不同介电常数模型的平静海表面亮温仿真差异性分析

吴义生，韩震，2，3，周玮辰，王艺晴，劳国栋

(1.上海海洋大学 海洋科学学院，上海 201306；2.国家远洋渔业工程技术研究中心，上海 201306；3.上海河口海洋测绘工程技术研究中心，上海 201306)

0 引言

海洋盐度是认识和揭示海洋现象的基本物理参量之一，是研究温盐环流、海气相互作用和全球气候变化的重要依据[1]。走航观测与浮标观测等传统技术手段获取的海洋盐度数据时空分辨率不能满足海洋盐度业务化需求。为解决海洋盐度遥感数据严重不足的问题，2009年欧洲航天局ESA(European Space Agency)发射了SMOS卫星(soil moisture and ocean salinity)[2]，2011年美国航天局NASA(National Aeronautics and Space Agency)发射了“宝瓶座(aquarius)”卫星[3]，并且在2015年年初NASA发射了搭载L波段(1.4～1.427 GHz)辐射计的SMAP(soil moisture active and passive)卫星[4]。

卫星被动微波遥感通常利用L波段观测海表面盐度。在理想情况下，水平极化亮温对盐度的灵敏度为0.2～0.6 K/psu，垂直极化亮温对盐度的灵敏度为0.35～0.8 K/psu[5]。介电常数模型是电磁波频率、海表盐度和海水温度的函数，许多学者开展了海水复介电常数模型研究。早在20世纪90年代，Kelin和 Swift[6]利用在频率为1.43 GHz和2.653 GHz上获取的不同温度、盐度数据，拟合出Debye方程中各项参数，建立了经典的K-S模型，该模型适用于较低的微波波段频率。Blanch等[7]2003年根据电磁波信号传播方法，利用标准矩形波导，提出一个静态结构模型(Bl模型)，模型测试环境为1.43 GHz，盐度范围为0～40 psu。现在常用的介电常数模型还有Meissner-Wentz介电常数模型(简称M-W模型)[8-9]，该介电常数模型是基于双Debye方程，适用于较高的微波频率。

在前人的研究中，很少有学者专门进行不同介电常数模型仿真平静海表面亮温的分析。……