Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"
XIV.E.212
Методы двойной и тройной коллокации в задачах валидации спутниковых наблюдений температуры поверхности моря
Михайлова Н.В. (1), Мотыжев С.В. (1), Баянкина Т.М. (1), Крыль М.В. (1), Толстошеев А.П. (1), Лунев Е.Г. (1)
(1) Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Для калибровки спутникового оборудования, а также валидации и верификации данных дистанционного зондирования (ДЗ) температуры поверхности моря (ТПМ) и результатов численного моделирования в настоящее время широко применяются методы двойной коллокации. В этих процедурах в качестве опорных используются данные наблюдений за состоянием морской среды, которые проводятся с различных платформ (дрифтеры, ARGO, стационарные буи, морские платформы и т.д.). При этом предполагается, что все ошибки связаны с валидируемым продуктом, а измерения, относительно которых валидируют (опорные), производятся без ошибок. В работе показано, что такое предположение часто приводит к неопределенности выводов и затрудняет диагностику ошибок спутниковых данных.
Метод тройной коллокации позволяет разделить систематические погрешности и случайные ошибки благодаря использованию трех независимых источников данных: натурных наблюдений, дистанционного зондирования и численного моделирования. Это новый объективный метод, учитывающий пространственно-временные неоднородности сбора данных и статистические ошибки выборки [1-3].
В работе приведены результаты валидации одного из лучших продуктов оперативного спутникового мониторинга температуры поверхности Черного моря OSTIA (UKMO, Великобритания) [4] и результатов численного моделирования (диагноз состояния морской среды по прогностической гидродинамической модели Экспериментального центра морских прогнозов Морского гидрофизического института РАН [5]) относительно данных измерений дрифтеров типа Iridium SVP-BTC80RTC/GPS [6] и буев системы ARGO методами двойной и тройной коллокации. С целью устранения погрешностей, обусловленных суточным и сезонным ходом ТПМ, анализ проводился для ночных измерений и в зимний период 2013-2014 гг.
Показано, что для проведения процедур калибровки и валидации спутниковых данных дрифтеры являются более точным инструментом, чем буи системы ARGO. Случайные ошибки ARGO превышают в 1,5 раза случайные ошибки дрифтерных измерений.
Ключевые слова: оперативный спутниковый мониторинг, моделирование, дрифтеры, температура поверхности моря, валидация, систематические и случайные ошибки, метод тройной коллокации, Черное море
Литература:
- O’Connor A.G., Eyre J.R., Saunders R.W. Three-way error analysis between AATSR, AMSR-E, and in-situ sea surface temperature observations // J. Atm. Ocean. Tech. 2008. V. 25. P. 1197-1207.
- Vogelzang J., Stoffelen A. Triple collocation. Document NWPSAF-KN-TR-021, Version 1.0, 06-07-2012. Режим доступа: https://nwpsaf.eu/deliverables/scatterometer/ TripleCollocation_NWPSAF_TR_KN_021_v1_0.pdf
- Gentlemann C.L. (2014), Three way validation of MODIS and AMSR-E sea surface temperature // J. Geophys. Res. Ocean. V.119. P. 2583–2598.
- Donlon C.J., Martin M., Stark J.D., Roberts-Jones J., Fiedler E., Wimmer W. The Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice analysis (OSTIA) // Remote Sensing of the Environment. 2012. V. 116. P. 140–158.
- Демышев С.Г., Коротаев Г.К. Численная энергосбалансированная модель бароклинных течений океана с неровным дном на сетке С // Численные модели и результаты калибровочных расчетов течений в Атлантическом океане.− М.: ИВМ РАН, 1992.− С.163-231.
- Мотыжев С.В., Толстошеев А.П., Лунев Е.Г. Системы оперативных контактных наблюдений в прибрежной зоне // Мониторинг прибрежной зоны на Черноморском экспериментальном подспутниковом полигоне. – Севастополь: Морской гидрофизический институт, 2014. С. 104–118.
Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов
271