大气辐射传输软件MODTRAN5的性能分析

发布时间：2020-04-20 08:33

【摘要】：本文针对MODTRAN5辐射传输模式的研究及应用较详细地介绍了最新MODTRAN5辐射传输模式的算法原理。通过与精确的逐线积分法(LBLRTM)的比较,分析了MODTRAN5的气体分子吸收带以及红外窗区波段在不同传输路径条件下的大气透过率的计算精度,并分析其误差的产生原因,有望为大气遥感、大气修正、气体浓度监测和反演等应用在探测波段选择、优化设计等方面提供基础和依据,论文主要结论如下：1.介绍了MODTRAN5分子吸收算法的发展过程及算法原理。2.与精确的逐线积分法的计算结果的比较表明：MODTRAN5模拟的大气透过率和LBLRTM的计算结果大部分吻合,只有在二氧化碳重要的吸收带出现了较大的偏差。另外,在臭氧9.6μm带,均方根误差也较大。对于二氧化碳吸收带,在强吸收处的偏差会较大,而吸收带较弱处的偏差较小,原因可能是两者对谱线处理方法不同所导致的。MODTRAN5是对光谱间隔内的统计的平均等效谱线的Voigt线型积分,若谱线不止一条,各条谱线被看作是随机分布。由于函数的凹凸性质,在进行平滑处理和平均等效时,对于强吸收带,曲线变化陡峭,进行统计等效时有可能产生误差,这在强吸收处的表现较为明显。3.利用MODTRAN5模式模拟计算并将结果与实测进行对比分析。包括用MODTRAN5计算的大气背景光谱辐射分别与机载HlS测量的大气向上辐射光谱和地面FTIR测量的大气向下辐射光谱比较。结果表明MODTRAN5辐射传输模式在一般大气条件下的计算精度可靠,并分析了出现偏差的原因。4.利用MODTRAN5计算我国不同地域的大气背景辐谢谱和太阳直射辐射光谱,为我国红外太阳望远镜的站址选址提供指导依据。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P409;P422

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本文编号：2634351