黄海、东海上空春季气溶胶光学特性观测分析

2003年春季国家卫星海洋应用中心等几家单位在黄海和东海海区进行了为期40 d的二类水体信息测量试验,试验中使用手持太阳辐射计对海区上空大气光学特性进行了观测,并获得了大量晴空天气条件下的大气光学数据.利用本次试验获取的测量数据得到了黄海、东海海区春季的大气气溶胶光学特性,其中包括气溶胶光学厚度和气溶胶粒子谱分布.采用Langley方法对测量得到的太阳直射辐射量进行处理得到了海区上空气溶胶光学厚度,利用得到的气溶胶光学厚度来反演气溶胶粒子谱分布.反演结果表明无云情况下黄海、东海上空的气溶胶光学厚度在0.2~0.4左右,且气溶胶粒子谱分布的变化趋势也很接近;海区上空霾层较厚时测量得到的气溶胶光学厚度明显增大,最大接近0.8;气溶胶粒子谱分布的变化趋势发生了明显的变化.     

气象条件对青岛地区气溶胶光学特性的影响

利用 2 0 0 2年 4月至 2 0 0 3年 10月多波段太阳光度计资料和同期的气象观测资料 ,分析了不同气象条件下青岛气溶胶光学特性的变化。气象条件的转变与青岛地区气溶胶光学特性之间具有很好的响应关系 :南风盛行时会加大光学厚度 ,并增强气溶胶对 >5 0 0nm波段太阳辐射的散射能力 ;轻雾和霾在青岛气溶胶光学厚度中占有较大比重 ,而霾对 <5 0 0nm波段辐射的散射能力较强。     

基于GOCI数据黄海气溶胶光学厚度反演方法研究

气溶胶是研究大气辐射收支的重要参数,确定气溶胶光学特性对于研究气候变化和实现卫星定量遥感有重要意义。针对黄海上空气溶胶反演时存在下垫面背景受到内陆河流巨大影响及吸收性气溶胶干扰的问题,本文提出了一种基于GOCI数据的气溶胶光学厚度反演新算法,利用AERONET数据对比分析了黄海上空气溶胶光学厚度的反演精度,结果表明该算法能较好地反演气溶胶光学厚度,相比业务化算法具有较高的反演精度。     

北京市大气气溶胶体积谱特性分析

本文利用AERONET的气溶胶月平均数据,分析了北京市大气气溶胶体积谱的季节性变化,并对气溶胶体积谱与光学厚度、Angstrom指数、小颗粒比例以及单次散射反照率的关系进行分析。分析结果表明:在春季北京市气溶胶体积谱中粗模态粒子占的比重较大,峰值半径约为3μm;在夏季北京市气溶胶体积谱中细模态粒子占的比重较大,峰值半径约为0.25μm;影响粗模态峰值异常增大的主要因素是沙尘,影响细模态峰值异常增大的主要因素是温度和湿度;在吸收性粒子浓度较低情况下,细模态粒子占主导地位时,单次散射反照率随波长的增大而减小,粗模态粒子占主导地位时,单次散射反照率率波长的增大而增大。     

基于自定义模型的FY-4A数据气溶胶光学厚度反演

利用第二代静止气象卫星风云四号 A 星(FY-4A)的多通道扫描成像辐射计(Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI)资料,充分考虑其通道设置,以山东为研究区域,构建适用于山东本地的气溶胶模型,研究山东地区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)反演算法。选取两次典型空气污染案例进行反演,并将反演结果与临近时刻的 AOD 产品进行对比验证分析。结果表明：反演结果与 Himawari-8/ AHI(Advanced Himawari Imager)的气溶胶产品在空间分布上总体一致, 能体现 AOD 的变化趋势及分布情况;和临近时刻的 MODIS 产品相关系数较高,均在0. 90 左右,最高可达0. 94。这说明基于自定义气溶胶模型,利用 FY-4A/ AGRI 数据反演山东地区气溶胶合理可行。     

利用Sea WiFS资料反演我国海域气溶胶粒子密度分布

在卫星数据反演气溶胶光学厚度产品的基础上,讨论了二次反演大气柱中气溶胶粒子密度的问题.通过理论分析,利用多波段气溶胶光学厚度提取大气柱中气溶胶粒子密度是可行的,并指出能否准确确定多波段气溶胶光学厚度会直接影响粒子密度的反演结果.定义并分析了气溶胶粒子消光体积权重系数随粒子半径的变化,表明从气溶胶光学厚度中反演大气柱中气溶胶积聚模态和粗模态粒子密度的结果是可信的.利用SeaWiFS气溶胶光学厚度产品,运用蒙特卡罗法反演了2002年我国海域上空大气柱中积聚模态和粗模态气溶胶粒子密度,结果表明,积聚模态粒子密度比粗模态的高2~3个量级,它们的空间分布趋势一致;我国近岸海域大气柱中气溶胶粒子密度高于离岸海域的;春季气溶胶粒子密度高于其他季节的,特别在黄海、东海海区是如此.     

沿海城市大气气溶胶光学特性初探

利用CE318型自动太阳光度计在2010年3～5月期间的观测数据,分析了沿海城市——天津市在沙尘与灰霾天气条件下大气气溶胶的光学与物理特性。主要参数包括:气溶胶光学厚度、Angstrom波长指数、散射相函数、单次散射反照率、复折射指数以及粒子体积谱分布。观测结果表明,在该季节的大气气溶胶光学特性主要受到人为和陆地沙尘的共同作用,不同天气条件下,大气气溶胶的光学与物理特性差异明显。     

气溶胶的光学厚度与反射率比的处理方法

气溶胶光学厚度与气溶胶反射率比都是大气校正所需的重要大气参数，同时也是海洋水色卫星主要的数据产品，它们的测量精度将直接到卫星数据产品正演的精度和卫星数据产品的应用。文章在简述气溶胶光学厚度与气溶胶反射率比的基本测量原理和处理方法的基础上，结合多次试验数据结果进行简要的评价。     

基于遥感的海表紫外辐射强度反演方法

Ultraviolet(UV) radiation has a significant influence on marine biological processes and primary productivity;however, the existing ocean color satellite sensors seldom contain UV bands. A look-up table of wavelengthintegrated UV irradiance(280–400 nm) on the sea surface is established using the coupled ocean atmosphere radiative transfer(COART) model. On the basis of the look-up table, the distributions of the UV irradiance at middle and low latitudes are inversed by using the satellite-derived atmospheric products from the Aqua satellite,including aerosol optical thickness at 550 nm, ozone content, liquid water path, and the total precipitable water.The validation results show that the mean relative difference of the 10 d rolling averaged UV irradiance between the satellite retrieval and field observations is 8.20% at the time of satellite passing and 13.95% for the daily dose of UV. The monthly-averaged UV irradiance and daily dose of UV retrieved by satellite data show a good correlation with the in situ data, with mean relative differences of 6.87% and 8.43%, respectively. The sensitivity analysis of satellite inputs is conducted. The liquid water path representing the condition of cloud has the highest effect on the retrieval of the UV irradiance, while ozone and aerosol have relatively lesser effect. The influence of the total precipitable water is not significant. On the basis of the satellite-derived UV irradiance on the sea surface, a preliminary simple estimation of ultraviolet radiation's effects on the global marine primary productivity is presented, and the results reveal that ultraviolet radiation has a non-negligible effect on the estimation of the marine primary productivity.     

南海北部气溶胶光学厚度观测研究

利用2004年南海北部开放航次全程使用多波段太阳光度计观测获得的气溶胶光学厚度资料,对南海北部气溶胶光学厚度（AOD）的时空分布特征、气溶胶类型和来源等进行了分析。结果显示,近岸海域AOD值大,基本在0．5（500nm）以上,远离大陆的区域AOD值小,基本在0．2（500nm）以下。AOD值与污染源区丁业生产水平和气流输送密切相关,受珠三角地区丁业高度发展和冷空气南下的影响,在珠江口南部出现AOD高值中心;由于受台湾西南部工业区和东北信风的影响,台湾岛西南部海域AOD值偏大。3天的个例分析显示,海洋上空的AOD值上午和下午略高,中午最小,AOD与大气水汽含量呈正相关。Angstrom波长指数分析显示,大陆沿海海域气溶胶以小粒子为主,远离大陆海域以海盐粒子为主。     

用于海洋-大气辐射传递计算的光学参数数据库

开发和建立了用于海洋-大气辐射传递计算的光学参数数据库.它包括海中主要成分(纯海水、浮游植物、悬移质、可溶有机物)的固有光学参数(光谱吸收系数、光谱散射系数等)及大气中主要气溶胶的有关光学参数.在这些光学参数中,大多数是来自现场的直接测量,一些是间接测量获取,还有一些是通过理论计算得到.     

“HY-1”卫星COCTS水色遥感器精确瑞利散射算法研究

“HY-1”卫星是我国自主研制发射的第一颗海洋卫星,水色遥感器COCTS具有8个可见光(412,443,490,520,565,670 nm)、近红外通道(750,865 nm)以及2个热红外通道(10.30~11.40,11.40~12.50μm).COCTS遥感器上采用了多元并扫技术用以提高遥感器的信噪比和探测灵敏度,但是由于并扫会带来像元旋转的问题,于是我国“HY-1”卫星水色遥感器COCTS上采用了K镜消旋技术,而K镜消旋技术带来的一个消极影响是偏振响应很大,通过发射前实验室监测结果发现其值达到了8%.     

用垂向光学辐照度测量数据计算雾能见度的方法和验证

大气能见度是描述雾的重要物理参数。目前测量大气能见度是采用主动光源测量水平方向的可视距离,本文提出了用垂直方向测量的自然光光学数据计算能见度的方法,该方法通过测量两个不同高度上的谱辐照度,计算谱衰减系数,然后将自然光参数转换为标准光参数,按照大气能见度的定义计算能见度,形成了由垂向光学测量获取大气水平能见度的合乎规范的理论和实际可行的计算方法。在2016年5月5日,作者采用2台光学辐照度计(Trios)和1台能见度仪进行了9h的观测,获得了一个完整的雾生成和发展过程的观测数据,对本文提出的算法进行了检验。针对环境干扰因素可能导致虚报雾的情形,本项研究提出,先从光谱数据本身定性判断是否有雾,再通过本文提出的理论方法计算能见度。研究发现直射光和散射光在594和674nm的特异性,用归一化光谱之差作为判据,成为能见度是否小于2 000m的可靠判断方法。结果表明,光学观测的计算结果在能见度小于1 000m的均方根误差为173m,在能见度小于2 000m的均方根误差为471m。与通常使用的用550nm单一谱段衰减系数计算大气能见度的方法比较,精度有很大提高。尤其对于能见度小于2 000m的情形,与实测能见度有很高的一致性。用垂向光学辐照度观测结果计算能见度是可行的方法。     

A general purpose exact Rayleigh scattering look-up table for ocean color remote sensing

1 Introduction In the total radiance received by an ocean color remote sensor, over 80% radiance is the contribution being scattered by air molecule and aerosol, and a wa- ter-leaving radiance carrying the ocean color informa- tion is only a small part. T…     

四阶波动方程的有限体积元法

建立一类四阶色散耗散方程全离散有限体积元格式,并给出格式的收敛性和误差估计,同时还给出数值结果。