气体吸收对“HY-1A”CCD数据处理的影响分析模拟与瑞利散射的吸收修正

卫星传感器接收到的辐射能量不仅受到大气中分子和气溶胶散射的影响,还受到气体分子吸收的影响.对于可见光和近红外波段的水色遥感,吸收气体主要是臭氧、水汽和氧气,因此若传感器的光谱范围包含了这些气体的吸收波段,则应该在数据处理——计算瑞利、气溶胶反射率和透过率时予以考虑.波段光谱宽度为20 nm(两个近红外波段为40nm)的SeaWiFS在数据处理时主要考虑了臭氧和水汽的影响,并在计算气溶胶反射率时对受氧气吸收影响的波段进行了单独修正[1].由于“HY-1A”CCD的四个波段的光谱宽度均超过100 nm,覆盖了三种主要吸收气体的部分吸收线,因此它受到的气体影响会更大.     

热红外波段大气透过率和程辐射的估算方法

文中对M ONTRAN模型内嵌6种大气模式的主要特性差异进行分析,并以中纬度夏季大气模式为例,分析了主要参数(如水汽、臭氧以及气温等)对估算热红外波段大气透过率和程辐射的影响。论文最后对利用探空数据构造完整大气模式进行了研究。     

基于船载GPS探空数据的黄东海大气边界层高度分析

根据2012年5、11月2次船载GPS探空资料,结合CFSR再分析、OISST海温、沿岸站位L波段雷达数据等,对黄东海海洋大气边界层(MABL)的时空变化特征及影响因子进行了分析。GPS探空数据表明,正的海气温差产生对流边界层,负的为稳定边界层。相比陆地边界层,MABL的日变化很小。5月份,MABL较低,暖区的海气温差大小与MABL高度相关,而冷区风切变的影响较为显著,太阳辐射也能一定程度上影响MABL高度。11月,MABL远高于5月,海气温差、太阳辐射均能影响MABL高度,风切变贡献很小。5月份海洋锋暖水侧的水汽能到达MABL以上,冷水侧水汽则维持在MABL中;11月水汽被限制在MABL以内。通过青岛、洪家站的L波段雷达数据对比,得到沿岸地区的大气边界层具有与MABL相同的季节变化,能够代表黄、东海MABL特征,但日变化更加剧烈,因此在替代研究海上MABL日变化时具有局限性。     

青岛陆上观测点的气溶胶光学厚度特征分析及与渤海气溶胶光学厚度的比较

阐述了气溶胶散射对太阳光衰减的影响和对观测数据的统计分析.作者使用手持式五波段太阳光度计和臭氧监测仪对青岛崂山区陆域和渤海海域的大气衰减进行了较长时间的观测.分析表明,对可见光和近红外波段电磁渡的大气衰减贡献最大的是气溶胶散射,气溶胶散射的光学厚度随波长的增大而减小,但是它在大气总光学厚度中占的比例随波长的增大而增加.在青岛崂山区冬季,对应于440nm波长的气溶胶散射光学厚度主要分布在0.4～0.6和1.5～1.6区间,浑浊度系数α主要分布在0.15～0.45区间,埃斯特朗指数β主要分布在1.0～1.4区间.从时间上看,α和β在1d内的变化不大,但逐日变化非常显著.与晴天相比,青岛崂山区冬季雾天的气溶胶散射光学厚度增加了大约一倍,较大的浑浊度系数和较小的埃斯特朗指数表明,雾天的大气具有气溶胶散射的光学厚度大、粒子浓度大和粒径尺度大的特点.通过与海上观测数据的比较可见,青岛崂山区陆地冬季在雾天时的气溶胶分布与渤海夏季时相似,青岛崂山区陆地冬季在晴天无云时的气溶胶分布与渤海秋季时相似.     

珠江口二类水体MODIS 数据大气校正

以珠江口海域为主要研究区域,针对近岸二类水体近红外波段离水辐射为0的假设不再成立,导致MODIS标准大气校正算法中用于大气校正的两个近红外波段的气溶胶散射值的高估,引起可见光波段离水辐射值较实际值偏小,甚至出现负值的问题,研究了748,869 nm波段的气溶胶散射及离水辐射之间的关系,提出了珠江口二类水体MODIS数据的大气校正算法。通过与MODIS数据标准大气校正算法、基于短波波段的二类水体MODIS数据大气校正算法相比,表明珠江口二类水体MODIS数据的大气校正算法具有一定的优势。     

利用Landsat数据反演近岸海水表层温度的大气校正算法

介绍了一种将大气效应考虑在内、利用Landsat TM、ETM+热红外数据进行近海岸海表水温反演的单窗算法.在该算法中,将地表气温、相对湿度等常规气象资料作为初始参数,根据对流层中大气温度随高度呈线性降低、水汽随高度呈指数衰减的规律,建立了估算平均大气温度及水汽含量的通用模式.通过与实测数据及MODIS Terra海表水温产品比较发现,该算法能够提高运用TM/ETM+TIR单波段数据进行近岸海表水温(SST)反演的精度:一方面,反演所得结果更接近于海表实际水温;另一方面,它在一定程度上剔除大气中的水汽对SST反演的影响,进而提高海表水温的温度对比度.该提出的大气校正算法只需地表大气温度及相对湿度资料,该算法也无需进行大气模式的界定.     

海岸带区域SPOT卫星数据大气校正处理

将SPOT卫星自身近红外波段的数据作为气溶胶信息的来源,假设近红外波段暗像元受到大气影响较弱,卫星表观反射率近似等于地表反射率,且近红外波段暗像元与红光波段具备近似的线性关系,通过开源6S大气辐射传输模型的调试运行,并结合敏感性实验建立大气校正所需的查找表,最后通过一定的算法,实现了SPOT卫星Level_0级数据的大...     

MODIS辅助的北京一号卫星影像近海Ⅱ类水体大气校正

利用空间分辨率为500 m的MODIS 1B数据及有关MODIS数据产品计算其近红外波段的气溶胶辐亮度,由此外推北京一号卫星多光谱影像各波段的气溶胶辐亮度,以实现对该影像的大气校正,取得了良好的效果.该方法克服了传统大气校正方法依赖于现场测量大气参数的缺陷,拓展了非水色传感器在水体监测领域的应用前景.     

HY-1卫星海温反演的误差分析

分别利用GTS船舶报海温数据和NOAA卫星海温数据分析了HY-1卫星海温反演误差。结果显示,对于GTS海温数据,RMS为1.26℃;对于NOAA卫星海温数据,RMS为0.94℃。影响HY-1卫星海温反演精度的主要因素为大气中的水汽吸收和云覆盖。另外,对HY-1卫星海温反演中的大气校正和云检测技术的改进进行了探讨。     

FY-3A/MERSI数据大气校正对海上溢油检测的改进

本文介绍了FY-3A/MERSI数据及其数据预处理方法.以2010年4月美国“深水地平线”钻井平台溢油事故为例,采用2010年4月29日16点30分(世界时)的FY-3A/MERSI 250m分辨率多光谱数据,基于ENVI/QUAC模块对溢油海域的卫星教据进行大气校正,并分析其对海上溢油检测的改进.研究结果表明,大气校正可以提高油水反差30％～120％,其中MERSI 1、2通道改善效果最明显,中心波长为865nm的近红外波段油水反差最大;通过对大气校正后油膜特征的分析,发现太阳耀斑反射是油膜在可见光/近红外波段呈现不同特征的关键因素,并计算油膜明暗特征变化存在的临界太阳耀斑反射率值.     

海面之上法中海面反射率和观测几何模拟研究

测量离水辐亮度的水面之上测量方法中最大的不确定性因素是太阳耀斑的污染和海面反射率的估算。文章根据Cox和Munk研究结果,利用大量随机数模拟海面波浪倾斜,估算不同仪器观测方向与风矢量几何以及不同仪器视场角下的海面反射率,并估算出不同太阳天顶角及相对风矢量方位角的太阳耀斑基本分布。     

弧板式透空堤消浪性能影响因素数值研究

弧板式透空堤是由弧型板组成的新型防波堤结构。为探讨其透射系数的影响因素,利用Fluent软件基于N-S方程构建了波浪与板式透空堤相互作用的数值模型,讨论了相对潜深、入射波周期、相对波高、相对板宽和结构型式对透射系数的影响。结果表明:弧板式透空堤的透射系数随着相对波高和入射波周期的增大而增大,在静水面附近透射系数最小,尤以静水面和略高于静水面时的消浪效果最佳;在相同波浪要素条件下,静水面及其上0.02 m和0.04 m位置处,弧板式透空堤的消浪效果明显优于平板式透空堤。     

Vertical variations of wave-induced radiation stress tensor

INTRODUcrIONThe concept of radiation stress was deve1oPed by tonguet--Higgins and Stewart (1964 ),who intreduced the definition of radiation stress as the excess mornentum due to the presence ofwaves, on the basis of time-averaged laws of Newtonian fluid mechanics and the assmption ofa unifOrm velocity distribution over depth. Subequently, the theory has been applied success-fully in the investigation of phenomena such as wave set-up and set--down (Bowen et al.,l968), longshore currents …     

Measurement of Low-Frequency Sound Attenuation in Marine Sediment

Marine sediment compressional wave attenuation and its frequency dependence have been active topics in the ocean acoustics community. To support the predictions of the frequency dependence of the sediment attenuation, experimental studies are essential for providing the observations of the sediment attenuation as a function of frequency in different environments, such as sediment type, source–receiver range, water depth, etc. This paper proposes an experimental method for estimating marine sediment attenuation at low frequencies in shallow water. The experimental geometry is short range between a vertical line array and multiple source depths to cover bottom reflections over a wide span of grazing angles. Single bounce bottom-reflected (BR) and sub-bottom-reflected signals are used in the analysis to obtain the best approximation of the sediment intrinsic attenuation. The attenuation estimating method is demonstrated on chirp data (1.5–4.5 kHz) collected on the New Jersey Continental Shelf during the 2006 Shallow Water Experiment (SW06). The data indicate a linear frequency dependence of the compressional wave attenuation for clay rich sediments on the outer shelf, and the estimated value is 0.15 dB/ $lambda$ within the frequency band of 1.75–3.15 kHz. The observation of small sound-speed dispersion of $sim$15 m/s over the frequency band is consistent with a linear frequency dependence of attenuation.      

千里崖海域真光层光衰减

根据1986年6月在黄海中部的千里崖海域的水光学实测资料和实验室光学测量,讨论了真光层内光衰减系数在遥感和初级生产力中的应用,定量估算影响光衰减的主要物质成分对光衰减的贡献;并探讨了真光层深度、光衰减系数和透明度三者之间的统计关系。     

The vertical attenuation of irradiance as a function of turbidity: a case of the Huanghai(Yellow) Sea in spring

The planar photosynthetically available radiation (PAR), turbidity and concentration of chlorophyll a (chl a), were measured at 26 stations in the Huanghai (Yellow) Sea during a cruise of China SOLAS from 19 to 27 March 2005. Due to low chl a (<0.35 mg · m-3 ) in upper layers (above 5 m), suspended particulate matter became the major factor that influenced the turbidity in early spring. The calculated vertical diffuse attenuation coefficient of PAR, K PAR , varied with water depths with a maximum value in t...     

Numerical study for vegetation effects on coastal wave propagation by using nonlinear Boussinesq model

The vegetation has important impacts on coastal wave propagation. In the paper, the sensitivities of coastal wave attenuation due to vegetation to incident wave height, wave period and water depth, as well as vegetation configurations are numerically studied by using the fully nonlinear Boussinesq model. The model is based on the implementation of drag resistances due to vegetation in the fully nonlinear Boussinesq equation where the drag resistance is provided by the Morison’s formulation for rigid structure induced drag stresses. The model is firstly validated by comparing with the experimental results for wave propagation in vegetation zones. Subsequently, the model is used to simulate waves with different height, period propagating on vegetation zones with different water depth and vegetation configurations. The sensitivities of wave attenuation to incident wave height, wave period, water depth, as well as vegetation configurations are investigated based on the numerical results. The numerical results indicate that wave height attenuation due to vegetation is sensitive to incident wave height, wave period, water depth, as well as vegetation configurations, and attenuation ratio of wave height is increased monotonically with increases of incident wave height and decreases of water depth, while it is complex for wave period. Moreover, more vegetation segments can strengthen the interaction of vegetation and wave in a certain range.     

波浪非线性对海草消波特性的影响

海草所形成的植物消波体系能有效防止岸线的侵蚀。利用Sánchez-González等的实验数据分析了波浪非线性对海草消波特性的影响。研究结果表明，相对水深和波陡对海草床的波能衰减系数影响依赖于海草淹没度。相对波高一定时，拖曳力系数随相对水深的增大而增大。对给定的相对水深，拖曳力系数随波陡的增大而减小。波浪非线性对于规则波和非规则波海草消波特性的影响并不一致。用无量纲参数（邱卡数、雷诺数、厄塞尔数）表达拖曳力系数的效果取决于拖曳力系数与无量纲参数的关系中是否充分考虑波浪非线性对拖曳力系数的影响。