收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

卫星遥感CO_2反演及植被地区荧光校正方法研究

蒋芸  
【摘要】:二氧化碳(CO2)是大气中最重要的温室气体,对全球气候变化产生着重要的影响。作为长驻气体,CO2在大气中的浓度和梯度相对较小,因此研究CO2源汇变化规律、预测全球气候变化都需要对大气中的CO2浓度进行高精度探测。虽然大气CO2地面观测精度高,但观测站点分布稀疏,难以满足应用需要。卫星遥感具有全球覆盖率和高频率采样的特点,可以实现全球观测与数据快速更新,能够较好的满足相关领域的应用需求。因此,近年来大气CO2卫星遥感技术得到迅速发展,目前,国内外已有多颗专用于大气CO2及其它温室气体探测的卫星在轨运行或将要发射。为了满足温室气体观测数据的应用需求,高精度卫星大气CO2遥感是必然要求,如何实现高精度大气CO2反演,成为卫星遥感技术的关键问题。遥感数据中云污染,地表、大气参量很难准确获取,植被叶绿素荧光存在与变化等等,都干扰着CO2的反演,影响着CO2反演的精度。因此,如何克服干扰因素的影响,成为提高大气CO2反演精度的关键问题。从统计上看,全球有70%以上的区域被云覆盖,因此遥感数据的云污染筛选问题是CO2反演需要首先解决的问题。本文首先开展云检测方法研究,通过识别并剔除卫星数据中的有云像元,实现遥感数据的有效性。在广泛调研和分析的基础上,本文采用的云检测算法,是通过对CO2同步观测O2 A波段数据的反演,并与统计方法相结合,以阈值的方式实现云检测与云像元滤除。利用高分5号卫星GMI(Greenhouse Gases Monitoring Instrument)数据对云检测算法进行验证,通过与MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectradiometer)云判产品对比,结果表明,云筛选算法可以筛选出90%的晴空像元。大气散射改变着光辐射的分布和光子传输路径,影响着大气CO2辐射传输的定量化表征,由此成为CO2反演误差的重要来源,严重影响了大气CO2卫星遥感的反演精度。本文在研究过程中,发现氧气在大气中的含量高度稳定,在大气CO2反演方法研究中,可以利用氧气的这一特性进行大气散射校正。然而,在O2 A吸收带存在着植被叶绿素荧光,这是一种植被自身发射的光辐射,不属于大气CO2遥感所依据的直接太阳光谱辐射,因此植被叶绿素荧光的存在,影响了氧气对CO2反演中散射的校正效果。在温室气体卫星遥感中,叶绿素荧光卫星观测存在信息源单一、难以稳定解缠O2 A带中大气散射影响的问题,反演方法不同,荧光对CO2反演的影响也就不同。本文在调研全球植被荧光分布的基础上,分别用PPDF方法(photon path-length probability density function)和全物理反演方法模拟分析了荧光对大气CO2柱含量(XCO2)的影响。结果表明:对于PPDF方法,若不考虑气溶胶的影响,荧光强度从0.1增加到1.8(mW·m-2·sr-1·nm-1),会给CO2的反演结果造成0.1*10-6~2*10-6的偏差;若考虑气溶胶与地表反射率的影响时,会给CO2的反演结果造成0.1*10-6~3*10-6的偏差。对于全物理反演方法,当忽略荧光的影响时,在极端情况下可导致CO2 15*10-6的高估。鉴于遥感数据光谱分布特性,本文在遥感数据反演实验中,主要对高分5号卫星GMI光谱采用PPDF方法来校正荧光的影响。本文在进行云检测和氧气波段散射校正等关键问题研究的基础上,针对高分5号卫星遥感数据的特点,开展了大气CO2反演方法的完整性研究,并以其遥感数据进行初步的实验验证。反演结果与TCCON、GOSAT和OCO-2 CO2反演结果进行了对比,结果表明CO2反演的平均精度优于1%。其中,比较反演结果与TCCON站点结果的相关性时发现两者的相关性为0.85,而Park Falls、Sodankyla两个站点由于植被叶绿素荧光的影响,使得该站点附近的GMI反演结果均比TCCON偏高,此时校正植被叶绿素荧光的影响,GMI与TCCON站点CO2反演结果的相关性上升至0.91。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 胥蕊娜;陈文颖;吴宗鑫;;电厂中CO_2捕集技术的成本及效率[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年09期
2 王刘东;王培峰;胡有持;阙明耀;丁超;杨春强;刘珊;;CO_2膨胀工艺对烟草梗丝品质的影响[J];农产品加工;2016年22期
3 李延兵;赵瑞;陈寅彪;黄卫军;;富氧燃烧CO_2压缩纯化试验研究[J];动力工程学报;2016年12期
4 曹恭祥;郭中;季蒙;王云霓;任建民;李银祥;王志波;杨跃文;;玫瑰叶片光合参数的光响应和CO_2响应研究[J];内蒙古林业科技;2016年04期
5 王阳;王朝元;李保明;;蛋鸡舍冬季CO_2浓度控制标准与最小通风量确定[J];农业工程学报;2017年02期
6 吴世安;彭锋;陈振清;吴美玲;;CO_2激光治疗早期声门型喉癌的效果观察[J];中国当代医药;2016年36期
7 赵斐斐;赵琳;崔晓波;徐明义;牛银花;;低温等离子与CO_2激光微创治疗早期声门型喉癌疗效及安全性比较[J];现代生物医学进展;2016年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 魏德强;江康锋;黄贤春;王铁龙;林少雄;;CO_2载冷剂模块机组的开发研究[A];第九届全国食品冷藏链大会暨第六届全国冷冻冷藏产业创新发展年会论文集[C];2014年
2 黄金营;吴伟平;张雷;路民旭;;CO_2湿气环境中吗啉类气相缓蚀剂对顶部腐蚀的抑制作用[A];第十七届全国缓蚀剂学术讨论会论文集[C];2012年
3 王卫明;王世杰;刘建新;杨洁;魏伟;张瑞霞;韩博;;CO_2缓蚀剂吸附膜有效期影响因素研究[A];第十八届全国缓蚀剂学术讨论会论文集[C];2014年
4 李国敏;刘小武;彭芳明;郑家燊;;防止CO_2腐蚀的固体缓蚀剂的室内研究[A];第十届全国缓蚀剂学术讨论会论文集[C];1997年
5 孙宜楠;;电力消费、电力消费结构、经济增长以及CO_2排放关系[A];“决策论坛——企业行政管理与创新学术研讨会”论文集(下)[C];2016年
6 杨江;高里阳;刘璇;王镜波;;抗CO_2高流速冲蚀缓蚀剂[A];第十九届全国缓蚀剂学术讨论会论文集[C];2016年
7 崔丽香;何文辉;蔡清洁;李鲜鲜;;CO_2和硝氮加富对鹿角菜(Pelvetia siliquosa)生长、生化组成和营养盐吸收的影响[A];2014中国环境科学学会学术年会论文集(第五章)[C];2014年
8 矫立涛;张明杰;付裕;;CO_2在小型热泵热水器中的应用实验[A];2013年中国家用电器技术大会论文集[C];2013年
9 李涛;李芹;王树明;李春;赵东兴;张勇;高梅;;云南河口天然橡胶林土壤CO_2浓度的季节变化规律[A];云南省热带作物学会第八次会员代表大会暨2014年学术年会论文集[C];2014年
10 梁新腾;曾建华;孙彦辉;陈均;陈路;;攀钢低CO_2排放的转炉炼钢工艺技术开发及应用[A];第七届四川省博士专家论坛论文集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘欢;非可逆三嗪类化合物的设计、合成和抗肿瘤活性评价以及CO_2参与的N-甲酰化反应研究[D];浙江大学;2019年
2 蒋芸;卫星遥感CO_2反演及植被地区荧光校正方法研究[D];中国科学技术大学;2019年
3 李艳南;固液两相胺基吸收剂及多孔材料负载离子液体脱除生物氢烷气中CO_2的研究[D];浙江大学;2018年
4 许飞;4种针叶树种树干CO_2释放通量的时间动态及估算[D];东北林业大学;2017年
5 胡迎超;高温固体吸附剂循环捕集CO_2性能及成型改性机制的研究[D];华中科技大学;2018年
6 陈潇湘;掺杂型硅酸锂吸附剂高温CO_2吸附特性与反应动力学研究[D];华中科技大学;2018年
7 张晓艳;CO_2加氢Cu基催化剂的制备及性能研究[D];东北大学;2017年
8 代增进;Ru(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-NNN钳形配合物用于催化醇脱氢和CO_2氢化还原反应研究[D];武汉大学;2017年
9 宋夫交;功能化多孔材料的制备及其CO_2吸附/催化加氢性能研究[D];南京理工大学;2017年
10 张逸;新型功能化离子液体的制备与在CO_2吸收及稀土金属萃取方面的应用[D];武汉大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈颖;金属基催化剂设计及对O_2和CO_2分子的电还原性能研究[D];天津理工大学;2019年
2 余松;基于在线电化学表面增强拉曼光谱的吡啶电催化CO_2还原反应机理研究[D];厦门大学;2017年
3 曾阳艳;葫芦脲的合成及其对CO_2的吸附和催化转化制备2-咪唑烷酮的研究[D];厦门大学;2018年
4 李晓朋;有机胺相变捕捉CO_2机理和再生及对凝胶的催化行为[D];天津工业大学;2019年
5 汪书天;MOFs材料催化CO_2甲烷化反应的研究[D];天津大学;2018年
6 郭佳佳;ZnFe_2O_4尖晶石的制备、改性及光催化水蒸气还原CO_2性能[D];天津大学;2018年
7 寇晓晨;镁基吸附剂的制备及其CO_2吸附性能研究[D];天津大学;2018年
8 Etsegenet Gossa Ayele;氧化钙基吸附剂的形貌及其CO_2吸附性能[D];天津大学;2018年
9 马嘉慧;基于化学反应热测试对吸收CO_2胺液配方的筛选研究[D];中国石油大学(华东);2017年
10 向晶;高含CO_2天然气与水体系相平衡预测模型研究[D];西南石油大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978