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MODIS遥感陆地上空气溶胶光学特性研究

牛峰  
【摘要】:大气气溶胶在地球辐射平衡中扮演很重要的角色。气溶胶不但散射和吸收太阳辐射(直接强迫),而且还会影响的云的形成及性质(间接强迫)。近年来,人类活动产生的气溶胶越来越受到重视。 本文利用具有较高分辨率的MODIS资料实现了中国陆地上空气溶胶反演算法,并且利用TERRA和AQUA两颗卫星反演了北京地区的大气溶胶光学厚度和?ngstr?m波长指数等描述气溶胶的重要参数,研究了气溶胶模型及地表反照率等影响气溶胶反演的重要因素: 利用实时的MODIS及暗背景的反演方法,实现了中国陆地上空大气气溶胶反演的业务反演。结果显示,此方法能够较好的反演中国东部植被密集地区的气溶胶光学厚度。 通过反演得到的月平均的气溶胶分布图像,研究了中国东部地区气溶胶分布及季节变化。结果表明卫星遥感的气溶胶光学厚度在一定程度上可以反映大气的污染状况,尤其对研究污染物的空间分布、来源和区域输送有很大的帮助,为研究城市大气污染提供了一个有效的新途径。 研究了影响气溶胶反演的多种气溶胶模型,对其进行了讨论和对比,并将其应用于暗背景的反演算法中。结果表明动态气溶胶模型相比于SRA模型及一些其他的模型,在理论上和实际应用中都比较有优势。对动态气溶胶模型的在反演算法中的实现进行了说明。 将双视角算法应用于TERRA和AQUA的气溶胶反演中,利用两颗卫星实现大气气溶胶光学特性的反演,包括气溶胶光学厚度、气溶胶波长指数及地表反照率等。结果表明,利用TERRA和AQUA反演气溶胶的方法能够得到较好的结果,相比于暗背景算法,对地表反照率和气溶胶模型的处理,具有较大的灵活性,因此得到的结果与地面观测数据的对比更加接近。 利用双视角算法对地表反照率的反演结果,结合暗背景的反演算法,研究了北京地区可见和红外通道地表反照率的比率关系。针对具体个例,证实了对于北京地区红蓝光波段和2.1um波段地表反照率的比率关系并不是严格满足经验关系,而是比NASA所使用的比例关系要高。


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