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风云三号A星紫外臭氧垂直探测仪反演产品的比较和评估

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光学精密工程 2010年第7期18卷 1568-1576页

作者：黄富祥刘年庆张鹏赵明现董超华中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心北京100081

为了考察和评估我国首次自主研制并由新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS的观测数据和反演产品的精度和稳定性,利用SBUS在轨观测数据开展了臭氧垂直氧廓线反演试验,并将反演产品与NO-AA卫星同类仪器SBUV/2产... 详细信息

为了考察和评估我国首次自主研制并由新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS的观测数据和反演产品的精度和稳定性,利用SBUS在轨观测数据开展了臭氧垂直氧廓线反演试验,并将反演产品与NO-AA卫星同类仪器SBUV/2产品数据进行了系统比较。首先使用自主研发的风云三号紫外臭氧垂直廓线反演算法FY_V1.0开展臭氧廓线反演试验,输入数据为SBUS2008年7月17日～8月30日在轨观测数据。然后,采用3种方法,即匹配像元数据直接比较,赤道地区平均反演廓线比较以及反演廓线与先验廓线残差比较,将反演结果与SBUV/2产品进行了比较。最后,基于各种比较结果进行分析和评估。结果显示,与NOAA-16和17卫星SBUV/2反演产品相比,SBUS反演产品多数高度层相对偏差百分率在±10%之间,部分层相对偏差达到±15%;在20°N～20°S比较平均反演臭氧垂直廓线,最大差异为5.4DU,最小差异为0,多数在±0.3DU之间;比较反演廓线与先验廓线的残差表明,较大残差发生的高度以及残差正负性等方面存在明显差异。结论认为,在未对数据做任何订正的条件下,SBUS反演臭氧垂直廓线产品在多数高度层精度尚可,但是,与SBUV/2产品相比,SBUS获取的臭氧垂直廓线存在较大的系统性偏差,需要通过与SBUV/2的交叉定标进行订正。

关键词：风云三号A星 NOAA卫星紫外臭氧垂直探测仪臭氧垂直廓线反演

紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)辐射定标和反演臭氧垂直廓线验证

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气象科技进展 2013年第4期3卷 108-115页

作者：黄富祥黄煜 Lawrence E.Flynn 王维和曹冬杰王淑荣国家卫星气象中心/中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 美国国家海洋与大气管理局

风云三号卫星（FY-3）是中国第二代极轨气象卫星，紫外臭氧垂直探测仪（SBUS）是该卫星11个主要星载遥感仪器之一。阐述了卫星发射前和发射后紫外臭氧垂直探测仪定标、数据及产品验证的结果。主要内容包括仪器发射前的定标和特性描述、... 详细信息

风云三号卫星（FY-3）是中国第二代极轨气象卫星，紫外臭氧垂直探测仪（SBUS）是该卫星11个主要星载遥感仪器之一。阐述了卫星发射前和发射后紫外臭氧垂直探测仪定标、数据及产品验证的结果。主要内容包括仪器发射前的定标和特性描述、在轨监测、臭氧垂直廓线反演产品检验，以及其产品在2011年北极严重臭氧损耗中的监测应用。紫外臭氧垂直探测仪发射前定标，实验室定标不确定性估计大约为4.7%，在轨监测表明漫反射板反射率252nm通道大约衰减15%，其他11个通道大约衰减3%～5%。与美国NOAA卫星同类载荷SBUV/2s反演产品进行比较，FY-3A SBUS反演产品相对差异百分率大约为±7%，而FY-3B SBUS产品相对偏差百分率大约为±6%。利用FY-3 SBUS臭氧垂直廓线监测2011年春季北极严重臭氧损耗，表明从对流层上层到平流层下部的臭氧损耗占臭氧总量损耗的70%～80%。

关键词：定标风云三号卫星臭氧垂直廓线紫外臭氧垂直探测仪

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紫外臭氧垂直探测仪波长定标研究(英文)

大气与环境光学学报 2014年第2期9卷 159-167页

作者：杨小虎中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

介绍了一种新的紫外臭氧垂直探测仪波长定标方法。结合连续光谱和单色仪产生特征谱线克服了一些特殊波段内离散线谱的缺失。紫外臭氧垂直探测仪的波长定标系统主要由高稳定氙灯光源、1.5 m车尔尼-特纳型单色仪以及前置、后置光学系统构... 详细信息

介绍了一种新的紫外臭氧垂直探测仪波长定标方法。结合连续光谱和单色仪产生特征谱线克服了一些特殊波段内离散线谱的缺失。紫外臭氧垂直探测仪的波长定标系统主要由高稳定氙灯光源、1.5 m车尔尼-特纳型单色仪以及前置、后置光学系统构成。该新方法的基本原理主要是一个相互定标校准的过程。紫外臭氧垂直探测仪自带汞灯在紫外波段给波长定标系统提供参考标准光谱,波长定标系统则反过来给紫外臭氧垂直探测仪提供12个更高线性精度的臭氧吸收特征光谱。该波长定标结果完全满足臭氧反演所需要的波长准确度及光谱带宽精度要求。

关键词：波长定标紫外臭氧垂直探测仪车尔尼-特纳型单色仪臭氧反演

大气/真空环境紫外臭氧垂直探测仪光谱辐照度定标研究

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光学学报 2012年第1期32卷 22-27页

作者：杨小虎王淑荣黄煜中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

为进一步提高紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)在轨探测及数据反演精度,提出了SBUS地面定标的一系列改进方案,其中为实现地面定标与在轨工作环境一致的全波段真空辐射定标是改进的第一项。通过构建SBUS大气/真空光谱辐照度响应度比对测试装置,... 详细信息

为进一步提高紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)在轨探测及数据反演精度,提出了SBUS地面定标的一系列改进方案,其中为实现地面定标与在轨工作环境一致的全波段真空辐射定标是改进的第一项。通过构建SBUS大气/真空光谱辐照度响应度比对测试装置,实测了两种环境下SBUS整机对同一光源的光谱辐照度响应。结果显示,在250～300nm波段,真空/大气相对偏差约0.8%;在300～400nm波段,真空/大气比对结果随波长变化,最大偏差略高于15%。而仪器250～400nm波段定标环境引入的单项不确定度,真空定标比以往大气定标减小了1.8%。理论分析及实验验证后发现SBUS反射元件Al+MgF2膜层在真空/大气下光谱反射率会发生变化,从而证实了SBUS在真空环境下定标的必要性。

关键词：遥感辐射定标光谱辐照度定标 Al+MgF2膜紫外臭氧垂直探测仪

中国首台紫外臭氧垂直探测仪在太空将继续“超期服役”

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环境污染与防治 2016年第2期 118-118页

截至2015年底,我国首台投入运行的紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)已在轨正常运行5年,超过了3年设计工作寿命的要求,各项系统目前仍运转正常,将在太空继续"超期服役"。SBUS由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制,于2010年11月5日搭载... 详细信息

截至2015年底,我国首台投入运行的紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)已在轨正常运行5年,超过了3年设计工作寿命的要求,各项系统目前仍运转正常,将在太空继续"超期服役"。SBUS由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制,于2010年11月5日搭载风云3号气象卫星B星发射升空,11月11日投入运行。SBUS为我国首次获得了830 km高度处的地外太阳/大气紫外光谱数据,填补了国内空白。2011年春季,北极发生了有史以来最严重的臭氧损耗事件。中国气象局利用SBUS监测了此次事

关键词：紫外臭氧垂直探测仪超期服役外太阳

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地外太阳紫外光谱测量

光学精密工程 2010年第6期18卷 1271-1277页

作者：王淑荣李福田宋克非王立朋汪龙祺林冠宇黄煜刘海波曲艺黄富祥王维和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033 中国气象局国家卫星气象中心北京100081

介绍了我国自主研制的用于地外太阳紫外光谱测量的FY-3紫外臭氧垂直探测仪,利用该仪器成功获得了地外太阳紫外光谱数据。该紫外臭氧垂直探测仪是一台结构紧凑,工作波段为160～400nm的紫外-真空紫外光谱辐射仪。报导了该探测仪的组成和... 详细信息

介绍了我国自主研制的用于地外太阳紫外光谱测量的FY-3紫外臭氧垂直探测仪,利用该仪器成功获得了地外太阳紫外光谱数据。该紫外臭氧垂直探测仪是一台结构紧凑,工作波段为160～400nm的紫外-真空紫外光谱辐射仪。报导了该探测仪的组成和工作原理,描述了它的3种工作模式,即大气模式、太阳模式和标准灯模式。介绍了太阳模式下该探测仪的光谱辐照度定标,受光源性能所限,光谱辐照度定标分160～300nm和250～400nm两个波段进行。最后,给出了利用紫外臭氧垂直探测仪获得的太阳紫外光谱和数据处理结果。结果表明,利用该探测仪在轨获得的160～400nm太阳连续光谱和250～340nm间12个特征波长的太阳分立光谱与美国SBUV/2获得的测量数据的一致性在±5%以内。

关键词：紫外臭氧垂直探测仪紫外光谱太阳光谱

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青藏高原卫星紫外后向散射辐射的正演仿真

光学精密工程 2022年第3期30卷 256-263页

作者：孙诗雅黄富祥夏学齐中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国气象局国家卫星气象中心北京100081 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081

为了定量评估像元下垫面反射率等要素对青藏高原卫星臭氧遥感数据精度的影响,设计了青藏高原卫星太阳紫外后向散射辐射的正演仿真计算。首先提取NOAA卫星SBUV/2青藏高原像元下垫面的观测数据,结合提取的臭氧垂直廓线数据,设计青藏高原... 详细信息

为了定量评估像元下垫面反射率等要素对青藏高原卫星臭氧遥感数据精度的影响,设计了青藏高原卫星太阳紫外后向散射辐射的正演仿真计算。首先提取NOAA卫星SBUV/2青藏高原像元下垫面的观测数据,结合提取的臭氧垂直廓线数据,设计青藏高原正演仿真计算的输入参数,最后输入风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪正演仿真计算系统开展正演仿真计算,利用计算结果,考察卫星紫外臭氧垂直探测仪通道辐射观测值随下垫面特征参数的变化特征。结果表明:当太阳天顶角在30°~88°内变化时,仪器各个通道的辐亮度观测值都随太阳天顶角增大而减小,变率在-0.002%~-46.24%,变率随着波长的增大而增大,其中第12通道的最大达到-46.24%;当像元下垫面反射率在0~0.8内变化时,仪器通道辐亮度观测值的变化特征随波长不同而有显著差异,其中短波长的第1~6通道,对观测值的影响几乎可以忽略不计,而长波长的第7~12通道,观测值随着下垫面反射率的增大而增大,而且这种变率随着波长的增大而快速增加,第12通道的最大变率达到2903.2%;像元下垫面有效气压的改变,对仪器通道辐亮度观测值的影响可以忽略不计。

关键词：卫星遥感青藏高原紫外臭氧垂直探测仪正演计算辐射传输

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风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线产品反演试验

科学通报 2009年第17期54卷 2556-2561页

作者：黄富祥刘年庆赵明现王淑荣黄煜中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 国家卫星气象中心北京100081 中国科学院长春光学机密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033

新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS,是我国第一次自主研制的卫星臭氧探测仪,目前正处于在轨测试阶段.利用现阶段观测数据,开展臭氧垂直廓线反演试验,并将观测数据和反演廓线与美国NOAA卫星同类仪器SBUV/2进... 详细信息

新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS,是我国第一次自主研制的卫星臭氧探测仪,目前正处于在轨测试阶段.利用现阶段观测数据,开展臭氧垂直廓线反演试验,并将观测数据和反演廓线与美国NOAA卫星同类仪器SBUV/2进行了初步对比.通过太阳辐照度观测、5个短波长通道N-值,以及反演廓线的比较和分析,表明我国首次自主研制的风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪SBUS观测数据和反演产品均达到较高精度,反演廓线与SBUV/2的相对偏差百分率大约为±7%.

关键词：风云三号气象卫星紫外臭氧垂直探测仪臭氧垂直廓线

风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法及对比反演试验

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自然科学进展 2008年第10期18卷 1136-1142页

作者：黄富祥赵明现杨昌军董超华中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心北京100081

从正演模型和反演计算两个方面,介绍风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法FY-V1.0,并比较了与美国NOAA目前两种业务反演算法V6和V8的差异.利用美国NOAA/SBUV(/2)的L1b观测数据,开展FY-V1.0与V8的对比反演试验.对比反演试验结果表明:在... 详细信息

从正演模型和反演计算两个方面,介绍风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法FY-V1.0,并比较了与美国NOAA目前两种业务反演算法V6和V8的差异.利用美国NOAA/SBUV(/2)的L1b观测数据,开展FY-V1.0与V8的对比反演试验.对比反演试验结果表明:在全球低(纬度数紫外臭氧垂直廓线反演算法的误差主要有3个来源:一是下垫面理想化假设,二是多次散射和反射辐射的辐射查算表插值计算,三是先验臭氧廓线X0缺乏对中国区域的代表性.分析认为,未来FY-V1.0算法反演精度改进主要在二个方面:一是利用TOMRAD模式开展多次散射和反射辐射的直接计算,代替目前的辐射查算表插值计算方法;二是通过增加臭氧廓线气候数据库中国区域廓线,或者改进中国区域先验臭氧廓线X0生成方法,改进其对中国区域的代表性.

关键词：风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪反演算法对比反演试验