【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气遥感
,更为具体地,涉及一种气溶胶光学厚度的反演方法及系统。
技术介绍
气溶胶是指悬浮在气体中的固体或液体微粒和气体载体共同组成的多相体系。气溶胶来源于自然界和人类活动,自然源包括火山灰、海洋碎末、风沙等。更大程度上,气溶胶是由工业生产、汽车尾气、燃煤取暖、秸秆焚烧等不完全燃烧产生并进入大气的颗粒物质。气溶胶含量虽然只占地球大气组分的很少一部分,但是由于其在大气中的广泛分布、巨大的空间变化、短暂的生命期及复杂的化学组成,对天气过程、全球气候和人类健康均有重要影响。因气溶胶问题一直是全球的大气科学研究工作者研究的热点问题。目前,传统的地面气溶胶监测仅能够提供“点”尺度的信息,因此,如何利用卫星遥感技术对大区域气溶胶进行快速监测具有重要的现实意义和科学价值。高分一号卫星于2013年4月成功发射入轨,该星采用太阳同步轨道,平均轨道高度约为644km,属于光学成像遥感卫星,设计寿命为5-8年。高分一号卫星搭载有4个中分辨率相机,星下点能达到16m的空间分辨率,共有蓝、绿、红、近红外四个波段,每个相机幅宽能够达到200km,拼接4台相机(WFV1、WFV2、WFV3、WFV4)的观测数据可实现800km幅宽的观测,具有4天覆盖中国全境的能力。基于GF-1WFV数据,可以反演气溶胶光学厚度。卫星遥感监测气溶胶最常用的参数是气溶胶光学厚度,它代表整层的气溶胶污染状况。气溶胶光学厚度的卫星遥感反演需要解决两大问题:气溶胶模式和地表噪声的去除。气溶胶模式即气溶胶类型,代表不同气溶胶粒子(如硫酸盐、铵盐、含碳类气溶胶、沙尘等)的组成情况和微物理特性。 ...
【技术保护点】
一种气溶胶光学厚度的反演方法,包括:S1:建立气溶胶反演查找表以及获取地表反射率;S2:基于高分一号卫星WFV数据,代入步骤S1中获取的地表反射率,并通过查找和插值步骤S12中建立的所述气溶胶反演查找表的大气参数,获得气溶胶光学厚度;其中,所述建立气溶胶反演查找表的过程包括:S11:基于GEOS‑Chem大气化学模式数据计算四种类型气溶胶组分的体积比,所述四种类型气溶胶分别为沙尘型、水溶型、烟尘型和海盐型;S12:将步骤S11的计算结果作为输入参数,利用6SV1辐射传输方程构建气溶胶反演查找表;所述获取地表反射率的过程包括:基于国外卫星MODIS的地表二向反射率产品,计算所述地表反射率。
【技术特征摘要】
1.一种气溶胶光学厚度的反演方法,包括:S1:建立气溶胶反演查找表以及获取地表反射率;S2:基于高分一号卫星WFV数据,代入步骤S1中获取的地表反射率,并通过查找和插值步骤S12中建立的所述气溶胶反演查找表的大气参数,获得气溶胶光学厚度;其中,所述建立气溶胶反演查找表的过程包括:S11:基于GEOS-Chem大气化学模式数据计算四种类型气溶胶组分的体积比,所述四种类型气溶胶分别为沙尘型、水溶型、烟尘型和海盐型;S12:将步骤S11的计算结果作为输入参数,利用6SV1辐射传输方程构建气溶胶反演查找表;所述获取地表反射率的过程包括:基于国外卫星MODIS的地表二向反射率产品,计算所述地表反射率。2.如权利要求1所述的气溶胶光学厚度的反演方法,其中,步骤S11进一步包括:S111:根据GEOS-Chem大气化学模式数据估算硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶、沙尘气溶胶、黑碳气溶胶、有机碳气溶胶和海盐气溶胶的体积比;S112:将硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶、沙尘气溶胶、黑碳气溶胶、有机碳气溶胶和海盐气溶胶按照组份划分为沙尘型、水溶型、烟尘型和海盐型,并通过如下公式计算每种类型气溶胶组份的体积比:[Dust-like]=[DST1]+[DST2]+[DST3](1)[Water-Soluble]=[SO4]+[NH4]+[NO3](2)[Soot]=[BC]+[OC](3)[Oceanic]=[NaCl](4)其中,[Dust-like]表示沙尘型气溶胶的体积比;[DST1]、[DST2]、[DST3]分别表示GEOS-Chem大气化学模式数据输出的三种不同粒径的沙尘气溶胶的体积比;[Water-Soluble]表示水溶型气溶胶的体积比;[SO4]、[NH4]、[NO3]分别表示GEOS-Chem大气化学模式数据输出的硫酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和硝酸盐气溶胶的体积比;[Soot]表示烟尘型气溶胶的体积比;[BC]、[OC]分别表示GEOS-Chem大气化学模式数据输出的黑碳气溶胶和有机碳气溶胶的体积比;[Oceanic]表示海洋型气溶胶的体积比;[NaCl]表示GEOS-Chem大气化学模式数据输出的氯化钠气溶胶的体积比。3.如权利要求2所述的气溶胶光学厚度的反演方法,其中,步骤S12进一步包括:S121:设定6SV1辐射传输方程的输入参数,所述输入参数包括:9个太阳天顶角、12个观测天顶角、16个相对方位角、气溶胶模式,以及将550nm处的气溶胶光学厚度设定为10个等级、将气溶胶...
【专利技术属性】
技术研发人员:李莘莘,陈良富,范萌,司一丹,余超,苏林,陶金花,李小英,王子峰,
申请(专利权)人:中国科学院遥感与数字地球研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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