ASCAT

ASCAT 2.1版本数据发布(2016年4月)

ASCAT数据已被完全重新处理为2.1版。进行再处理是为了实现新的地球物理模型函数C-2015,该模型是在RSS上开发的,目的是在所有风速区实现所有散射计和辐射计风之间的高水平一致性。V2.1所使用的风检索算法与V1.2相同,只是在质量控制、雨标和歧义消除算法上略有变化。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

第一个先进散射计(ASCAT)于2006年10月在EUMETSAT MetOp-A卫星上发射。它于2007年5月开始全面运作,并一直运作至今。2012年9月,ASCAT的另一种仪器在MetOp-B上投入使用。MetOp-A和MetOp-B两颗卫星都携带相同的ASCAT仪器。ASCAT的主要目标是测量海洋上的风速和风向,不过ASCAT也用于研究极地冰、土壤水分和植被。

ASCAT是一个c波段散射计,带有3个垂直极化天线,发射5.255 GHz脉冲。扇形波束天线以相对于卫星轨道的45度、90度和135度定向。天线延伸到仪器的两侧,形成两条观测线,每条线约500公里宽,间隔约360公里。有关ASCAT仪器的更多信息可从EUMETSAT网站Figa-Saldana等人,2002年(见下文参考文献)。散射计本质上是一种雷达,它将微波脉冲向下发射到地球表面,然后测量返回到仪器的功率。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,风速和风向可以从散射计的背向散射功率的测量中得到。万博吧manbet客户端2.0

气候质量海洋风矢量反演

RSS的长期目标是开发适合气候研究的数十年、高精度和精确的相互校准的卫星数据集(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实现了这一点,主要是对所有不同的传感器使用一个共同的辐射传输模型。

从1991年欧洲ERS-1开始,正在为散射计测量的海洋矢量风开发CDR。万博吧manbet客户端2.0迄今为止运行时间最长的仪器是美国宇航局于1999年7月发射的QuikSCAT。2009年11月QuikSCAT消亡后,欧洲ASCAT散射计在适合气候研究的长而连续的海面矢量风时间序列中扮演了重要角色。万博网址是什么

结合来自多个不同传感器的风的理想方法是开发一种用于数据处理的类似方法和校准标准。我们在QuikSCAT和ASCAT中都这样做了。可从EUMETSAT OSI-SAF获得ASCAT操作数据。RSS ASCAT数据用于与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),该函数用于从反向散射散射计信号推算无冰海洋10米高度的风速和方向。多年来,RSS开发和改进了ku波段转基因f。最新的ku波段GMF (Ku-2011)是为了与辐射计在所有风况下的风相一致而设计的,并使用了数年的后向散射比与无雨的WindSat风反演数据。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已用于处理MetOp-A ASCAT数据并产生2.1版本的风。

GMF的质量取决于:i)原始后向散射信号的质量控制;ii)风速、风向和每个ASCAT雷达波束入射角的观测sigma0与地面真值的配位数;iii)地面真实风速数据的选择——在ASCAT的时间定位窗口狭窄的所有风速下,力求高质量和准确性。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数据可用于大部分ASCAT任务,GMI数据可用于后期。两者都可以紧密地配置到ASCAT数据中。TMI和GMI的雨率manbet客户端2.0万博吧测量用于只选择无雨ASCAT后向散射测量,用于开发C-2015 GMF。

ASCAT数据的第一个版本V1于2014年3月发布。我们在2015年8月进行了更新,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转基因食品上的工作产生了气候质量的风。我们将此数据集称为V2.1 C-2015 ASCAT风产品。

完全重新处理的V2.1 ASCAT数据集于2016年4月发布,从2007年延续到现在。处理以一种持续的方式完成,大约有两周的延迟。这一更新的数据集将ASCAT数据纳入气候质量(0.1 m/s),以及遥感系统提供的所有其他散射计和辐射计数据。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 m/s以上时,V2.1风和V1.2风的差值依次增大5-6%。其他差异将在ASCAT更新报告也包括ASCAT V2.1风与系泊浮标、QuikSCAT和卫星辐射计的风的比较。

C-2015也被用于处理ASCAT-B和ASCAT-C。

下载RSS ASCAT C-2015 GMF

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——目前有大约两周的延迟。

我们将数据重新组织成从南极开始的轨道,并使用C-2015 GMF将每个轨道处理成海洋风。该方法与QuikSCAT的方法相似,具有一致性。两个演示,一个是关于GMF ASCAT c - 2015一个是ASCAT风验证结果包含更多的信息。J. Figa在一篇报告中讨论了EUMETSAT提供的重新校准的雷达后向散射值(见下文参考文献)。

降雨对ASCAT c波段风场反演的影响小于QuikSCAT ku波段。降雨对散射计反演的影响通常在低风速时产生正偏差(由于信号被雨滴反向散射),而在高风速时产生负偏差(由于信号在大气中的衰减)。ku波段散射计的偏差可能相当大,但ASCAT的偏差要小得多,尽管不能忽略,而且大多局限于低风效应。与QuikSCAT不同的是,ASCAT在强风(如热带风暴)下的降雨中可以很好地反演风。本网站显示的ASCAT风,以及我们ftp服务器上的数据文件中所提供的风,均存在于无雨地区和多雨地区。在可能的情况下,除了提供独立的散射计雨标外,我们还提供一个辐射计的雨率估计。我们建议用户同时依赖文件中的散射计降雨标志和辐射计降雨信息,以便在他们认为合适的情况下从数据处理中删除任何被雨水污染的数据。有关如何访问和应用雨旗的更多信息,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3小时内是否有雨。此外,所有现有的辐射计都用来探测海冰。利用海冰的日常观测,散射计的观测值可以被适当地标记,这样就可以立即在边缘冰带附近获得可靠的风矢量。

我们提供的ASCAT数据的格式与QuikScat V4和SeaWinds V3a数据相似,但是条带数据(L2B)的分辨率不同,并且在每日网格地图中添加了一个额外的参数。更多细节如下。

RSS ASCAT散射计数据产品

ASCAT数据产品采用二进制文件格式。有两种类型的产品可用:1条带产品,它包含一个条带每个文件的数据,由垂直于卫星路径的条带行组织;2)网格化的二进制数据文件,在许多方面与RSS辐射计数据类似。

测量 定义
表面风速 等效中性风在水面以上10米的风速,由表面粗糙度(风应力)得出,大致相当于8 - 10分钟的平均海面风。
表面风向 空气运动的角度,北= 0度。
雨的信息 ASCAT的数据在大雨时可能不太准确,特别是在低风时。数据产品包括散射计导出的雨旗,和同一位置辐射计的雨率(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

我们通过将散射计的轨道数据映射到经度为0.25°、纬度为0.25°的地球网格,生成每日和时间平均(3天、每周、每月)网格化的数据文件。

网格ASCAT数据可通过FTP公开获取,地址为: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]、“yyyy”、“mm”、“dd”和“v”表示:

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

请注意,3天文件和每周文件以它们结束的那天命名(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bmap,每个代表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(经度、纬度、参数、轨道段(上行或下行通道))的字节数组。这5个参数分别是:UTC观测时间、洋面风速、洋面风向、雨旗/配置辐射计降雨组合值和SOSmap。每个参数都有两个映射:一个是早晨轨道段(下降通道),另一个是当地晚上轨道段(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 协调世界时、风速、风向、雨况、sosmap
2 轨道段 当地早上(下降)过去,当地晚上(上升)过去

因此,每日文件包含10个全局地图:
[早上时间,早上速度,早上方向,早上雨信息,早上sosmap,晚上时间,晚上速度,晚上方向,晚上雨信息,晚上sosmap]

时间平均文件(3天、每周、每月)大小为1440 × 720 × 4(经度、纬度、参数)的字节数组。这4个参数分别是:洋面风速、洋面风向、雨旗/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,降雨信息,sosmap

时间平均文件包含4个全球地图:[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,如果每天的观测记录了相反方向的强风,标量速度平均将反映高平均速度,矢量方向平均将指出盛行风向。

如果存在最少的观测数,则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.

在连续轨道交叉的高纬度地区和一天的最后一个轨道与一天的第一个轨道重叠的“接缝”区域,每日地图上的数据都会被覆盖。

1440列和720行地图的第一个单元格的中心位于0.125 E经度和-89.875纬度。第二个单元格的中心是0.375 E经度,-89.875纬度。

数据值在0到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,但效果很差
254 = 没有散射仪观测
255 = 土地的质量

0 - 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。为了扩大数据规模:

时间: 要么乘以 6.0 得到 UTC时间0到1440分钟
或乘 0.1 得到 0.0至24.0日协调世界时
风速 乘以 0.2 得到 0.0至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 =无雨;1 =雨
辐射计雨 提取比特3到8 -0.2 (x / 5) 得到 0至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。使用位提取来获得以下信息:

散射仪雨旗
(1)
0 =无雨
1 =雨
集中的辐射计国旗
(2)
0 = 180分钟内没有辐射计数据
1 = 180分钟内辐射计数据
辐射计柱状雨率
(第3 - 8位)
0 =无雨
1 =相邻单元中有雨
2到25 =值/5 -0.2雨率(毫米/小时)

这些文件是以压缩格式存储的。如果您的编程环境不能直接读取压缩文件,请使用任何GZIP兼容的工具在读取之前解压缩文件。

读例程

读取例程可以从FTP目录中获得。轨道(L2B)的读取例程和网格数据可在MatLab, IDL, Fortran, c++和Python中使用。请确保阅读相关目录中的ReadMe.txt文件。

缺失的数据

这些数据有漏洞。缺失的数据通常会影响每日和3日产品,但也会减少每周和每月平均观测的数量。以下是RSS ASCAT数据集中已知的缺失天数。

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

当浏览图像时,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的地图,说明该时间没有可用的数据。不生成数据完全缺失的日期的二进制数据文件;他们将缺席我们的FTP服务器。

数据间隙通常是由于处理设备上游数据丢失造成的,例如关闭了仪器。有时,在获取和/或处理最近记录的数据时会出现延迟;几周之后,丢失的数据不太可能得到。

有关遗失ASCAT数据的官方资料,请浏览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图像都显示了特定地理区域的风速和方向。

每日浏览图像分别显示上升和下降卫星经过。每个通道的近似UTC时间在图像底部附近标注。显示数据的日期是收集数据时的UTC日期(请参阅常见问题中的地图日期和时间部分).在一天中,上行和下行通道段的观测时间是交错的。当使用“上一步”和“下一步”按钮浏览每日通行的路段时,大约有一半的地球将按时间顺序浏览;另一半将不会按时间顺序浏览。

每张图像上都有一个10米的海面风速标度,范围在0到45米/秒之间。陆地区域是灰色的。没有散射计数据的区域是黑色的。在每日地图中,黑色的部分包括卫星没有经过且没有收集到数据的地区、虽然收集了数据但被确定为有问题的地区、沿海地区、有海冰的地区。

浏览图像是从我们的FTP服务器上可用的相同网格数据文件生成的。

片数据文件

除了网格化的每日和时间平均文件外,我们只对散射计数据发布swath文件。这些文件包含了卫星绕地球一周的测量数据。万博吧manbet客户端2.0这些数据是由垂直于卫星移动方向的观测单元来组织的。这使得数据网格与我们其他产品中使用的标准纬/经度网格呈一定角度。

轨道散射计数据可通过FTP公开获取:ftp://ftp.remss.com/ascat/MetopA/ascat_wind_vectors_v02.1

文件按照轨道号(00000to09999、01000to01999、02000to02999等)存储在目录中。文件名的形式为:winvec_rrrr_v02.1.date .gz,其中RRRRR是五位数字的轨道号。

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

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

在readme文件中包含验证数据,以帮助确保您正确读取数据:ftp://ftp.remss.com/ascat/ascat_orbit_support/readme.txt

参考文献

Figa-Saldaña, J., J. J. W. Wilson, E. atata, 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),将多个散射计观测数据集成到海洋矢量风的气候数据记录中,在美国夏威夷檀香山举行的2014年海洋科学会议上发表的论文。

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开发: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。

(2012),卫星海洋矢量风的气候数据记录,地球科学进展,32(4),537 - 541。

EUMETSAT 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,该中心由KNMI与喷气推进实验室PO.DAAC的数据镜像。替代版本由NOAA/NESDIS/STAR实时生成。在制作这些数据集时,使用了明显不同的gmf、风算法和质量控制步骤。

确认

ASCAT数据由遥感系统提供,由美国宇航局海洋矢量风科学万博体育app网页注册团队资助。我们感谢EUMETSAT提供的ASCAT SZR L1B数据文件用于制造这些产品。

如何引用ASCAT数据

如果没有NASA的支持,这个数据集的制作是不可能发生的。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。manbext万博官网请在文件的确认部分附上以下声明:

“C-2015 ASCAT数据由遥感系统提供,并由NASA海洋矢量风科万博体育app网页注册学团队赞助。有关资料载于www.dj-hx.com."

以下是出版物中使用的官方数据引用。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在0.25度网格上的每日海洋矢量风,版本02.1,[表示使用的子集]。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.访问[dd mmm yyyy]。