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华东沿海ASCAT反演风速的检验和订正

姚日升 涂小萍 丁烨毅 王武军 邬方平 朱万云

姚日升, 涂小萍, 丁烨毅, 等. 华东沿海ASCAT反演风速的检验和订正. 应用气象学报, 2015, 26(6): 735-742, DOI: 10.11898/1001-7313.20150610.
引用本文: 姚日升, 涂小萍, 丁烨毅, 等. 华东沿海ASCAT反演风速的检验和订正. 应用气象学报, 2015, 26(6): 735-742, DOI: 10.11898/1001-7313.20150610.
Yao Risheng, Tu Xiaoping, Ding Yeyi, et al. Verification and Correction on ASCAT Wind Velocities Within the Offshore East China Sea. Joumal of Applied Meteorological Science, 2015, 26(6): 735-742, DOI: 10.11898/1001-7313.20150610.
Citation: Yao Risheng, Tu Xiaoping, Ding Yeyi, et al. Verification and Correction on ASCAT Wind Velocities Within the Offshore East China Sea. Joumal of Applied Meteorological Science, 2015, 26(6): 735-742, DOI: 10.11898/1001-7313.20150610.

华东沿海ASCAT反演风速的检验和订正

DOI: 10.11898/1001-7313.20150610
资助项目: 

浙江省自然科学基金项目 LY15D050001

宁波市气象局科技计划项目 NBQX2014005B

宁波市科技计划项目 2012C50044

详细信息
    通信作者:

    姚日升, email: yaorisheng@tom.com

Verification and Correction on ASCAT Wind Velocities Within the Offshore East China Sea

  • 摘要: 基于2010—2014年ASCAT反演风速、华东沿海14个浮标站和浙江沿海249个自动气象站资料,对华东沿海ASCAT反演风速进行检验和订正。研究表明:站点ASCAT风速误差不仅与离岸距离相关,而且与站点周围地形有关,误差较大的5个浮标站均位于舟山群岛附近海区,平均偏大4.79 m·s-1,其他海区浮标站的ASCAT反演风速平均偏差仅为0.46 m·s-1。ASCAT反演风速与浮标站风速的线性回归可有效减小反演风速误差,订正后误差大幅减小,误差越大的站点订正效果越好。相距160 km内的浮标站点间风速误差呈正相关,且站点间距越小,误差正相关越明显。考虑带影响半径的反距离权重,采用邻站方程订正法和邻站误差订正法分别对华东沿海ASCAT反演风速进行订正,均能明显减小平均偏差和均方根误差,两种方法订正效果接近,即两种方法均有较好的订正效果,可用于实际业务。
  • 图  1  2010年9月—2014年9月站点间ASCAT风速误差相关系数与距离的关系

    Fig.  1  The distribution of coefficients of ASCAT velocity errors to station distances from Sep 2010 to Sep 2014

    图  2  2014年1月18日08:00 ASCAT风速订正前后与ECMWF风速的偏差 (单位:m·s-1;黑色圆点为浮标站) (a) 订正前,(b) 邻站方程订正法,(c) 邻站误差订正法,(d) 考虑自动气象站资料的邻站误差订正法

    Fig.  2  ASCAT wind deviations relative to ECMWF at 0800 BT 18 Jan 2014(unit:m·s-1; dark dots:locations of buoys) (a) without corrections, (b) corrected by regression, (c) corrected by considering errors, (d) corrected by considering errors with AWS data

    表  1  浮标站点地理信息

    Table  1  Geographical information of buoys

    站号 站名 所属省市 位置 离岸距离/km
    A5999 口外船标站 上海 31.10°N,122.53°E 62
    A5904 南漕船标站 上海 30.99°N,122.53°E 60
    A5901 东海浮标站 上海 31.00°N,124.50°E 248
    A5906 海礁浮标站 上海 30.69°N,123.20°E 127
    A5903 洋山浮标站 上海 30.63°N,122.01°E 30
    A5902 航道浮标站 上海 30.55°N,122.37°E 59
    A5905 黄泽洋船标站 上海 30.50°N,122.53°E 75
    58573 舟山浮标站 浙江 29.75°N,122.75°E 61
    58599 平湖油田站 上海 29.07°N,124.91°E 283
    58696 春晓油田站 上海 28.51°N,125.01°E 305
    58768 温州浮标站 浙江 27.55°N,121.40°E 64
    58767 宁德浮标站 福建 26.99°N,121.00°E 53
    58951 福州浮标站 福建 25.50°N,120.30°E 63
    59334 厦门浮标站 福建 23.63°N,118.20°E 53
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    表  2  浮标站ASCAT风速检验

    Table  2  Verification of ASCAT velocities at buoys

    站号 平均偏差/(m·s-1) 均方根误差/(m·s-1) 样本量
    A5999 2.82 3.46 409
    A5904 2.40 3.15 313
    A5901 0.55 1.93 249
    A5906 0.27 1.09 258
    A5903 10.03 11.23 179
    A5902 4.92 5.81 386
    A5905 3.78 4.39 184
    58573 1.08 1.79 1118
    58599 0.50 2.64 268
    58696 1.11 3.02 289
    58768 -0.03 1.25 1000
    58767 0.17 2.18 120
    58951 0.23 1.23 142
    59334 0.25 1.43 143
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    表  3  回归订正前后ASCAT风速独立检验样本误差对比

    Table  3  Error comparison of ASCAT velocities before and after regressions

    站号 样本量 平均偏差/(m·s-1) 均方根误差/(m·s-1)
    回归 检验 订正前 订正后 订正前 订正后
    A5999 300 109 2.61 -0.26 3.23 1.92
    A5904 220 93 1.82 -0.79 2.67 2.12
    A5901 180 69 0.86 0.39 2.08 1.92
    A5906 180 78 -0.01 -0.31 0.97 1.04
    A5903 120 59 8.95 -0.59 10.07 2.61
    A5902 280 106 4.20 -0.64 5.09 2.67
    A5905 130 54 3.90 0.77 4.40 2.00
    58573 800 318 1.19 0.16 1.99 1.60
    58599 190 78 1.49 1.25 3.39 3.41
    58696 200 89 2.21 1.54 3.74 3.44
    58768 700 300 0.04 0.08 1.38 1.38
    58767 80 40 0.44 0.42 3.40 3.39
    58951 100 42 0.55 0.42 1.92 1.90
    59334 100 43 0.00 -0.42 1.64 1.70
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    表  4  不同订正方法ASCAT风速订正误差对比

    Table  4  Comparison of two methods on ASCAT velocity corrections

    订正方法 站号 样本量 平均偏差/(m·s-1) 均方根误差/(m·s-1)
    订正前 订正后 订正前 订正后
    邻站方程订正法 A5999 409 2.82 0.64 3.46 2.09
    A5904 313 2.40 -0.13 3.15 2.06
    A5901 249 0.55 0.49 1.93 1.91
    A5906 258 0.27 -0.98 1.09 1.44
    A5903 179 10.03 6.25 11.23 7.46
    A5902 386 4.92 1.57 5.81 3.24
    A5905 184 3.78 0.18 4.39 2.03
    58573 1118 1.08 0.14 1.79 1.46
    58599 268 0.50 -0.17 2.64 2.61
    58696 289 1.11 0.81 3.02 2.94
    邻站误差订正法 A5999 130 2.74 0.94 3.41 1.96
    A5904 115 2.01 -0.31 2.97 1.52
    A5901 51 1.07 0.94 2.21 2.14
    A5906 236 0.33 -1.30 1.08 1.79
    A5903 167 10.62 7.98 11.58 9.02
    A5902 262 3.77 0.09 4.65 2.50
    A5905 184 3.78 0.72 4.39 2.32
    58573 268 1.19 -0.01 1.99 1.51
    58599 237 0.58 -0.03 2.68 1.84
    58696 238 1.03 0.67 2.92 2.06
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-09
  • 修回日期:  2015-08-11
  • 刊出日期:  2015-11-30

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