第七届青年地学论坛

波浪周期的全球测量对于海洋工程、极端气候条件预报以及海浪预报等许多应用都非常重要，卫星高度计为能够在大尺度范围内研究和监测海洋提供了可能，因此得到了越来越广泛的关注。本文利用2000年至2005年期间TOPEX/POSEIDON高度计数据和NDBC浮标数据对于目前广泛使用的8种高度计海浪周期反演模型进行了比较分析，从反演模型的精度、反演得到的高度计周期的统计分布等方面对反演模型做出了评价。通过比较分析不同反演算法的散点分布和统计对比图发现通过CH算法、G03算法和C05算法反演得到的结果与浮标测量值相比来说较为离散；Z11Ku波段算法和C波段算法反演得到的均方根误差以及平均偏差都比较大，散点分布较为离散并且整体分布偏向横坐标轴，反演得到的高度计周期曲线较浮标测量周期曲线来说也存在明显的向左偏移的趋势，这说明存在比较明显的过低估计；通过ZT算法、Q04算法以及K05算法反演得到的周期分布曲线与浮标测量周期曲线贴合度不高，周期分布的峰值区间的数据量比浮标观测数据量略高，表明反演得到的波浪周期分布较为集中，例如Q04算法所得的平均周期分布过于集中于5-7s的区间内，与实际浮标观测的结果差异较大。由于初步的验证结果发现通过公式中包含未知参数的G03、K05以及M08算法反演得到的结果不是非常理想，通过K05算法反演得到的均方根误差以及平均偏差都非常大，而且反演得到的一部分波浪周期远小于零，通过数据集检索后发现在风速较低和有效波高较大的情况下会产生这样的负值。因此后续针对G03、K05以及M08三种算法进行重新拟合并给出了新的拟合参数，对比后发现使用G03以及K05算法通过拟合参数反演得到的结果明显优于使用原始参数计算得到的结果，其均方根误差以及平均偏差都有所优化，反演得到的高度计周期的分布也更加接近浮标测量结果；M08算法通过原始参数和拟合参数反演得到的结果差距很小。总体而言，Mackay等人提出的算法（简称M08算法）相较于其他算法而言精度较高，在均方根误差、平均偏差以及周期分布等方面表现最优，能够通过高度计数据更好地反演出海浪周期。
 

波浪周期；卫星高度计；有效波高；反演算法