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利用星载超光谱仪器观测资料进行大气参数反演的试验

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第一章前言

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究进展

1.3本文研究内容

本章参考文献

第二章大气探测反演原理

2.1气象卫星的主要特点

2.2需求推动卫星大气探测技术的发展

2.3星载大气探测仪器的发展概况

2.3.1美国极轨气象卫星—TIROS/NOAA系列

2.3.2美国静止气象卫星-GOES系列

2.3.3高光谱分辨率大气探测仪器的发展

2.3.4我国大气垂直探测仪器的发展概况

2.4卫星大气探测反演原理

2.4.1大气成分和吸收气体

2.4.2大气辐射传输方程

2.5大气探测的一些实际问题

本章参考文献

第三章AIRS及其反演方法介绍

3.1 AIRS介绍

3.2特征向量法反演大气温度廓线的方法介绍

3.2.1主特征分析的应用

3.2.2训练样本

3.2.3亮温分类

3.2.4前向模式

本章参考文献

第四章晴空反演大气参数试验

4.1反演步骤

4.2反演实例分析

4.2.1温度廓线

4.2.2臭氧廓线

4.2.3地表温度和地表气压

4.2.4红外地表比辐射率

4.3本章小结

本章参考文献

第五章晴空大气温度、臭氧廓线的反演精度改进试验

5.1增加特征向量个数

5.1.1温度廓线

5.1.2臭氧廓线

5.2增加影响因子

5.2.1增加地表温度影响因子

5.2.2增加红外地表比辐射率影响因子

5.2.3同时增加地表温度和红外地表比辐射率影响因子

5.3本章小结

本章参考文献

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.1.1关于特征向量反演回归系数试验

6.1.2关于改进试验

6.2不足及今后工作展望

致谢

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摘要

2002年5月4日,地球观测系统(EOS)第二颗卫星Aqua升空,其上携带的大气红外探测器AIRS(The Atmospheric Infrared Sounder)采用红外光栅阵分光技术,按NASA技术要求,2378个通道覆盖650至2700cm-1红外光谱区域,光谱分辨率(v/△v)高于1200,观测范围覆盖全球,真正实现了高光谱高精度红外探测。 本文利用CIMSS(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies,University of wisconsin-Madison)全球晴空反演训练大气廓线资料集,一部分廓线作为训练样本,另一部分廓线用于反演检验。采用SARTA(Stand-Alone Radiative TransferAlgorithm)辐射传输模式模拟AIRS各通道亮温值,用特征向量统计回归反演方法反演晴空下大气的温度、臭氧廓线和其他参数,并和实际观测值进行对比,评估反演效果。 为了进一步改进温度廓线的反演精度,本文研究增加特征向量个数、增加地表温度和地表红外比辐射率作为影响因子等措施对反演大气温度廓线的影响。结果表明: 1、利用特征向量反演算法,可以快速地反演大气温度、臭氧廓线、地表温度、地表气压及红外地表比辐射率等参数。温度廓线的反演误差在对流层下层(尤其是近地面)较大约为2~3K,高层相对较小约为1~2K。臭氧廓线的反演误差最大值为0.85ppmv,在10hPa高度附近。 2、增加特征向量的个数,可以改进大气温度廓线反演精度。取80个特征向量时,效果最好。但过多增加特征向量个数,并不能更进一步改进反演精度。 3、温度垂直廓线的反演对地表特征属性非常敏感,增加地表温度作为影响因子明显提高了低层大气温度的反演精度,增加地表比辐射率影响因子则改进了中层50~200hPa之间的反演精度。若同时增加上述两项影响因子,则能够同时改进低层和中层大气的温度反演精度。

著录项

  • 作者

    韩静;

  • 作者单位

    南京信息工程大学;

  • 授予单位 南京信息工程大学;
  • 学科 大气物理学与大气环境
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 王振会,官莉;
  • 年度 2008
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TH744.1;
  • 关键词

    大气红外探测器; 特征向量; 统计反演法; 影响因子;

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