海洋遙感導(dǎo)論

前言

　　在過去的20多年中，海洋觀測(cè)衛(wèi)星在數(shù)量和種類上都有了很大發(fā)展。這種發(fā)展結(jié)合了計(jì)算資源和接收頒發(fā)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，已經(jīng)極大地加深了我們對(duì)海洋和大氣特性的了解。在同一時(shí)期，越來越多的國家發(fā)射海洋衛(wèi)星或者研制海洋衛(wèi)星上的儀器。20世紀(jì)80年代早期，只有美國和前蘇聯(lián)擁有海洋觀測(cè)計(jì)劃。而2000年，擁有海洋觀測(cè)計(jì)劃的國家或地區(qū)包括巴西、加拿大、中國、歐洲、印度、日本、韓國、中國臺(tái)灣地區(qū)、俄羅斯、烏克蘭、美國，此外還有多家私人公司?！　‰姶挪ㄗV在海洋觀測(cè)中的應(yīng)用，結(jié)合我們對(duì)海洋表面和大氣性質(zhì)的了解是大量新儀器研制的出發(fā)點(diǎn)。許多在20世紀(jì)80年代還是試驗(yàn)性的儀器現(xiàn)在已經(jīng)是海洋學(xué)研究的基本工具，包括使用窄波段光學(xué)傳感器估計(jì)生物初級(jí)生產(chǎn)力和觀測(cè)浮游生物相關(guān)的熒光特性；用紅外波段測(cè)量海面溫度達(dá)到觀測(cè)氣候變化需要的精度；被動(dòng)微波遙感器提供了全球不受云影響的海面溫度觀測(cè)；高度計(jì)測(cè)量海面訝然精度達(dá)到2CM。由于計(jì)算機(jī)資源的高效利用，可以迅速獲得這些數(shù)據(jù)并且經(jīng)常發(fā)布在公共網(wǎng)站上。

內(nèi)容概要

本書介紹了利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演海洋物理和生物的特性，給出了在海洋方面應(yīng)用的例子，描繪了眾多國家的及國際的衛(wèi)星海洋學(xué)計(jì)劃，回順了過去20年的成就，總結(jié)了現(xiàn)狀并展望了直到2019年的汁劃。本書涵蓋了輻射傳輸、海洋表面特性、衛(wèi)星軌道、儀器與方法、生物特性的可見光遙感、紅外海表溫度反演、被動(dòng)微波遙感測(cè)量、散射計(jì)風(fēng)場反演、高度計(jì)和SAR觀測(cè)等。同時(shí)討論了新的技術(shù)，如極化被動(dòng)微波輻射汁、SARS、干涉雷達(dá)高度汁和海面鹽度反演等。    本書可以作為研究生和高年級(jí)小科生的衛(wèi)星海洋學(xué)科書，也可以作為利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)從事海洋研究者的參考書。

作者簡介

作者Swwlye Martin 1967年在約翰霍金斯大學(xué)獲得工程力學(xué)士，隨后兩年在麻省理工大學(xué)氣象系擔(dān)任研究助理，1969開始在華盛頓大學(xué)海洋學(xué)院工作至今，現(xiàn)任該學(xué)院物理海洋學(xué)教授。1987年開始講授海洋遙感課程，1979年丌始潛心于被動(dòng)微波遙感、可見光和紅外和雷達(dá)等測(cè)冰技術(shù)的研究：1984—1989年成為NASA對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)(EOS)委員會(huì)的成員，從那時(shí)起一直服務(wù)于NASA對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)委會(huì)和SAR及南緯度環(huán)境變化研究專家組。多次為了研究海冰特性赴北極考察，1993—1994年在東京國家極地研究所任訪問學(xué)者。

書籍目錄

化學(xué)符號(hào)數(shù)學(xué)符號(hào)英文縮寫詞1　緒論  1.1  概述  1.2　遙感的定義  1.3　衛(wèi)星軌道  1.4　地球同步軌道衛(wèi)星  1.5　美國太陽同步軌道衛(wèi)星  1.6　成像技術(shù)  　1.6.1　觀察地球表面  　1.6.2　交叉軌道或垂直軌道掃描儀  　1.6.3　沿軌或推掃式掃描儀  　1.6.4　混合垂直軌道掃描儀  　1.6.5　分辨率　1.7　圖像數(shù)據(jù)處理　1.8　過去、現(xiàn)在和將來的衛(wèi)星計(jì)劃    1.8.1　美國海洋衛(wèi)星研究計(jì)劃的發(fā)展    1.8.2　直到2007年的衛(wèi)星計(jì)劃  1.9　更多參考資料和致謝2　海洋表面現(xiàn)象  2.1　概述  2.2　海洋表面的風(fēng)和波    2.2.1  隨著振幅的增加波浪外形的變化    2.2.2　波浪破碎、能量吸收和泡沫的特性    2.2.3　波浪的均方根振幅和有效波高    2.2.4　海波面斜率的方位分布    2.2.5　表面油膜  2.3　洋流、地轉(zhuǎn)流和海面高度  2.4　海冰　2.5　更多參考資料和致謝3　電磁輻射  3.1  概述  3.2　電磁輻射的描述    3.2.1  電磁波譜的應(yīng)用    3.2.2　色散關(guān)系和折射系數(shù)    3.2.3　立體幾何回顧  3.3　描述電磁輻射的方法    3.3.1  朗伯面    3.3.2　光譜特性  3.4　理想發(fā)射體的輻射    3.4.1　普朗克公式的特性    3.4.2　普朗克公式的頻率形式    3.4.3　普朗克公式的些極限形式    3.4.4　吸收與發(fā)射    3.4.5　基爾霍夫（Kirchoff）定律  3.5　理想儀器    3.5.1　瑞利準(zhǔn)則    3.5.2　簡單望遠(yuǎn)鏡    3.5.3　傾斜觀察儀器    3.5.4　有限帶寬儀器和噪聲處理  3.6　更多參考材料和致謝4　大氣特性與輻射傳輸  4.1　概述  4.2　大氣特性  4.2.1　大氣中的水  4.2.2　云  4.2.3　大氣氣溶膠  4.2.4　臭氧  4.2.5　電離層的自由電子4.3　分子吸收與發(fā)射特性  4.3.1　分子消光特性  4.3.2　光學(xué)厚度與透過率  4.3.3　發(fā)射特性4.4　散射　……5　大氣/海洋界面處的反射、透射和吸收6　海洋水色7　紅外遙感海表面溫度8　微波影像介紹9　大氣和海洋表面被動(dòng)微波觀測(cè)10　雷達(dá)11　散射計(jì)12　高度計(jì)13　成像雷達(dá)14　未來海洋衛(wèi)星系統(tǒng)：2004年到2019年附件參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1　緒論　　1.1　概述　　在過去的30年中，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展提高了衛(wèi)星觀測(cè)及監(jiān)測(cè)全球海洋和大氣的能力。同樣，計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件的發(fā)展使得快速地獲取和處理海量的衛(wèi)星數(shù)據(jù)成為可能，例如，獲取和處理全球海浪、全球大尺度海流的變化、海面風(fēng)場，以及區(qū)域和全球海洋生物的變化等方面的數(shù)據(jù)。衛(wèi)星獲取的這些有用數(shù)據(jù)同化到數(shù)值模式中，能夠進(jìn)一步改善海洋、氣象預(yù)報(bào)的精度?！　『Ｑ笫且粋€(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它大約覆蓋了地球面積的70％，包含了地球上大部分的水資源，也是重要的海洋生態(tài)系統(tǒng)。海洋在生物學(xué)上扮演著重要的角色，它包含了地球上25％的植物物種，這些物種主要集中在海岸帶有限的區(qū)域內(nèi)（Jeffrey和：Mantoura，1997）。具有高生物生產(chǎn)力的地區(qū)包括：紐芬蘭大淺灘、白令海和阿拉斯加海灣、北海和秘魯海岸，世界上80％-90％的漁獲量在這些地區(qū)或相似的區(qū)域。海洋在氣候中也扮演著重要的角色，海洋熱含量變化的確定和海洋與大氣之間垂直方向熱通量、濕度以及c0：的觀測(cè)對(duì)于認(rèn)識(shí)全球變暖和氣候變化是至關(guān)重要的。在赤道和南北極之間大尺度的海流進(jìn)行了大約一半的熱輸送，大氣則進(jìn)行剩余的熱輸送。除了兩極地區(qū)，海洋的熱輸送和它巨大的熱容量，使海洋可以起到調(diào)節(jié)全球氣候的作用，并可改善大陸地區(qū)的宜居性（Wunsch等，1981）。根據(jù)一些數(shù)值模式預(yù)測(cè)：全球氣候的變化將首先影響兩極地區(qū)，所以監(jiān)測(cè)南北極冰覆蓋范圍和冰厚對(duì)于短期的航運(yùn)和長期的氣候研究非常重要。綜上所述，從局部區(qū)域到全球范圍內(nèi)對(duì)海洋的觀測(cè)和監(jiān)測(cè)是十分必要的。

編輯推薦

　　《海洋遙感導(dǎo)論》可以作為研究生和高年級(jí)本科生的衛(wèi)星海洋學(xué)教科書，也可以作為利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)從事海洋研究者的參考書。

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