星载微波辐射计反演海表盐度的机理在于：海水介电常数受包括海表盐度在内的多种参数共同影响；当海表盐度变化时，海水介电常数的变化引起海水反射率和发射率的变化，进而改变了海面微波辐射亮温。因此可以选择对海表盐度变化敏感的电磁波频段，通过测量海表亮温数据，提取海表盐度信息。
亮温对盐度的敏感性与盐度反演精度直接相关，更高的亮温敏感性意味着亮温数据中盐度变化信号更强，盐度信号的“信噪比”更高，盐度反演误差也更小。数值模拟的结果表明，L波段电磁波对盐度变化相对比较敏感；同时L波段电磁波是国际电信联盟规定的保留波段，有利于排除地面射频干扰源的影响，因此目前在轨的盐度观测卫星SMOS和Aquarius均采用L波段作为工作频段。各种温盐条件下H/V极化亮温对盐度变化的敏感性为0.2～0.8K/psu，考虑到全球绝大部分大洋区域的盐度范围为32～38psu，因此盐度计观测数据中的盐度信号只有几开尔文，与之对应的，在30°入射角时L波段亮温的动态范围为75～110K，因此盐度信息提取是一种弱信号探测。
L波段海面亮温除了受海面盐度影响之外，还受到海表温度SST的影响。利用海水介电常数模型，可以获取不同温盐条件下L波段亮温对盐度变化的敏感性变化趋势，如图4.11所示。结果表明：亮温敏感性随SST的上升而增高。相对于SST变化而言，亮温敏感性受盐度影响较小，表明亮温在各种盐度条件下对盐度变化敏感性稳定。当SST在15℃以下时，高盐条件下亮温敏感性略高于低盐条件；15～20℃范围内，亮温敏感性与盐度基本无关；20℃以上亮温敏感性在低盐时较高。
由于SMOS和Aquarius均没有搭载SST观测仪器，因此两颗卫星的盐度反演算法中使用的SST数据来自ECMWF和NCEP等再分析数据，未来盐度卫星计划可能会搭载C波段微波辐射计进行SST观测。目前星载辐射计的SST测量精度约0.5K，基于蒙特卡洛方法可以获得温度误差对盐度反演精度的影响，如图4.12所示。结果表明在15～20℃范围内，0.5K的SST反演误差导致的盐度误差仅为0.05psu；当SST下降时，亮温对SST的敏感性上升，同时亮温对盐度的敏感性下降，导致反演误差由0.05psu上升到0.3psu；而当SST升高时，虽然亮温对SST变化的敏感性随之上升，但是高水温下亮温对盐度变化的敏感性也在提高，导致在温暖水域的盐度反演误差虽有增大，但是增大的趋势明显小于低温水域，约0.05～0.15psu。
图4.11 亮温敏感性与海面温度/盐度的关系
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图4.12 SST误差导致的盐度反演误差等值线
海面风场是L波段亮温另一重要的影响因素。海面风场增加了海面粗糙度，影响了海面发射率与辐射亮温，产生了风致海面亮温信号。当风速达到一定阈值后，海面波浪破碎将出现泡沫与白冠，泡沫的黑体辐射特性接近黑体，使得海面辐射亮温进一步增大。L波段亮温对风速的敏感性为0.3K/ms-1，考虑到海面风速变化范围远大于海表盐度，因此海面风速等海表粗糙度影响因素导致的亮温变化与盐度信号相当，甚至更高。海面风场对L波段辐射亮温的影响，是盐度反演算法中一个重要误差源。Camps等（2004）于2000—2001年期间在西班牙外海开展了一系列L波段辐射计现场实验，并根据实验数据得到了L波段亮温与风速的回归关系，本节作者采用该模型计算了风速对亮温的贡献，如图4.13所示。
图4.13 粗糙海面亮温与海面风速的关系
基于蒙特卡洛方法可以获得风速误差对盐度反演精度的影响，如图4.14所示。结果表明，2m/s风速误差导致的盐度反演误差可达0.6～1.6psu；由于亮温对盐度敏感性在高海温条件下较高，因此高海温条件下反演精度明显优于低海温条件。
图4.14 风速误差导致的盐度反演误差与海表盐度和温度的关系
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