何贤强研究员等提出基于双频被动微波遥感估算全球海表泡沫覆盖率与有效泡沫层厚度的新方法

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何贤强研究员等提出基于双频被动微波遥感估算全球海表泡沫覆盖率与有效泡沫层厚度的新方法

上传时间：2025-12-18 16:34:00 浏览次数：作者与来源：hyyg

近日，我室何贤强研究员及合作者在《Remote Sensing of Environment》发表了题为“Estimation of sea surface foam coverage and effective foam layer thickness from satellite microwave measurements”的研究论文。论文第一作者为我室金旭晨副研究员，通讯作者为我室何贤强研究员，合作者包括潘德炉院士、白雁研究员、朱乾坤正高级工程师，应剑云高级工程师、赵雅琪博士，以及印度理工学院马德拉斯分校Palanisamy Shanmugam教授。

海表泡沫由破碎波产生并携带大量气泡，是海气界面动量、热量与气体交换过程的重要“调节器”，同时也会显著改变海表微波辐射特性，从而成为微波遥感海洋参数反演的不确定性来源之一。长期以来，海表泡沫覆盖率可通过多种观测与模型途径估计，但“泡沫层厚度”受限于实验数据稀缺与经验参数化约束，缺乏可用于全球业务化反演的模型与观测约束。

针对上述难题，本研究提出了一种L波段、Ka波段双通道被动微波联合反演新方法，综合Aquarius、SMAP与WindSat等多源卫星微波亮温观测，建立从顶层大气亮温到海表泡沫辐射分量的物理转换与分离流程，并进一步反演得到海表泡沫覆盖率与有效泡沫层厚度随风速变化的定量关系及其全球分布。

研究结果表明，反演得到的泡沫覆盖率与独立观测高度一致（图1），表明该方法在不同观测体系下具备良好稳健性。与此同时，反演得到的有效泡沫层厚度随风速增加而增厚，并与已有水动力学参数化结果总体一致。本方法为卫星探测全球海表泡沫覆盖率与有效泡沫层厚度提供了新途径（图2），尤其是可为长期缺乏直接观测支撑的泡沫厚度参数提供了新的“卫星观测约束”。

图1 模型估算的泡沫覆盖率与光学测量结果在不同风速条件下的对比

图2 反演得到的泡沫覆盖率及等效泡沫厚度的全球分布图。

论文引用：[1]Xuchen Jin, Xianqiang He*, Palanisamy Shanmugam, Yan Bai, Jianyun Ying, Qiankun Zhu, Yaqi Zhao, Delu Pan. Estimation of sea surface foam coverage and effective foam layer thickness from satellite microwave measurements. Remote Sensing of Environment, 334, 115176, 2026.

何贤强研究员等提出基于双频被动微波遥感估算全球海表泡沫覆盖率与有效泡沫层厚度的新方法

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