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Global Wind Speed Retrieval From SAR

Horstmann, Jochen und Schiller, Helmut und Schulz-Stellenfleth, Johannes und Lehner, Susanne (2003) Global Wind Speed Retrieval From SAR. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 41 (10), Seiten 2277-2286. IEEE.

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Kurzfassung

The global availability of synthetic aperture radar (SAR) wave mode data from the European Remote Sensing (ERS) satellites ERS-1 and ERS-2, as well as ENVISAT, allows for the investigation of the wind field over the ocean on a global and continuous basis. For this purpose, 27 days of ERS-2 SAR wave mode data were processed, representing a total of 34 310 imagettes of size 10 km x 5 km, available every 200 km along the satellite track. In this paper, two methods for retrieving wind speeds from SAR imagettes are presented and validated, showing the applicability of ENVISAT alike SAR wave mode data for global ocean wind retrieval. The first method is based on the well-tested empirical C-band scatterometer (SCAT) models, which describe the dependency of the normalized radar cross section (NRCS) on wind speed and direction. To apply C-band models to SAR data, the NRCS needs to be accurately calibrated. This is performed by a new efficient method utilizing a subset of colocated measurements from ERS-2 SCAT and model winds from the European Centre for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF). SAR wind speeds are computed from the calibrated imagettes and compared to the entire set of colocated ERS-2 SCAT and ECMWF model data. Comparison to ERS-2 SCAT winds result in a correlation of 0.95 with a bias of 0.01 ms-1 and an rms error of 1.0 ms-1. The second approach is based on neural networks (NNs), which allow the retrieval of wind speeds from uncalibrated SAR imagettes. NNs are trained using the mean intensity of ERS-2 SAR imagettes and colocated wind data from the ERS-2 SCAT and ECMWF model data. Validation of the NN-retrieved SAR wind speeds to ERS-2 SCAT and ECMWF model wind data result in a correlation of 0.96 with a bias of 0.04 ms-1 and an rms error of 0.93 ms-1.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Global Wind Speed Retrieval From SAR
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Horstmann, JochenGKSS
Schiller, HelmutNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz-Stellenfleth, JohannesNICHT SPEZIFIZIERT
Lehner, SusanneNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2003
Erschienen in:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:41
Seitenbereich:Seiten 2277-2286
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
BENEDIKTSSON, JON ATLINICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Calibration, neural network, scatterometer, synthetic aperture radar (SAR), wind speed
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HGF - Programm:Weltraum (alt)
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Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Gewässerfernerkundung
Hinterlegt von: Bärbel Bolowski
Hinterlegt am:21 Nov 2005
Letzte Änderung:14 Jan 2010 20:19

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