密搭配。使用TMI和GMI的manbet客户端2.0万博吧降雨率测量来选择无雨ASCAT后向散射测量,用于开发C-2015 GMF。

ASCAT数据的第一版V1于2014年3月发布。在此之后,我们在2015年8月更新了V1.2。虽然有其他几个ASCAT数据集使用的今天,我们的目标是发布一组ASCAT风仔细intercalibrated QuikSCAT和辐射计的风速从遥感系统,允许这些ASCAT风自信在气候研究中使用。万博体育app网页注册我们在C-2015 GMF上的工作产生了具有气候质量的风。我们将此数据集称为V2.1 C-2015 ASCAT wind产品。

完全重新处理的V2.1 ASCAT数据集于2016年4月发布,从2007年一直延续到现在。处理以持续的方式完成,大约延迟两周。这一更新的数据集将ASCAT数据与其他可从遥感系统获得的散射计和辐射计数据结合到气候质量(0.1 m/s)中。万博体育app网页注册在我们的处理中,我们使用ASCAT L1B重新校准的雷达后向散射值(sigma0)来获得ASCAT风。风速在30米/秒以上时,V2.1和V1.2的风速相差约5-6%。其他差异将在ASCAT更新报告此外,还将ASCAT V2.1风与系泊浮标、QuikSCAT和卫星辐射计的风进行了比较。

接下来,我们将使用相同的GMF和方法来处理Metop-B ASCAT。我们预计将在2016年晚些时候公布这些数据。

数据处理

我们从EUMETSAT获得12.5 Km ASCAT L1B后向散射数据。我们有2007年3月的数据——目前大约延迟两周。

我们将数据重新组织到从南极开始的轨道上,然后利用C-2015 GMF将每一个数据处理成海风。在一致性方面,该方法与QuikSCAT类似。两个报告,一个是关于GMF ASCAT c - 2015其中一个展示了ASCAT风验证结果包含更多的信息。J. Figa的报告中讨论了从EUMETSAT得到的重新校准的雷达后向散射值(见下面的参考资料)。

降雨对风反演的影响在ASCAT c波段数据中比在QuikSCAT ku波段数据中要小。降雨对散射计反演的影响通常在低风速时产生正偏置(由于雨滴对信号的反向散射),在高风速时产生负偏置(由于大气对信号的衰减)。这种偏差对ku波段散射计来说是相当大的,但对ASCAT来说就小得多了,虽然不能忽略,而且大多限于低风效应。不像QuikSCAT, ASCAT在强风(如热带风暴)中在雨中恢复是相当好的。风显示在这个网站和提供在我们的ftp服务器上的数据文件存在于无雨和下雨的地区。在可能的情况下,我们除了提供独立的散射计雨旗外,还提供一个辐射计的雨率估算。我们建议用户根据散射计的雨标和辐射计的雨信息从数据处理中删除任何他们认为合适的雨污染数据。有关如何访问和应用雨标的更多信息,请参阅ASCAT阅读例程中的注释。

就ASCAT而言,我们使用卫星微波辐射计(TMI、GMI、AMSR2、WindSat)来确定ASCAT观测地点在3小时内是否有降雨。此外,所有可用的辐射计都用于探测海冰。利用海冰的每日观测,散射计的观测结果可以适当地标示出来,以便立即在边缘冰区附近获得可靠的风矢量。

我们提供的ASCAT数据与QuikScat V4和SeaWinds V3a数据的格式类似,但是swath数据(L2B)的分辨率不同,并且在每日网格地图中增加了一个额外的参数。详情如下。

RSS ASCAT散射计数据产品

ASCAT数据产品是二进制文件格式。有两种类型的产品可供选择:1个swath产品,其中每个文件包含一个swath中的数据,由垂直于卫星路径的swath行组织;2)网格化二进制数据文件,这些文件在许多方面与RSS辐射计数据类似。

测量 定义
表面风速 水面以上10米的等效中性风速,由表面粗糙度(风应力)推导而来,大致相当于8 - 10分钟的平均表面风。
表面风向 空气运动的角度,北= 0度。
雨的信息 ASCAT数据在暴雨时可能不太准确,特别是在低风时。数据产品包括散射计衍生的雨标,以及共定位辐射计的雨率(毫米/小时)。
SOS地图 平方和图识别数据与理论后向散射模型GMF不匹配的区域。

网格二进制文件

我们通过用0.25度纬度的地球网格将散射计轨道数据映射到0.25度经度,生成每日和平均时间(3天、每周、每月)的网格数据文件。

网格ASCAT数据通过FTP公开提供:ftp://ftp.remss.com/ascat/metopa/bmaps_v02.1

文件夹和文件名遵循以下约定:

时间 目录路径 文件名称
每天 (一)/(月)/ ascat_yyyymmdd_v02.1.gz
为期3天 (一)/(月)/ ascat_yyyymmdd_v02.1_3day.gz
每周 周/ ascat_yyyymmdd_v02.1.gz
每月 (一)/(月)/ ascat_yyyymm_v02.1.gz

其中,【年】、【月】、“年”、“月”、“月”、“日”、“v”表示:

(年) 年文件夹 交流,y2008等等。
(月) 月的文件夹 m01(一月)、m02(二月)等
yyyy 一年 2007、2008等。
毫米 1月1日、2月2日等
dd 一天 01、02、…31
v 版本 2.1

请注意,3天和每周的文件是以它们结束的那天命名的(包括第3天或第7天)。

数据以单字节值编码。每个数据文件包含一个字节映射序列,或称bmaps,每个表示四分之一度分辨率的地球:1440 x 720字节。

每日文件是大小为1440 x 720 x 5 x 2的字节数组(经度、纬度、参数、轨道段(上行或下行通道))。这5个参数分别为:UTC观测时间、海洋表面风速、海洋表面风向、雨标/配位辐射计降雨组合值、平方和(SOSmap)。每个参数有两张图:一张是早晨的轨道段(下降通道),另一张是当地晚上的轨道段(上升通道)。

代表 范围
1440 经度 0到360
720 纬度 -90年到90年
5 参数 UTC时间,风速,风向,雨量信息,sosmap
2 轨道段 当地早(下)关,当地晚(上)关

因此,每日文件包含10张全球地图:
【早时间,早速度,早方向,早雨信息,早sosmap,晚时间,晚速度,晚方向,晚雨信息,晚sosmap】

平均时间文件(3天、每周、每月)是大小为1440 x 720 x 4(经度、纬度、参数)的字节数组。这4个参数分别是:海洋表面风速、海洋表面风向、雨标/配置辐射计雨率组合值和SOSmap。

代表 范围
1440 经度 0到360
720 纬度 -90年到90年
4 参数 风速,风向,雨量信息,sosmap

平均时间文件包含4张全球地图:[风速,风向,降雨信息,sosmap]

对于时间平均散射计数据,风速是标量平均,而风向是矢量平均。因此,如果每日观测记录的是相反方向的强风,则标量速度平均值反映了较高的平均风速,而矢量方向平均值则指出了盛行风向。

如果存在最小数量的观测,时间复合网格单元将包含数据:

平均时间 潜在的#观测 典型的#观测 最小号的观察
为期3天 6 ~ 4 2
每周 14 ~ 10 5
每月 ~ 60 ~ 45 20.

每日地图上的数据覆盖了高纬度地区,即连续轨道交叉的地方,以及“接缝”或当天最后一个轨道与第一个轨道重叠的区域。

1440列和720行地图的第一个单元格的中心位于经度0.125 E和纬度-89.875。第二单元的中心是经度0.375 E,纬度-89.875。

数据值在0和255之间。保留了具体的值:

0至250 = 有效的地球物理数据
251 = 不用于散射计
252 = 不用于散射计
253 = 散射计观测是存在的,但不好
254 = 没有散射仪观测
255 = 土地的质量

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数据。数据缩放:

时间: 要么乘以 6.0 得到 世界时白天0至1440分钟
或乘 0.1 得到 协调世界时白天0.0至24.0时
风速 乘以 0.2 得到 0.0到50.0米/秒
风向 乘以 1.5 得到 0.0到360.0度
雨旗 提取第一位 得到 0 =没有下雨;1 =雨
辐射计雨 提取比特3到8 -0.2 (x / 5) 得到 0到12.5毫米/小时
平方和 乘以 0.02 得到 无因次数量

海洋学公约规定了风向。这意味着:

吹向北: 0°(或360°)
风吹东: 90°
风吹南: 180°
风吹西: 270°

Rain字节包含3条信息。使用位提取得到:

散射仪雨旗
(1)
0 =不下雨
1 =雨
集中的辐射计国旗
(2)
0 = 180分钟内无辐射计数据
1 = 180分钟内辐射计数据
辐射计柱状雨率
(3 - 8位)
0 =不下雨
1 =相邻单元中有雨
2到25 =值/5 -0.2雨率,单位为毫米/小时

文件以压缩格式存储。如果您的编程环境不直接读取压缩文件,请在读取之前使用任何GZIP兼容工具解压文件。

读例程

可以从FTP目录中获得读例程。在MatLab、IDL、Fortran、c++和Python中可以使用轨道(L2B)和网格数据的读例程。一定要阅读相关目录中的ReadMe.txt文件。

缺失的数据

这些数据中存在差距。数据缺失一般会影响日产品和3天产品,但也会减少周平均值和月平均值的观测次数。以下是已知的RSS ASCAT数据集中缺失的天数。

2007年4月21 - 24日,
2007年9月18日,
2008年1月17日
2008年3月20日
2011年5月15日

在浏览图像时,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,说明当时没有可用的数据。不产生数据完全缺失的日期的二进制数据文件;它们将不在我们的FTP服务器上。

数据缺口通常是由于我们的处理设备上游的数据丢失,例如仪器被关闭。有时,在获取和/或处理最近记录的数据时出现延迟;几周后,丢失的数据不太可能重新获得。

关于ASCAT数据缺失的官方信息可在OSI SAF网站

浏览图片

在我们的浏览数据部分中,每天、每周或每月的ASCAT图像显示特定地理区域的风速和风向。

每日浏览图像分别显示上升和下降的卫星通过。每个周期的近似UTC时间被标记在图像的底部附近。显示的数据日期是收集数据时的UTC日期(见地图日期和时间部分的常见问题)。升、降通道段全天观测时间交错。当使用“上一”和“下一”按钮浏览“每日通行证”部分时,地球上大约有一半的地方将按时间顺序浏览;另一半不会按时间顺序浏览。

每幅图像上都有一个10米的海洋表面风速的刻度,其范围在0到45米/秒之间。陆地区域是灰色的。没有散射仪数据的区域是黑色的。在每日的地图中,黑色包括卫星没有经过且没有收集到数据的区域、收集到数据但被确定为糟糕的区域、沿海地区和含有海冰的区域。

浏览图像由相同的网格数据文件生成,这些文件在我们的FTP服务器上可用。

片数据文件

除了网格化的每日和平均时间文件之外,我们仅为散射计数据发布了swath文件。这些文件包含了卫星绕地球一圈的测量数据。万博吧manbet客户端2.0数据由垂直于卫星运行方向的观测单元组织。这使得数据网格与我们其他产品中使用的标准lat/lon网格有一定的角度。

轨道散射计数据通过FTP公开提供:ftp://ftp.remss.com/ascat/MetopA/ascat_wind_vectors_v02.1

文件存储在基于轨道编号的目录中(00000to09999、01000to01999、02000to02999等)。文件名的形式为:winvec_rrrr_v02.1 . data .gz,其中RRRRR是五位数的轨道号。

轨道数据文件格式描述为:ftp://ftp.remss.com/ascat/readme_ascat.txt

轨道(swath)文件的读例程在Fortran, IDL和Matlab中提供:ftp://ftp.remss.com/ascat/ascat_orbit_support/

在自述文件中包含了验证数据,以确保您正确读取数据:ftp://ftp.remss.com/ascat/ascat_orbit_support/readme.txt

参考文献

图A - saldana, J., J. J. W. Wilson, E.塔卡,R. V. Gelsthorpe, M. R. Drinkwater和A. Stoffelen,(2002)气象业务平台上的高级散射计(ASCAT):欧洲风散射计的后续,加拿大遥感学报,28(3),402 -412。

Ricciardulli, L.和F. J. Wentz(2014),将多散射计观测数据整合成海洋矢量风的气候数据记录,论文发表于2014年海洋科学会议,美国夏威夷檀香山。

Ricciardulli, L.和F. J. Wentz(2012),不同散射计任务的一致地球物理模型函数的发展:Ku和c -波段,在荷兰乌得勒支举行的NASA IOVWST会议上发表的论文。

Ricciardulli, L., T. Meissner和F. J. Wentz(2012),《卫星海洋矢量风的气候数据记录》,《IEEE国际地球科学和遥感研讨会论文集》,慕尼黑,德国,pgs 2067 - 2069。

ASCAT产品指南

相关的数据集

其他ASCAT数据可从欧洲航天局数据中心获得,该数据由KNMI与喷气推进实验室PO.DAAC的数据镜像生产。另一个版本由NOAA/NESDIS/STAR实时制作。D不同的转基因食品,风力算法和质量控制步骤用于制作这些其他数据集。

确认

ASCAT数据由遥感系统生成,由美国宇航局海洋矢量风科学万博体育app网页注册小组提供资金。我们感谢EUMETSAT提供ASCAT SZR L1B数据文件用于制造这些产品。

如何引用

如果没有NASA的支持,这些数据集是不可能产生的。我们需要您在发表论文时一定要引用这些数据,这样我们才能向科学界展示这些数据集的价值。manbext万博官网请在你的文件的确认部分附上以下声明:

C-2015 ASCAT数据由遥感系统生成,由美国宇航局海洋矢量风科学万博体育app网页注册团队赞助。有关资料载于www.dj-hx.com。"

下面给出了用于出版物的官方数据引用。manbext万博官网根据需要在括号中插入适当的信息。

Ricciardulli, L., Wentz, F.J, 2016年4月。万博体育app网页注册遥感系统ASCAT C-2015 0.25度网格上的每日海洋矢量风,02.1版本,[使用了子集]。加州圣罗莎:遥感系统。万博体育app网页注册可以在www.dj-hx.com/missions/ascat。已访问[dd mmm yyyy]。