大气CO 2 遥感探测仪器的关键指标和敏感性分析研究

发布时间：2023-03-29 03:34

　　利用近红外谱段的反射太阳辐射遥感大气低层CO₂浓度信息，已成为目前国际研究热点领域。本文结合中国碳卫星探测的精度要求，针对高光谱CO₂探测仪光栅分光、阵列探测器特点，利用高精度大气辐射传输模式研究光谱分辨率和采样率及信噪比等仪器关键指标对获取的CO₂光谱的影响，同时对影响CO₂遥感的主要因子开展了敏感性试验，分析了气溶胶、地表反照率、水汽以及温度等大气条件的变化对卫星观测光谱的影响，以及气溶胶对XCO₂反演精度的影响。 研究结果表明：高光谱CO₂探测仪首先应该有足够高的光谱分辨率，以便从连续的太阳反射谱段中分辨出CO₂吸收线；为保证CO₂光谱的准确测量，光谱仪所用探测器面元应该保证光谱采样率大于2；探测大气CO₂柱平均干空气混合比(XCO₂)1%的变化所需要的信噪比是可以达到的。 气溶胶散射引起的光学路径长度的改变与气溶胶类型、模态以及高度分布密切相关。城市型和海洋型气...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 大气中的 CO2

    1.2 国内外 CO₂遥感监测现状
        1.2.1 国际上 CO₂卫星探测计划
            1.2.1.1 已发射的 CO₂卫星
            1.2.1.2 计划发射的 CO₂卫星
        1.2.2 CO₂反演算法
            1.2.2.1 改进的 DOAS 反演算法
            1.2.2.2 全物理反演算法
    1.3 研究内容和研究意义
第二章 理论背景和模拟计算系统
    2.1 CO₂分子吸收谱线
        2.1.1 谱线强度
        2.1.2 谱线线型和半宽
            2.1.2.1 自然加宽
            2.1.2.2 压力加宽
            2.1.2.3 多普勒加宽
            2.1.2.4 混合加宽
    2.2 正演模拟系统
        2.2.1 CO₂短波红外遥感原理
        2.2.2 正演模式
        2.2.3 辐射传输模式
            2.2.3.1 LBLRTM 逐线积分辐射传输模式
            2.2.3.2 SCIATRAN 辐射传输模式
    2.3 GOSAT 观测光谱模拟验证
第三章 CO₂遥感仪器的关键指标分析
    3.1 高光谱 CO₂探测仪的主要技术指标
    3.2 CO₂吸收谱段分析
    3.3 光谱参数分析
        3.3.1 光谱分辨率
        3.3.2 光谱采样率
        3.3.3 分析和讨论
    3.4 信噪比需求分析
    3.5 本章结论
第四章 CO₂遥感探测的敏感性试验
    4.1 气溶胶的敏感性试验
        4.1.1 不同类型气溶胶的影响
        4.1.3 气溶胶模态的影响
            4.1.3.1 清洁型大陆气溶胶
            4.1.3.2 污染型大陆气溶胶
            4.1.3.3 海洋型气溶胶
            4.1.3.4 本节小结
        4.1.4 气溶胶垂直分布的影响
            4.1.4.1 清洁型大陆气溶胶
            4.1.4.2 污染型大陆气溶胶
            4.1.4.3 海洋型气溶胶
            4.1.4.4 本节小结
    4.2 地表反照率的敏感性试验
    4.3 水汽的敏感性试验
    4.4 温度的敏感性试验
    4.5 本章结论
第五章 气溶胶对XCO₂反演精度的影响
    5.1 气溶胶对 XCO₂反演精度的影响
    5.2 结论
第六章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 本文创新之处
    6.3 未来工作展望
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3773908

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