WindSat

介绍

该WindSat极化辐射计由海军研究实验室(NRL)遥感司和海军空间技术中心为美国海军和国家极轨运行环境卫星系统(NPOESS万博网址是什么)综合计划办公室(IPO)开发。它于2003年1月6日推出了搭载国防科氏卫星系。WindSat是为了展示一个全极化辐射计的功能,从空间测量海面风矢量。在发射之前,能够测量海洋风向量的唯一手段是散射仪(有源微波传感器)。除了风速和方向,该仪器还可以测量海面温度,土壤湿度,冰和雪的特征,水蒸气,液态水,和雨率。

仪器介绍

对于WindSat仪器的详细说明,请参见P.Gaiser“WindSat星载偏振微波辐射计:传感器描述和早期轨道性能” WindSat科里奥利卫星是在近极地轨道运行,当地升交点时间保持在下午6点,这意味着仪器下午6点越过赤道,因为它从南行驶到北,在你的位置测量这取决于你的纬度接近这个时间的表面。

所述辐射计WindSat是公校准和包含用于SST检索所需的较低频率信道。6.8,10.7,18.7,23.8和37.0千兆赫:辐射计在5个分立的通道进行操作。所有的除了6.8和23.8 GHz的渠道只有双极化完全polarimeteric。表1总结了信道的信息。每一频率信道跟踪不同的出弧线沿着扫描的馈电喇叭,因此地球入射角度(EIA)是针对每个频带不同。不同于以往的辐射计,该WindSat传感器拍摄时无论是前,后找扫描观察。这使得地球视图轨的时候是不同的,显著更复杂的工作,比其他被动微波传感器的WindSat几何形状。该RSS WindSat产品是唯一的数据集可使用前后的样子两个方向。通过使用两个方向,我们得到了一个更广泛的大片,更复杂的大片几何形状是在浏览图像中可见。

表1:WindSat信道,极化地球入射角和信道分辨率的综述。偏振被列为V代表垂直,H为水平,P为45度,L为左圆,和R为右圆。
乐队[千兆赫] 极化 平均EIA

[度]

空间分辨率
(3-dB的足迹大小)

[公里×千米]

6.8 V、H 53.8 39 X 71
10.7 V,H,P,M,L,R 50.1 25×38
18.7 V,H,P,M,L,R 55.6 16×27
23.8 V、H 53.2 20×30
37.0 V,H,P,M,L,R 53.2 8×13

经过发射后的检验,WindSat的数据开始于2003年2月5日。虽然有一段短暂的非工作时间,但该仪器目前仍能继续工作。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会出现延迟。如果数据在数周后没有出现,那么丢失的数据将不太可能可用。我们保存丢失数据的记录:WindSat差距一览

数据处理

我们从NRL和NOAA获得WindSat天线温度数据。通过使用这两种资源,我们的目标是为科学家的研究提供尽可能完整的数据集。万博网址是什么使用一致的处理方案和稳健的辐射传输模型,我们将WindSat数据与其他微波辐射计相互校准,获得亮度温度,然后生产用于分发的海洋测量产品。海风海洋产品包括海面温度;不同的地面风速和风向;大气水汽;云液水;和雨率。

万博体育app网页注册遥感系统在两个阶段中执行WindSat仪器数据的详细处理。第一阶段产生的近实时(NRT)产品,我们也提供尽快(通过“RT”的文件名中标识)。这通常是3小时内被记录的数据时的,在接收或处理数据除了偶尔的延迟。虽然适用于多种用途及时,差异可能会出现微妙的NRT产品不打算是存档/科研质量。万博网址是什么他们将在一周内被删除,并且不应该被存档。

当我们收到NCEP FNL分析“最终”数据(由“V7.0.1”文件名中识别)进行处理。的NCEP风向是用于检索更准确的SST和风速特别有用。最后的“V7.0.1”产品将继续在7天内积累新的大片(半轨道),直到地图都满了,一般。偶尔,数据更长时间的延误后推出,而这些数据将被添加到最后的“V7.0.1”产品。因此,最终是指条带的处理的类型,并且并不意味着一个数据文件被最后确定(如在,永远不会改变)。新当我们从我们的消息来源获得的数据可用数据大片将被添加到最后的“V7.0.1”产品。

几个步骤都参与了WindSat数据处理:

  1. 美国海军研究实验室万博网址是什么提供RSS与级别-1A天线的温度也被称为温度数据记录(TDR)。我们将数据处理成水平-2A校准大气亮度温度(TBS)的顶部。该校准过程中最重要的问题将在讨论GMI ATBD
  2. 大气TB的顶部然后最佳地内插在固定的0.125度地球网格,从其中各种海洋测量被检索。万博吧manbet客户端2.0在我们的FTP站点提供的产品,然后通过简单的重采样箱的0.25度网格创建。虽然每个产品被放置在这个0.25度的网格,数据的有效分辨率变化。下表给出了它们出现在二进制文件的顺序WindSat海洋测量的概述,并列出了每个产品的有效空间分辨率。万博吧manbet客户端2.0

表2:WindSat海洋测量在RSS二进制数据manbet客户端2.0万博吧文件提供的顺序。对于每个测量的有效空间分辨率从0.25度网格中的数据被映射到不同而不同。信道的极化被列为V代表垂直,H为水平,P为45度,L为左圆,和R为右圆。
海洋测量 缩写 有效空间
分辨率[公里×千米]
渠道要求
检索
时间 时间 N / A N / A
海表面温度 SST 39 X 71 6.8 VH,VH 10.7,18.7 VH,VH 23.8,37.0 VH
使用低频率信道十来米的风速 WSPD_LF 25×38 10.7 VH,VH 18.7,23.8 VH,VH 37.0
10米风速采用中频通道 WSPD_MF 16×27 18.7 VH,VH 23.8,37.0 VH
柱状大气中的水蒸气 16×27 18.7 VH,VH 23.8,37.0 VH
柱状云液态水含量 16×27 18.7 VH,VH 23.8,37.0 VH
雨率 8×13 18.7 VH,VH 23.8,37.0 VH
10米全天候风速 WSPD_AW 25x38不下雨

39 x 71在雨中

6.8 VH,VH 10.7,18.7 VH,VH 23.8,37.0 VH
10米风向(相对于北) WDIR 25×38 10.7 VHPMLR, 18.7 VHPMLR, 23.8 VH, 37.0 VHPMLR

如果某一地球物理参数所需的任何通道都不可用,则检索工作就不能完成。例如,这可能会导致VAPOR检索对于给定的位置,但不WSPD_LF或SST在同一位置。SST检索经常在大片的中心丢失,因为没有6.8 GHz的意见。由于没有偏振观测风向是不是可在大片的边缘。这种“丢失数据”的出现是比其他RSS辐射计的产品不同。

RSS WindSat数据产品

遥感系统WindSat数据产品目前的版本是V7万博体育app网页注册.0.1 WindSat数据在2013年8月再处理以去除轻微的处理错误,受影响的风速和方向2008年一月后的产品文件中的所有其它数据等同于以前的版本-7释放。我们提供了一整套数据保存在一个文件中的每一天,3天时间内,周和月。数据套件包含上述表2中列出了测量结果。万博吧manbet客户端2.0

WindSat数据产品包括标准组测量(海面温度,风速,水蒸汽,云液态水,和雨率)和来自其它RSS辐射manbet客户端2.0万博吧计的产品的区别在于,我们可以包括额外的测量:

  1. WDIR:由于其极化信道,WindSat可以测量表面风向。如果风速超过3米/秒仅提供WDIR和雨率低于15毫米/小时。在我们的产品中的风向是海洋公约
  2. WSPD_AW:我们已经在改善雨的存在风速的检索取得显著的进展。看到利用无源卫星微波辐射计进行雨下风向矢量反演,该算法的详细信息使用。如果6.8 GHz的通道与所有其他垂直和水平极化频道一起提供,我们可以在这两个雨免费多雨环境检索WindSat面风速。我们结合各种算法,包括通过雨水算法,所有的雨水条件和H-风算法已经专门训练热带气旋下工作全局的风速。最后全天候风速,WSPD_AW,在我们的二进制文件提供的是无雨的条件WSPD_LF获得标准的风速之间的平滑融合,通过雨水全球风速和H-风导风的速度。

除全天候风速外,我们还生产两种标准的无雨辐射计风产品:WSPD_LF(低频)和WSPD_MF(中频)。第一种,WSPD_LF是使用10.7 GHz及以上的频率通道创建的(见表1),它与AMSR-E wind最相似。第二种,WSPD_MF,使用频率信道在18.7 GHz以上,是最类似的SSM/I风。每种风产品都有独特的优势。WSPD_LF受大气和雨水的影响较小,但受到10.7 GHz RFI和阳光闪烁效应的影响。WSPD_MF具有较高的有效空间分辨率,受冰和陆地污染的影响较小,仅受太阳闪光效应和RFI的影响较小。WSPD_MF比WSPD_LF吵一点。

网格化二进制数据文件

我们生产WindSat日报和时间平均(3天,每周,每月)的二进制数据文件。这些文件包含没有标题或元数据和是一组简单的单字节阵列的,如下所述。由于数据被存储为单个字节,没有字节交换机之间transfering时是必要的。

栅格数据文件根据观察日举办。所有的日期和时间协调世界时(UTC),也称为格林威治标准时间(GMT),祖鲁时间(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结果如下:万博吧manbet客户端2.0

日常 映射到0.25度网格轨道数据
分为基于上升和下降通行证2套地图
当相邻的道次在高纬度和每日重叠“接缝”,更早的数据被选择。(参见下面的注)
3天 平均3天就结束,并包括文件的日期
每周 平均为7天,截止于并包括周六归档日
每月 平均一个月内的所有数据

请注意,所有的海洋测量网格化到0.25度映射图(manbet客户端2.0万博吧约25公里网格)。然而,如在表2中列出上述每个地球物理参数的有效空间分辨率由在检索中使用的频率信道确定。

下面列出了网格二进制文件中海洋测量的细节。万博吧manbet客户端2.0

表3:RSS WindSat海洋测量产品的详细信息。manbet客户端2.0万博吧在包含在数据文件中的顺序提供的测量。
缩写 产品
名称
产品描述 规模 抵消 数据范围 原因无数据
时间 时间 因为午夜GMT分钟
格林威治标准时间的零时制
6
0.1
0.
0.
0到1440
0.0〜24.0
没有数据
SST 海表面温度 温度最高的一层(皮肤)水~1毫米厚 0.15 -3.0 -3到34.5度 大风(<20米/秒),太阳闪烁,雨,RFI,邻近海冰或陆地(〜75公里)
WSPD_LF 10米的风速 使用10.7 GHZ频道和上述风速 0.2 0. 0〜50.0米/秒 阳光闪烁,雨,RFI,附近海冰或土地(约50公里)
WSPD_MF 10米的风速 使用18.7 GHZ频道和上述风速 0.2 0. 0〜50.0米/秒 阳光闪烁,雨,RFI,附近海冰或土地(约50公里)
柱状大气中的水蒸气 气氛中所含的垂直柱总气态水 0.3 0. 0.〜75.0毫米
1GM /厘米2 =10毫米
大雨或附近的土地(约25公里)
柱状云水 总云液态水气氛中所含的垂直柱 0.01 -0.05 -0.05〜2.45毫米 附近的一块土地(约25公里)
雨率 液态水沉淀速率 0.1 0. 0至25.0毫米/小时 附近的一块土地(约25公里)
WSPD_AW 全天候10米的风速 风速使用的所有信道和三个独立的算法,以获得在所有天气条件下的风衍生 0.2 0. 0〜50.0米/秒 阳光闪烁,RFI,靠近海冰或陆地(~75公里有雨,~50公里无雨)
WDIR 10-m的风向 海洋会展风向,相对于北方 1.5 0. 0.到360.0度 低风(<3米/秒),RFI,雨>15毫米/小时,太阳闪烁,邻近海冰或陆地(约50公里)

每日的文件包括风卫星海洋测量数据,这些数据被映射到一个规则的网格中,并包含轨道之间manbet客户端2.0万博吧的数据间隙。每个参数有两幅图,一幅是下降轨道段(局部早通道),另一幅是上升轨道段(局部晚通道)。每天的数据文件包含时间图,其中包含每组通道(下降和上升)的UTC观测时间。时间平均数据文件不包含任何时间信息。

我们提供的每个每日二进制数据文件ftp站点由18 0.25×0.25度格(1440,720)字节的地图。九次降提供按照下面的顺序(上午)地图:时间(Time),海表温度(SST),10米长的地面风速在低频区(WSPD_LF),10米长的地面风速为中频(WSPD_MF),大气水汽(蒸汽),云水(云),降雨率(RAIN),全天候10米的地面风速(WSPD_AW),以及地面风向(WDIR)。九升(晚上)映射按照相同的顺序。

每天,3天,每月文件所在的目录/windsat/bmaps_v07.0.1/yYYYY/mMM。相应的文件名约定是wsat_yyyymmddv7.gz,wsat_yyyymmddv7_d3d.gz和wsat_yyyymmv7.gz。每周文件所在的目录/windsat/bmaps_v07.0.1/weeks/,与文件名约定wsat_yyyymmddv7.gz其中:

YYYY 2010,2011等。
毫米 09,10等
DD 01,02,等等。

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。

如下图所示0到255的特定值已被预留之间的数据值落在:

0到250 = 有效的地球物理数据
251 = 由于数据质量差而丢失(太阳闪烁;RFI);因下雨丢失SST、WSPD_LF或WSPD_MF;由于附近海冰而丢失数据;因大雨丢失水汽;因风速大于20米/秒而错过海温;由于接近陆地而丢失数据。
252 = 海冰,否则容易海冰污染
253 = 意见存在,但不好的(在合成图未使用)
254 = 没有意见
255 = 土地面积

被缩放0和250之间需要的数据值,以获得有意义的地球物理单元。缩放数据,乘以比例因子(并添加偏移量)表3中列出。

所有的二进制数据文件有gzip压缩,以减少大小和减少传输时间。他们应该以二进制模式下载。

注意有关覆盖相邻卫星通行证

从极地轨​​道卫星部分地重叠高纬度(> 60manbet客户端2.0万博吧度),并在一天的开始/结束的测量连续幅。当生产日用地图中,列数据被放置在一个地球电网,我们可以从不同的大片平均观测,选择早期的观测或更高版本的观测覆盖早期观察。对于所有的RSS卫星产品(SSM / I,SSMIS,AMSR-E,TMI,QuikSCAT)除WindSat,每天的地图是覆盖早期的观测,当观测值之间的时间差大于超过50分钟创建。对于WindSat我们使用早期的意见和不覆盖,除非观察丢失。这样做,使得对于给定的0.25度小区中的所有地球物理参数指代相同的观测时间。WindSat比其他卫星更复杂的,因为每个频率信道(并因此每个地球物理参数)具有不同的视觉几何,因此稍微不同的时间。如果我们要改写早期WindSat观察与后来的观察,它会在低分辨率渠道高纬度地区产生很大的数据差距,特别是在大片的边缘。

浏览影像的网站

海表温度(SST),10米地面风速在低频率分辨率(WSPD_LF),10米地面风速在中等频率分辨率:我们的网站上显示一个海洋测量每个每天,3天,每周和每月的图形图像(WSPD_MF),柱状水蒸气(蒸汽),云水(云),降雨率(RAIN),10米表面所有天气风速(WSPD_AW)和风向(WDIR)。数据显示的日期是UTC日期/日时WindSat提出的意见。对于每个浏览图像规模毗邻地图以供参考。虽然有效数据的范围(最小到最大)在表3中给出,在浏览图像中的比例尺被设定为视觉上增强的数据,并可以变化。

在浏览的图像的白色区域表示如由视场WindSat确定为很可能海冰污染的区域。在时间平均的地图,冰是指示当冰的存在超过50%的时间,或当的次数的细胞被识别为含冰小于单元包含数据的次数越大。土地区域是灰色的。其中WindSat数据无法得到这些领域是黑色的。黑色包括附近的海冰受到阳光闪烁在SST和风速地图可以看到卫星没有传过来,并没有采集数据的地区,在那里收集数据,但被确定为坏,沿海地区的区域,区域,地区在SST和风速地图,对SST地图上的SST和风速地图,水蒸气地图上大雨的区域,风速高的区域(> 20米/秒)雨区,和RFI的区域(射频干扰)。

我们的网站上显示NRT浏览图像(“RT”)的数据是可用的,同时,也是最后的数据之后。

日产品和3天产品的差异也减少了周平均产品和月平均产品的观察次数。当您浏览我们网站上的图像时,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的地图,说明当时没有可用的数据。对于完全丢失数据的日期的二进制数据文件将不会产生,而且它们将不会出现在我们的FTP服务器上。

数据访问

WindSat数据产品可在2003年2月推出后到现在的时间段内使用。与所有其他RSS卫星产品一样,数据是以网格的二进制格式文件提供的。图形浏览图像的海洋测量可以万博吧manbet客户端2.0我们的网页上查看和二进制数据文件可以从我们的FTP服务器下载:ftp.ssmi.com/windsat

二进制文件中读取程序和验证文件可我们的FTP服务器上的windsat /支持目录。

相关数据集

该WindSat数据也可以从NASA PO.DAAC中的netCDF格式。同样的海洋测量在这些文件中存在manbet客户端2.0万博吧。元数据都包括在内。

WindSat水蒸气值包括在所述RSS TPW 1-DEG网格化产物。

从WindSat海洋表面温度被提取并列入RSS OISST日常的产品和L2P GHRSST文件。

参考

迈斯纳,T。,和F. J.华斯,(2012),90 GHz的在大范围内的风速和地球入射角 - 海洋表面6之间的发射率,硕士论文。关于地球科学与遥感,50(8),3004-3026。

迈斯纳,T,L Ricciardulli和F. J.华斯,2011年,从intercalibrated有源和无源微波卫manbet客户端2.0万博吧星传感器全天候风矢量测量纸在2011 IGARSS会议,温哥华,加拿大提出的。

GAISER,P。等人,2004,该WindSat空间传播的极化微波辐射计:传感器描述和早期轨道性能,硕士论文。上Geosci。和遥感,42(11),第2347至2361年。

迈斯纳,T,L Ricciardulli和F. J.华斯,2010年,RSS WindSat版本7全天候风矢量产品在国际海洋矢量提交的论文风会议,西班牙巴塞罗那。

迈斯纳,T,L Ricciardulli和F. J.华斯,2010年,风场测量从manbet客户端2.0万博吧主动和被动微波传感器:强风和风在雨纸在URSI-F微波签名会议2010年,佛罗伦萨,意大利提出的。

迈斯纳,T和F J.华斯,2009年,在雨风矢量反演无源卫星微波辐射计,IEEE TRANSACTIONS ON地球科学与遥感,47(9),3065-3083。

迈斯纳,T和F J.华斯,2006年,海通检WindSat:辐射传输模型,算法,验证纸在微波辐射测量和遥感应用,波多黎各,美国第九专家会上提出。

致谢

WindSat数据是通过遥感系统公司制造,由美国航天局物理万博体育app网页注册海洋学计划赞助。RSS WindSat数据可在www.dj-hx.com。我们是在海军研究实验室在华盛顿特区和保畅在NOAA / NESDIS / STAR感谢彼得万博网址是什么·盖泽为我们提供WindSat TDR数据。

如何引用这些数据

继续生产这组数据的需要,从美国航空航天局的支持。我们需要您,一定要在出版物中使用,以便我们能够证明这一点的数据集,以科学的社会价值时,引用这些数据。manbext万博官网请在你的论文的应答区段如下声明:

“WindSat数据由遥感系统生成,由NASA地球科学措施发万博体育app网页注册现项目和NASA地球科学物理海洋学项目资助。RSS WindSat数据可在www.dj-hx.com。“

在出版物中使用的官方数据引用如下。manbext万博官网插入支架相应的信息。

华斯,F.J.,L.Ricciardulli,C.Gentemann,T.迈斯纳,K.A.Hilburn,J.斯科特,2013:遥感系统科里万博体育app网页注册奥利WindSat [表明您是否使用日报,3天,每周或每月]环境套房0.25度格,7.0.1版,[指示子集,如果使用。万博体育app网页注册遥感系统,Santa Rosa平台,CA.可在网上www.dj-hx.com/missions/windsat。[访问时间DD MMM YYYY]。