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基于sciatran模型的Limb大气辐射传输模拟

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科学技术与工程 2010年第6期10卷 1506-1509,1513页

作者：张恭正陈圣波王明常陶玉龙逄超郭金海吉林大学地球探测科学与技术学院中国人民解放军65015部队

大气辐射传输模型sciatran是一种较新的高光谱分辨率大气辐射传输模型。结合欧洲空间局环境卫星(ENVISAT-1)搭载的SCIAMACHY传感器在Limb观测模式下的相关参数,利用sciatran模型模拟传感器辐射亮度值,将模拟得到的辐射亮度值与SCIAMACH... 详细信息

大气辐射传输模型sciatran是一种较新的高光谱分辨率大气辐射传输模型。结合欧洲空间局环境卫星(ENVISAT-1)搭载的SCIAMACHY传感器在Limb观测模式下的相关参数,利用sciatran模型模拟传感器辐射亮度值,将模拟得到的辐射亮度值与SCIAMACHY传感器实测数据的辐射亮度值进行对比,通过对比发现模拟值辐射亮度曲线总体走向、趋势和分布上与实测值符合较好,但存在差别。通过对臭氧廓线数据、气溶胶以及地表反照率数值进行调整分别模拟,经分析得出sciatran模型中自带臭氧廓线数据和真实的臭氧廓线数据存在差异是模拟和实测辐射亮度值存在差别的主要原因。

关键词： sciatran模型 Limb模式辐射亮度模拟影响因素

高分五号痕量气体差分吸收光谱仪的地表UV-B辐照度初步反演

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遥感学报 2023年第8期27卷 1856-1865页

作者：麻文杰周海金赵欣司福祺罗宇涵杨东上杨太平钱园园汤付颖安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室合肥230031

地表UV-B辐照度会对地球生态系统产生非常重要的影响。利用卫星遥感探测,可实现全球地表UV-B辐照度的长期探测,对于生态系统评估和大气科学研究等具有重要意义。目前基于国产卫星的地表UV-B辐照度产品较少,因此本文开展了高分五号卫星... 详细信息

地表UV-B辐照度会对地球生态系统产生非常重要的影响。利用卫星遥感探测,可实现全球地表UV-B辐照度的长期探测,对于生态系统评估和大气科学研究等具有重要意义。目前基于国产卫星的地表UV-B辐照度产品较少,因此本文开展了高分五号卫星大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)的地表UV-B辐照度的初步反演。首先基于地表UV-B辐照度的敏感性分析结果,建立无气溶胶情况下晴空地表UV-B辐照度查找表。随后提出了云、气溶胶场景下的校正方法,实现了全球地表UV-B辐照度的反演。最后,为验证该算法的准确性,将EMI结果分别与欧洲OMI卫星数据、WOUDC地面站点数据进行了对比,其中与OMI数据的相关系数大于0.9,与WOUDC地面站点数据的相关系数达到0.91。研究结果表明EMI载荷的地表UV-B辐照度产品准确性高,为后续地表UV-B辐照度等相关产品的发布提供研究基础,也证明了该载荷在全球地表紫外辐射时空分布监测应用中的能力。

关键词：遥感痕量气体差分吸收光谱仪地表UV-B辐照度 sciatran模型查找表

基于sciatran的大气CO2近红外辐射传输特性研究

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基于SCIATRAN的大气CO2近红外辐射传输特性研究

作者：甘永莹桂林电子科技大学

学位级别：硕士

研究大气CO高精度探测,对准确描绘CO空间分布有着重要的意义。具有高通量、超光谱分辨率的空间外差探测技术是发展CO卫星载荷的重要技术,目前我国针对此技术的正演模型研究仍较欠缺,因此本文提出高精度辐射传输正演模型的研究,这对新的... 详细信息

研究大气CO高精度探测,对准确描绘CO空间分布有着重要的意义。具有高通量、超光谱分辨率的空间外差探测技术是发展CO卫星载荷的重要技术,目前我国针对此技术的正演模型研究仍较欠缺,因此本文提出高精度辐射传输正演模型的研究,这对新的探测器性能模拟,优化传感器系统参数有着重要的意义,更为准确反演CO浓度提供可靠的仿真数据。本文利用sciatran模型开展大气CO空间外差光谱探测的正演研究,建立了完整的大气CO近红外辐射传输模型。以观测几何、气溶胶参数以及地表参数作为敏感性因子,分析了这些因子对大气CO空间外差光谱探测的影响,并将模拟数据与实测数据进行对比验证。研究结果表明:CO探测器观测到的CO辐射亮度受太阳方位角、气溶胶季节和边界层湿度的影响并不显著。影响其观测亮度的首要因素是太阳天顶角,太阳天顶角每增加10°,则观测辐射亮度减小36%。其次是地表特性,不同地表对太阳辐射的反射特性不同,地表反照率增加0.1,则观测辐射亮度就增加约20%。再次,不同气溶胶光学厚度和大气边界层能见距离对观测辐射亮度值影响也较大,城市型气溶胶与农村型气溶胶对观测辐射亮度影响趋势一致,观测辐射亮度随气溶胶光学厚度增大而减小,随能见距离的增大而增大,而海洋型气溶胶则与之相反。最后,将sciatran模拟数据、实测数据、Modtran模拟数据进行对比,结果表明三者光谱形状相似,趋势一致。验证了sciatran模型作为CO空间外差光谱仪正演模型的可行性和可靠性,同时展示了sciatran模型高分辨率的优势。

关键词： sciatran模型大气气溶胶地表类型敏感性分析

星载痕量气体差分吸收光谱仪的地表UV-B辐照度算法研究

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星载痕量气体差分吸收光谱仪的地表UV-B辐照度算法研究

作者：麻文杰安徽大学

学位级别：硕士

太阳辐射对地球生命有着广泛的影响,为地球大气运动提供能量。在现代工业化进程中,人类活动导致大气系统发生了显著变化,如平流层臭氧量减少、臭氧空洞出现、对流层大气复合污染等现象,全球地表UV-B辐照度也随之发生相应的变化,给人类... 详细信息

太阳辐射对地球生命有着广泛的影响,为地球大气运动提供能量。在现代工业化进程中,人类活动导致大气系统发生了显著变化,如平流层臭氧量减少、臭氧空洞出现、对流层大气复合污染等现象,全球地表UV-B辐照度也随之发生相应的变化,给人类及生态环境带来了显著的影响,如皮肤癌变、作物产量减少等。因此,监测地表UV-B辐照度具有重要的意义。监测地表UV-B辐照度主要有两种方式:地基监测和卫星监测。地基平台地表UV-B辐照度的监测存在站点分布稀疏、运行时间短等缺点。相比有限的地基监测,卫星遥感技术可实现全球地表UV-B辐照度的长期监测,因此卫星监测已成为监测地表UV-B辐照度愈发重要的方式。本文基于国产高分五号卫星搭载的大气痕量气体差分吸收光谱仪(Environmental Trace Gas Monitoring Instrument,EMI),利用EMI反演和观测的数据,开展了EMI地表UV-B辐照度的算法研究,完成了EMI地表UV-B辐照度算法的构建,实现了EMI全球地表UV-B辐照度的初步反演。本文首先通过sciatran模型建立晴空像元地表UV-B辐照度查找表,利用EMI各像元对应的太阳天顶角、地表反照率、海拔高度和臭氧总量数据,多维插值计算出晴空条件下的地表UV-B辐照度。为减少构建查找表构建和插值查找所消耗的时间,本文利用sciatran模型进行地表UV-B辐照度影响因素的敏感性分析。基于地表UV-B辐照度的敏感性分析结果,合理地确定晴空地表UV-B辐照度查找表的输入参数节点,计算出EMI晴空像元下的地表UV-B辐照度。然后,开展了有云和有气溶胶场景下校正方法的研究,通过基于朗伯等效反射率的云校正方法和基于气溶胶指数的气溶胶校正方法,实现对晴空条件下地表UV-B辐照度的校正,得到实际情况下的地表UV-B辐照度,完成了全球地表UV-B辐照度的反演。最后,为验证EMI地表UV-B辐照度算法的正确性,采用线性拟合和统计分布的方法,将该算法的结果与同一时间下的欧洲OMI卫星数据、WOUDC站点数据进行了对比,其中与OMI数据的相关性系数R大于0.9,与WOUDC站点数据的相关性系数R达到0.91以上,两者的相关性系数均表明该方法的结果与OMI数据和WOUDC数据具有较高的一致性。但仍然存在一些不足,EMI载荷的地表UV-B辐照度反演算法在地表反照率较低的区域具有较高的准确性;而在地表反照率较高的区域,其结果偏大。总体来说,EMI载荷的地表UV-B辐照度产品准确性较高,可以为后续地表UV-B辐照度等相关产品的发布提供研究基础,也证明了该载荷在全球地表紫外辐射时空分布监测应用中的能力,为长期监测地表UV-B辐照度的时空变化研究提供了依据。

关键词：痕量气体差分吸收光谱仪地表UV-B辐照度 sciatran模型云校正气溶胶校正

基于sciatran大气辐射传输模式的卷云大气短波红外敏感性分析

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成都信息工程大学学报 2017年第3期32卷 276-281页

作者：李姗姗邓小波丁继烈刘海磊成都信息工程大学四川成都610225

对于痕量气体二氧化碳浓度的精确测量问题,首先比较大气辐射传输的几种模型,然后选用sciatran这种模型在二氧化碳的强吸收带进行晴空大气和卷云大气辐射的模拟计算,接着对计算结果进行敏感性测验,结果表明:晴空时的辐射强度比卷云时的... 详细信息

对于痕量气体二氧化碳浓度的精确测量问题,首先比较大气辐射传输的几种模型,然后选用sciatran这种模型在二氧化碳的强吸收带进行晴空大气和卷云大气辐射的模拟计算,接着对计算结果进行敏感性测验,结果表明:晴空时的辐射强度比卷云时的辐射强度小;卷云条件下太阳天顶角和卫星观测角越小时,辐射强度越大;卷云条件下地表反照率越大时,辐射强度越大;卷云条件下光学厚度越小时,辐射强度越大。最后用神经网络的方法对sciatran计算的结果进行训练和模拟并与实际结果进行对比分析,以期对于下一步二氧化碳浓度的反演模型和算法提供有力的理论依据和技术支撑。

关键词：大气辐射传输 sciatran模型敏感性测验神经网络