综合的遥感反演算法的数值试验

使用改进的初值化反演方法(Improved Initialization Inversion Method 简称3I)的 TIGR(TOVS Imitial Guess Retrieval)数据库资料作为同步物理反演方法(Simultaneous Physical Re-trieval Method 简称 SPRM)的验前初估值,构建了一个新的综合的同步物理反演算法(TIGR/SPRM Algorithm 简称 TSPRA),并对其算法的可行性和实现过程作了分析。在试验中使用NOAA 卫星 TOVS 资料,对3I、SPRM、TSPRA 以及业务的统计回归反演方法(Statistical Re-gression Retrieval Method 简称 SRRM)作了比较试验研究。     

CO2大气透过率的统计算法

红外CO2吸收带大气透过率算法的改进,是将物理反演法用于业务反演系统所必须突破的最大障碍之一,本文基于McMillin和Fleming的工作而进行的回归变量调整和谱通道宽度的非确定性修正两个算法试验,结果表明:利用前两个算法计算的透过率精度明显地优于后者。     

东亚地区气象参数同步物理反演方法的数值试验:SPRM和ISPRM

从反演理论知道,正演问题是对实际大气辐射率的模拟.一切物理反演皆始于正演,而正演辐射率的逼真度又取决于初估值和遥感通道透射率的精度,从而反演过程紧密地把初估值、正演和透射率联在一起.这个研究除了构建自洽的同步反演模式外,着重将SPRM和只改变验前信息参数的SPRM做综合比较,并称后者为ISPRM.试验结果表明后者明显优于前者.     

用极轨气象卫星垂直探测器资料计算四川盆地的风场

和统计法相比,物理反演法不需要常规探空资料,但是需要大气透过率方面的计算,而且对仪器、谱参数等各种影响因素要求较高,所以用它反演温度难度较大,我们在国家高性能计算中心(成都)的并行机上,尝试用物理反演法对垂直探测器资料进行了温度反演.     

用极轨气象卫星垂直探测器资料计算四川盆地的风场

和统计法相比,物理反演法不需要常规探空资料,但是需要大气透过率方面的计算,而且对仪器、谱参数等各种影响因素要求较高,所以用它反演温度难度较大,我们在国家高性能计算中心（成都）的并行机上,尝试用物理反演法对垂直探测器资料进行了温度反演。     

应用Bayes算法估计核函数误差对大气温度廓线反演的影响

核函数的误差(简称KFE)是引起反演方程数值解不稳定的根本原因之一,也是物理反演法用于TOVS资料业务处理的基本障碍。本文基于Bayes算法和考虑KFE的适当统计假定,导出了估计KFE效应的方法。使用NOAA-7气象卫星测值,依据NFSDIS透过率资料算出的核函数,以及两年二月气候资料计算的协方差矩阵等数据,按此方法估计了KFE效应对温度廓线反演精度的影响,并对KFE引起反演解中的系统偏差和随机误差分量也作了定量计算,揭示出了系统偏差在非适定问题解中的主导作用。     

有云时大气红外遥感及其反演问题 II. 反演试验研究

本文前一部分提出了用相邻视场同步反演法处理有云时的反演问题。在这部分中，我们将此方法应用到TOVS的模拟和实际观测资料反演中，并提出了一种“广义CO2分割法”来求取云高和云量的初始猜值。试验结果表明，相邻视场同步反演法反演精度明显优于单视场反演法的精度。另外，利用“广义CO2分割法”可以得到较好的云顶气压和云量的初始猜值。     

用卫星遥感资料反演气象参数的误差分析及数值试验

首先从理论分析入手，定性地探讨了用气象卫星遥感探测辐射测值反演气象参数的误差特性，进而用同步物理反演法进行了反演误差的数值试验，定量地揭示了反演误差的来源及特性。这些理论分析和数值试验对设计遥感系统、提高反演精度等都具有一定的指导意义。     

核函数误差对气象卫星测温反演的影响

核函数的误差(简称KFE)是引起反演方程数值解不稳定的基本原因,也是物理反演法用于气象卫星多波段定量资料业务反演和判释的主要障碍。为了探索KFE和反演问题非适定性的内在联系,本文使用改进的Bayes和ТИХОНОВ-TWOMEY调整算法,根据不同的核函数宽度、待估参数的验前信息协方差矩阵,以及NOAA-7卫星的辐射率测值,通过求解设计的两个统计模式,初步地估计了KFE对温度廓线反演精度的影响,并对KFE在反演解中引起的系统和随机误差作了分析,为具体求解这类反演问题的完全解提供了可能性。     

边界层温度廓线遥感反演的本地化改进研究

采用MODIS资料和美国发展的MODIS大气温、湿度廓线统计反演算法,估算大气温度、湿度廓线作为初始场,应用101层快速透过率模式(PFAAST)估算了大气透过率,并采用Newton非线性迭代算法反演中国西北荒漠戈壁地区大气温度廓线。结果表明:该方法对边界层高度及以上部分的大气温度反演得比较好,误差基本都在2 K范围内,边界层范围内的温度反演误差较大,反演误差与气溶胶光学厚度增量和地表温度估算误差呈显著正相关关系,与大气水汽混合比的关系较差。文中从敏感性试验和理论分析角度阐述了地表温度和气溶胶光学厚度估算误差对大气温度反演误差的影响,发现不同光谱波段的地表温度权重均随地表温度的增加有不同程度增加,地表温度反演误差增加将增加地表温度权重,提高地表温度估算误差有助于提高地表温度权重的精度;荒漠戈壁地区大气边界层中气溶胶浓度较高,光学厚度较大,使边界层大气透过率降低,进而降低卫星红外遥感波段的地表温度权重和空气温度权重。由于该模式没有很好地考虑边界层中沙尘气溶胶的影响,使卫星反演的大气透过率偏高,以至于高估地表温度权重和大气温度权重,使得反演的表面温度和空气温度偏低。该研究结合太阳光度计获得的光学厚度资料,采用统计方法对气溶胶效应引起的大气透过率误差和表面温度估算误差进行校正,并对物理算法进行本地化改进,实现了边界层温度廓线的反演。