卫星海洋学

97—98年热带太平洋地区海表面温度（SST）变化

与厄尔尼诺现象

姓名

单位

摘要：

1997-1998年全球发生大规模的El Niño现象，海表面温度（Sea Surface Temperature,缩写为SST）异常升高，全球气候系统随之改变，极具研究价值。本文通过对如何从相关网站上获取和分析SST数据以及根据所获数据绘制图像等问题的介绍，简要分析97-98年SST 所反映出的El Niño现象。本次课下作业拓展了我们的视野，提高了我们的实践能力，对以后的学习和工作益处良多。

关键字：AVHRR、SST、海表面温度厄尔尼诺

1、NOAA/TIROS卫星及A VHRR传感器简介

从六十年代后期开始，美国国家海洋大气局（NOAA）发射的泰洛思（TIROS）系列气象卫星使用可见光和红外波段的传感器直接为气象学急攻了大量有重大价值的图像．到70年代中期，海洋工作者开始从气象卫星的遥感数据中提取包括海表面温度和海水混浊度等有用信息，由此解开了卫星遥感技术在海洋学研究中应用的序幕．

NOAA/TIROS是太阳同步极轨气象卫星，也被称为诺阿/极轨环境卫星，该卫星系列可为全球各国提供免费的当地数据接受服务。我国国家气象局自80年代初期以来已开展了20余年的NOAA/TIROS卫星的信号接受和资料分发工作。NOAA/TIROS卫星系统每天可输出全球范围的16000的大气探测数据，20000—40000个点的海表面温度数据。这些资料被广泛应用于天气预报以及海洋、渔业、水文、交通和地质等领域的研究，取得了越来越显著的社会经济效益。

NOAA/TIROS系列卫星装载有改进型甚高分辨率辐射计A VHRR，还有用于探测大气层垂直空气柱的剖面温度和湿度等物理量的泰罗斯垂直探测装置TOVS。

改进型甚高分辨率辐射计A VHRR（Advanced Very High Resolution Radiometer）是NOAA/TIROS卫星载有的可用于海洋研究的传感器．A VHRR属于可见光和红外波段辐射计；它可以用来遥感云量和表面温度，这里“表面”可以是地球表面、云层上表面或水体包括海洋表面，第一部四波段辐射计A VHRR最初在1978年发射的TIROS-N上使用；随后发展的五波段辐射计A VHRR/2开始在1981年发射的NOAA-7上使用．最新发展的六波段A VHRR/3开始在1998年5月发射的NOAA-15上使用。。

2、数据下载

首先可使用匿名FTP（anonymous File Transfer Protocol）进入美国宇航局JPL实验室物理海洋学现有档案分发中心：ftp:///pub/data_collections/monthly_mean_atlas/，该中心包括1987--2001年几个主要卫星或传感器(如：avhrr,ers1,topex等)所观测的数据资料和解读这些数据的各种程序（如：fortran程序,c语言程序等）。具体操作详见下面一系列图示。我选取的年份是1997年和1998年，将文件夹内的所有文件下载到本地硬盘上：（保存路径为:\sat，下载完毕再将文件夹重命名为avhrrsst97和avhrrsst98）

/ftp

三、数据的预处理

1、直接下载获得的数据文件是扩展名为 .z 的二进制压缩文件，因此，应使用WinZip 解压程序解压数据文件（而不能用WinRAR 解压，否则数据无法读取）。将解压缩之后的数据文件放入相应文件夹中。数据解压缩之后，就要根据需要对fortran 源程序作一定的修改来

读取并存储数据。

2、读取前应对fortran源程序进行修改，源程序及修改后的程序见’程序文件夹’。

下载的资料中带有数据读取程序“read_sst.f”，不过在用“Compaq Visual Fortran 6”运行所带程序时，需要对“Compaq Visual Fortran 6”的设置进行一些改动，具体如下：

(1)单击菜单栏里的“Project”,出现如下图所示的下拉菜单，

(2)单击”Settings”,然后点”Fortran”，

(3)在“Category”的选项中选择”Compatibility” ,

(4)在”Unformatted File Conversion”的选项中选择“Big Endian”,

(5 )点击“OK”。

设置作过以上改动后就可以用来读取数据了。

3、数据的筛选。Fortran程序中的注释标明以下内容：

Missing Value becomes -2.1

Ice Value becomes 36.0

Land Value becomes 36.15

所以，将以上三个值设置为空（NaN）。

本文选定的是热带太平洋海域（30°S-30°N、120°E-60°W），将24个月的SST数据读取并保存在相应文件夹内，此时所需要的数据生成在各个文本文档中，用matlab将所有数据导入，通过f.m函数（如下）

%将88236x1的矩阵转变为172x513的矩阵，并将值为0.0的数据改成NaN无效数据

function b=f(a)

for j=1:172

for i=1:513

if a((j-1)*513+i)==0

a((j-1)*513+i)=NaN;

end

b(j,i)=a((j-1)*513+i);

end

end

将88236x1的矩阵转变为172x513的矩阵，并将值为0.0的数据改成NaN无效数据便于作图，所有数据导入后将其另存为sst97-98.mat的形式便于以后作图。

四、作图

以前没有学过MATLAB，所以在画图中遇到了很多困难，但经过参考以前的大作业和自己的探索终于可以轻松的运用它画图。现将具体过程介绍如下: 打开文件，双击sst97-98.mat将各个月的数据加载到当前的workspace中，此时得到的每一个矩阵通过等值线函数contour便可得到各个月份SST的等值线分布图.。但是这样作出来的图比较单调且不