基于衛(wèi)星遙感與地基激光雷達(dá)的陸地上空氣溶膠聯(lián)合探測(cè).pdf

1、日益嚴(yán)峻的大氣環(huán)境污染威脅著人類的健康，大氣氣溶膠不僅對(duì)氣候變化、云的形成、能見度的改變、大氣微量成分的循環(huán)及人類健康有著重要影響，氣溶膠還與其它環(huán)境問題密切相關(guān)，如臭氧層的破壞、酸雨的形成、煙霧事件的發(fā)生等，監(jiān)測(cè)并研究大氣氣溶膠已成為環(huán)境領(lǐng)域的重要研究方向。此外，云作為氣溶膠的一種，在氣候變化中也起重要的影響作用，云的種類、高度、結(jié)構(gòu)和位置等信息直接影響地球輻射收支平衡。因此，對(duì)云相關(guān)特性的研究也是大氣環(huán)境研究領(lǐng)域的主要課題。

2、 在眾多類型的監(jiān)測(cè)技術(shù)中，衛(wèi)星遙感可以提供廣闊背景上的有關(guān)地表反射率與氣溶膠區(qū)域分布的信息，是唯一實(shí)現(xiàn)全球氣溶膠監(jiān)測(cè)的手段，在定量研究大氣氣溶膠在全球范圍內(nèi)的時(shí)空變化特征與演變規(guī)律上有其它遙感儀器無法比擬的優(yōu)勢(shì)，基于米散射原理的地基激光雷達(dá)可以彌補(bǔ)衛(wèi)星遙感無法實(shí)現(xiàn)大氣氣溶膠垂直分布探測(cè)的不足，同時(shí)為衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)提供有效的校驗(yàn)。本論文的主要工作有： 1.分析了地表鄰近像元對(duì)衛(wèi)星傳感器接受到的目標(biāo)反射信號(hào)的影響，表明即使在單一散射近

3、似下，反演陸地非均一地表反射率時(shí)，除去地表鄰近像元影響的必要性。 2.對(duì)ASTER和landsat/TM的日本千葉地區(qū)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射率定標(biāo)，然后通過三步校正法對(duì)其進(jìn)行大氣和地表鄰近像元影響校正，從而精確地反演了其地表反射率。 3.使用Modtran進(jìn)行模擬分析，并構(gòu)建地表反射率和氣溶膠光學(xué)厚度關(guān)系的二維直方圖，根據(jù)已經(jīng)反演出的日本千葉地區(qū)地表反射率，計(jì)算得到該地區(qū)上空氣溶膠光學(xué)厚度分布。 4.利用激光雷達(dá)于20

4、04年夏季在西藏那曲和北京郊區(qū)測(cè)量并分析了大氣氣溶膠的分布特性；給出了兩測(cè)量站點(diǎn)上空大氣對(duì)流層氣溶膠消光系數(shù)的垂直分布，并據(jù)此確定了那曲地區(qū)的大氣邊界層高度。 5.針對(duì)中緯度陸地上空的具體特點(diǎn)，以NOAA16-AVHRR數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，采用分裂窗法，反演得到云類型信息，然后，對(duì)照大氣垂直溫度圖所表示的大氣溫度隨高度的變化關(guān)系，分析11μm通道亮溫圖，從中反演出中緯度陸地上空的云頂高度信息，最后為了驗(yàn)證該方法的有效性，將這些結(jié)果與激

5、光雷達(dá)系統(tǒng)的同步雙點(diǎn)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和特色有： 1.本文通過采用三步校正法對(duì)千葉地區(qū)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正與地表鄰近像元校正，消除了地表鄰近像元對(duì)地表目標(biāo)像元反射率反演的影響，精確地反演出該地區(qū)的地表反射率。 2.為了降低氣溶膠模式選擇對(duì)反演氣溶膠光學(xué)厚度的影響，把在潔凈天反演的地表反射率應(yīng)用于反演同一季節(jié)中非潔凈天的氣溶膠光學(xué)厚度分布，減小了氣溶膠模式選擇的影響，甚至在缺少太陽輻射計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，