临边大气传输和背景辐射特性研究

发布时间：2024-11-02 21:46

　　大气遥感探测技术随着科技的发展日益成熟,针对遥感探测的用途和要求也越来越高,科学工作者提出了临边观测方式。它是一种新型大气遥感探测方式,不仅具有高的空间覆盖性,还具备高垂直分辨率的特点。由于光谱范围、观测几何以及大气条件的差异,导致接受到的光谱辐射信号表现出不同的变化,因此,临边大气辐射传输对于反演大气温度、密度以及痕量气体浓度随高度的变化等具有重要的意义。随着临边观测能力的不断发展,建立适用于临边观测方式的大气辐射传输模型成为了科学研究的热点问题。虽然目前国内外已经建立了不同的临边大气辐射传输模型,但是依然存在各种不足,例如计算速度慢、计算精度不够高、计算光谱范围窄、不包含大气多次散射等。为解决以上模式存在的问题,实现宽光谱临边大气辐射传输快速计算的目的,本文基于CART中拟合的大气谱线参数数据库和球面大气模式,初步建立了临边大气辐射传输模型。本文主要工作内容与创新点:(1)基于MIPAS卫星实测数据和SCITRAN临边大气辐射传输模式,对MODTRAN模型中的中高层大气临边辐射传输计算精度做了评估,结果表明MODTRAN5计算的中高层临边大气背景辐射与MIPAS观测的、SCITRAN...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
引言
第1章 临边大气辐射传输国内外研究进展
    1.1 国内外临边探测仪器的研究现状
    1.2 国内外临边大气辐射传输模式的研究现状
    1.3 本章小结
第2章 大气辐射传输理论基础
    2.1 地球大气的成分及分布
    2.2 大气分层
    2.3 大气辐射传输过程
        2.3.1 大气分子的吸收
        2.3.2 大气分子的散射
        2.3.3 大气折射
        2.3.4 气溶胶的散射和吸收
        2.3.5 基本物理量的意义
    2.4 黑体辐射定律
    2.5 辐射传输方程
        2.5.1 施瓦兹希尔德(Schwarzschild)方程
        2.5.2 比尔-布格-朗伯定律
        2.5.3 临边大气辐射传输方程
    2.6 本章小结
第3章 临边大气数值模式模拟分析
    3.1 模式简介
    3.2 临边大气背景辐射模式的对比分析
        3.2.1 MODTRAN与SCIATRAN对比
        3.2.2 MODTRAN与MIPAS对比
    3.3 不同模式下大气透过率的比较
    3.4 本章小结
第4章 临边大气背景辐射特性的模拟研究
    4.1 SCIATRAN模拟计算临边大气背景辐射
        4.1.1 观测高度
        4.1.2 切向高度
        4.1.3 太阳天顶角
        4.1.4 相对方位角
    4.2 MODTRAN模拟临边大气辐射传输
        4.2.1 观测高度
        4.2.2 切向高度
        4.2.3 太阳天顶角和相对方位角
        4.2.4 临边大气透过率
    4.3 本章小结
第5章 基于CART建立临边大气辐射传输模式
    5.1 CART辐射传输模型
    5.2 大气折射
        5.2.1 大气折射定律及折射率
        5.2.2 考虑大气折射时光线传播的几何路径
    5.3 临边大气透过率计算模型
    5.4 本章小结
第6章 卷云背景辐射特性计算及其时空分布研究
    6.1 卷云的微物理性质
        6.1.1 卷云的平均单次散射特性
        6.1.2 卷云反射函数查找表(LUTs)
    6.2 卷云背景反射特性计算
    6.3 卷云反射率的时空分布
        6.3.1 数据源及分析方法
        6.3.2 卷云反射率的全球分布特征
        6.3.3 2000-2017年卷云年平均反射率的变化
        6.3.4 2000-2017年卷云的季节变化
    6.4 讨论与结论
    6.5 本章小结
第7章 论文总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 后续展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：4010188