联合测云体制下的光学厚度反演技术研究

发布时间：2021-07-13 06:41

　　为提高地基红外测云系统全天空云检测的准确性,通过辐射传输模式SBDART模拟大气向下红外辐射与云光学厚度之间的对应关系,发现利用云的光学厚度拟合曲线反演云的光学厚度具有可行性,然后在此基础上提出了一种利用红外和激光联合反演云光学厚度的方法。通过建立更精确的适用于特定地区和特定季节的大气廓线和水汽含量,利用激光消光廓线较精确地反演气溶胶和云底高,并将以上获取的大气参数代入辐射传输模式SBDART,模拟得到了云的光学厚度反演曲线,从而反演出全天空云的光学厚度分布。实验结果表明,通过单层云和两层云的光学厚度反演曲线反演得到的全天空光学厚度分布与全天空辐射分布保持一致,能够较清晰地分辨全天空不同高度云层的光学厚度。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(19)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

天顶方向向下红外辐射与云底高度、光学厚度的关系

由于水汽、大气廓线、气溶胶和云分布对大气向下红外辐射的影响最大，且它们在不同时间、空间上的分布差异也比较大，因此，可以通过SBDART输入自定义控制参数的方式来修正这些参数的影响，进而模拟计算得到更精确的云体辐射。具体反演流程如图2所示。反演流程如下：

两层云光学厚度的反演以2011年11月7日2:4 4时测得的天空状况为例。由图4(a）所示的全天空红外辐射分布可以明显看出，天空中存在两层云，假定全天空较低层云的云底高相等，较高层云的云底高相等，则由激光云高仪反演的两层云的云底高分别为1178.5 m和3256 m，分别为低云和中云，它们对应的云底高反演范围分别为0～6和0～5内。因此得到的光学厚度拟合公式分别为图4 两层云情况下的全天空红外辐射分布和全天空光学厚度分布。（a）全天空红外辐射分布；（b）全天空光学厚度分布

【参考文献】：
期刊论文
[1]阈值与纹理相结合的云识别方法[J]. 孙学金,陈峰,刘磊,胡渝宁,赵世军.  解放军理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[2]基于非制冷红外焦平面阵列的全天空红外测云系统[J]. 孙学金,高太长,翟东力,赵世军,练进根.  红外与激光工程. 2008(05)
[3]地基热红外亮温遥感云底高度可行性的模拟研究[J]. 章文星,吕达仁,常有礼.  地球物理学报. 2007(02)

博士论文
[1]地基全天空成像系统云与气溶胶参数反演及其应用研究[D]. 霍娟.中国科学院研究生院（大气物理研究所） 2007



本文编号：3281562