基于地气时变差异的静止卫星气溶胶光学厚度反演研究

发布时间：2020-06-21 09:41

【摘要】：气溶胶作为大气成分的重要组成部分,在地球大气辐射平衡和全球气候变化中影响显著。本文利用地球静止轨道卫星GOCI数据高空间、高时间分辨率特征,对局部地区的气溶胶进行遥感研究,弥补卫星遥感观测资料的不足,从而能更准确地体现区域气溶胶的动态变化,对于跟踪快速移动的气溶胶有着重要意义。首先,选取南京市作为本文研究区,利用静止卫星GOCI数据多波段和凝视观测的特点,结合极轨卫星相关产品研究地表、气溶胶的时变差异特征,依据研究区内不同地物类型选取特定几何光学核进行BRDF校正,再基于多时相数据构造代价函数反演气溶胶光学厚度,最后进行精度检验。其中,CE318验证结果的R2可以达到0.6444,MOD04验证结果的R2达到0.7675,说明模拟值与实测值相比精度在可接受范围内,二者存在显著相关关系。与MOD04的对比分析发现,虽然二者空间分布整体趋势一致,但GOCI反演结果比MODIS气溶胶产品更加完整且具有更高的空间分辨率,有利于描述气溶胶空间分布的更多细节。其次,根据南京市2013年AOD反演结果,按照不同时间尺度统计三时相的AOD月均值和AOD季均值结果。时间分布上,虽然每月内的三时刻AOD月均值变化不同,但一年内三时相的AOD月均值变化走势较为一致,每月AOD值都在上升、下降不断交替的变化过程中。四个季节的AOD影像均值大小表现为春季(0.3877)夏季(0.3493)秋季(0.3272)冬季(0.2578)的变化趋势,且夏季气溶胶光学厚度变化较为剧烈。空间分布上,四个季节的高值分布区域各不相同,只有江宁区的禄口国际机场区域附近AOD值在四幅影像里一直处于高值状态。最后,针对2015年晴空状态下每日的8时相AOD结果,给出了 1月1日和1月4日两天具有代表性的反演结果,以及12天每日8个不同时刻的AOD变化折线图。研究发现,虽然一天内各时刻AOD变化不同,但气溶胶光学厚度日内变化特征短时间内比较明显,且曲线走势短期内相对一致,这说明了本文基于GOCI数据的高时间分辨率和凝视观测特点开展的气溶胶光学厚度反演方法,在进行短时气溶胶日内变化监测研究方面具有很大的优势。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X87;P407
【图文】：

研究数据,南京市,海洋水色,双向反射分布函数

图２－１南京市行政边界图逡逑的研究资料包括：Ｇ０ＣＩＬＥＶＥＬ１Ｂ卫星数据、ＭＯ１）、ＭＯＤＩＳ双向反射分布函数和反照率（ＢＲＤＦ／）、ＭＯＤＩＳ气溶胶产品数据（ＭＯＤ０４）、地面实测Ｃ。逡逑据逡逑国宇航研究院于２０１０年６月发射的地ａｔｉｏｎ邋Ｏｃｅａｎ邋ａｎｄ邋Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ邋Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）所携带的水道上的第一个海洋水色成像仪。ＣＯＭＳ处于东经１

气溶胶,表观,敏感性分析,反射率

ＡＯＤ逡逑图３－１不同类型气溶胶的敏感性分析逡逑由图３－１可以看出，四种不同类型的气溶胶假定对表观反射率有着不同的影响，假逡逑定气溶胶类型为大陆型、沙漠型和生物质燃烧型情况时，随着气溶胶浓度的不断增加，逡逑表观反射率会随之增加，并且生物质燃烧型的气溶胶斜率最大。而在相同情况下，假定逡逑城市型气溶胶得到的表观反射率受气溶胶浓度的影响不是很大，这主要是由于城市型气逡逑溶胶含有更多的水溶性人为气溶胶。根据以往大量的研究结果，本文最终选取大陆型气逡逑溶胶为研究区的气溶胶类型［６９］。逡逑在此基础上，本文利用６Ｓ模型也进行了地表反射率和三个角度参数的敏感型实验。逡逑固定模型中每个参数为其均值，分别计算不同ＡＯＤ取值情况下，输入参数随表观反射逡逑率的变化。计算结果如图３－２所示，ａ－ｄ分别为地表反射率、相对方位角、太阳天顶角逡逑和卫星天顶角四个参数与表观反射率之间的敏感性分析。逡逑２３逡逑

【参考文献】