基于MODIS数据的大气水汽含量变化分析

发布时间：2020-03-29 02:55

【摘要】：大气水汽在全球气候系统变化中起着重要的作用。分析研究大气水汽的时空变化对于预测降水、天气灾害,监测洪涝干旱情况有重要意义。另外,大气水汽也是温室气体的一种,它和其他温室气体共同作用,促进了全球变暖趋势的加快。探测大气水汽的方法有很多种,本文首先对探测大气水汽的方法原理进行了总结分析,并对比了各种方法的优缺点。然后对应用MODIS近红外通道数据反演大气水汽的算法进行推导,得出大气水汽的表达式。分别用两通道比值加权法和三通道比值加权法反演武汉地区的大气水汽,将得到的大气水汽和标准水汽产品进行对比,结果表明三通道比值加权法适用于武汉地区。利用遗传算法优化得到了一组权重因子,并和其它六组不同的权重因子计算武汉地区的大气水汽,通过将七组不同权重因子得到的大气水汽与水汽产品对比,发现遗传算法优化得到的权重因子更适合武汉地区,优化得到的权重因子分别是0.4,0.25,0.35。应用上述得到的权重因子反演武汉地区2001~2013年的大气水汽。发现大气水汽的年均值及夏季大气水汽呈增加趋势,秋季大气水汽呈减少趋势,并分析了其产生变化的影响因素。应用2013年的数据分析其水汽的季节波动情况,结果表明大气水汽在秋季波动最明显,标准差为5.65mm,冬季水汽波动最小,标准差为3.89mm,这和秋初秋末降雨量相差较大,而整个冬季气温比较低一致。分析大气水汽和气象参数之间的关系,发现大气水汽和气温、气压的关系比较显著,和气温呈正相关,相关系数r=0.775,和气压成负相关,r=-0.688,并对水汽和气温、气压、相对湿度作多元回归分析,应用多元回归方程估算大气水汽,由于多元回归是线性的,故其估算值分布比较集中。分析大气水汽和空气质量指数之间的关系,发现两者的变化趋势相反,空气质量指数上升时,大气水汽含量降低。选择和武汉同纬度的成都和上海两地分析地理位置对水汽的影响,通过对比4~8月份大气水汽的增长率发现沿海地区水汽增加快,内陆地区增加慢,这主要是因为沿海地区受到海洋气候的影响。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426

【参考文献】