中法星（China–France Oceanography Satellite，CFOSAT），是我国和法国两国合作研制的首颗卫星，用于全球海洋动力环境研究。其上搭载了两台新型体制微波雷达—我国自主知识产权的旋转扇形波束散射计和法方研制的海洋波谱仪。中法星首次实现了全球海面风和海浪的同时观测。有效波高（significant wave height，SWH）是最大三分之一的波浪的平均波高。SWH是一个重要的海洋参数，通过SWH可以加深我们对海—气相互作用过程的理解和研发深海海洋模式。

近日，中国近海CFOSAT星下点SWH的检验及其变化特征的学术论文在《Remote Sensing》期刊发表。该论文由大气科学学院徐经纬副教授联合自然资源部国家卫星海洋应用服务中心和国家气候中心专家完成。

论文分析了有效波高受冬季和夏季不同季节平均流场的影响。利用2019年7月至2021年12月中国近海海域“海洋”−2B（HY−2B）卫星和浮标观测SWH数据验证了CFOSAT星下点SWH数据。利用浮标数据的检验结果表明，相对误差呈现季节性周期变化，并以35%为中心小振幅震荡。与“同位”观测相比，CFOSAT星下点SWH的RMSE为0.29 m，发现CFOSAT在低海况下高估了SWH。CFOSAT和HY−2B季节平均SWH的空间分布相似，两年平均SWH场相关系数为0.98。此外，两颗卫星的SWH方差相关系数随着SWH幅度的增加而增加。并提出了在这种典型受季风影响海域，应注意海况对CFOSAT SWH和HY-2B SWH准确性的影响，特别是利用融合多源高度计SWH数据，建立气候数据集的研究。

图1 CFOSAT SWH与23个浮标同位数据的散点密度

图2 CFOSAT SWH的RAE和SI与原位观测（a）的方差，其中RAE（红线）。利用23个浮标的RAEs计算月平均值。气—海温差（蓝线）与RAE有显著相关性。浮标（（b），绿线）的SWH与月平均RAE之间的时间相关系数为—0.73（达到95%置信水平）。SI指数（（a），灰线）和浮标风速（（b），粉红线）是逐月23个浮标的月平均值。

论文信息：

Xu, J.; Wu, H.; Xu, Y.; Koldunov, N.V.; Zhang, X.; Kong, L.; Xu, M.; Fraedrich, K.; Zhi, X. Validation of Nadir SWH and Its Variance Characteristics from CFOSAT in China’s Offshore Waters. Remote Sens. 2023,15,1005. https:// doi.org/10.3390/rs15041005