天气尺度过程导致的遥感采样不对称高估了中高纬海区叶绿素浓度估计

2026-11-0510次

  近日,物理海洋教育部重点实验室在国际知名学术期刊Journal of Geophysical Research: Oceans(《地球物理研究杂志:海洋》)发表了题为”Synoptic Wind-Dependent Sampling Asymmetry Biases Satellite Sea Surface Chlorophyll-a in the Mid-to-High-Latitude North Pacific and North Atlantic”(《天气尺度风速依赖的采样不对称导致中高纬度北太平洋和北大西洋卫星海表叶绿素a浓度偏差》)的最新研究成果。研究发现,冬季较低的天气尺度风速条件下云量更低、卫星有效观测较多,且卫星观测到的叶绿素a浓度更高,而高风速条件下的卫星有效观测较少。这种风速依赖的采样不对称会使卫星记录中的叶绿素a平均浓度出现正偏差。成果由2023级博士研究生王麒翔为第一作者,“筑峰人才工程”第二层次陈朝晖教授为通讯作者共同完成。

  研究基于2010-2019年北太平洋和北大西洋中高纬度海区的水色卫星与再分析风场数据,将风速异常划分为低风速和高风速条件,并通过逐小时匹配、有效像元统计和重采样实验,比较不同风速条件下的海表叶绿素a浓度(SChl)和卫星采样差异。结果表明,冬季低风速条件下的卫星平均有效反演比例高于高风速条件下,低风速SChl样本因此在卫星记录中被相对更多地保留下来。与此同时,低风速条件下观测到的SChl整体更高。两种效应叠加后(图一),北太平洋和北大西洋副极地环流区合计的冬季区域平均叶绿素a浓度偏高约1.4%,局地偏差超过10%。敏感性试验进一步表明,这一采样偏差会传递到CbPM2、VGPM和Eppley-VGPM等卫星海洋初级生产力估算中。

  本研究得到国家自然科学基金项目(42225601)资助。

图一 冬季 SChl 风速依赖性采样偏差示意图。 该图概述了冬季 SChl 相对差异为正所需满足的两个条件:低风速条件下具有较高的 SChl 浓度,以及低风速条件下具有更多的采样数据。


文章引用:

WANG, Q. -X., Z. -H Chen*, C. Zhang, X. -G. Xing, H.-H Guo, H. -Y. Yang, D. -P. Li, and W. -J. Cai, 2026: Synoptic wind-dependent sampling asymmetry biases satellite sea surface chlorophyll-a in the mid-to-high-latitude North Pacific and North Atlantic. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2026JC024739. https://doi.org/10.1029/2026JC024739