長江三角洲霧的遙感監(jiān)測和微物理參數(shù)反演.pdf

1、霧是一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的不斷提高，霧的危害的影響越來越突出。尤其對人口密度高、城市群集中、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、同時生態(tài)環(huán)境相對脆弱于長江三角洲地區(qū)，消除霧害、凈化大氣刻不容緩。隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展和成熟，衛(wèi)星資料在大霧的監(jiān)測中已經(jīng)突現(xiàn)出優(yōu)勢。本文利用2007年12月20日、21日和22日的資料，對長江三角洲地區(qū)大霧的監(jiān)測和反演做了以下研究： 首先，介紹了MODIS1B數(shù)據(jù)和NOAA17 AVHRR數(shù)據(jù)的

2、格式特點(diǎn)，應(yīng)用ENVI軟件和MATLAB對其進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、輻射定標(biāo)、地理投影以及幾何校正等預(yù)處理，裁切所研究的長江三角洲地區(qū)，為下面的霧區(qū)檢測做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。 其次，霧滴的峰值直徑在3～7μm之間，與中紅外通道相對應(yīng)。霧滴的微觀物理特征決定了霧的輻射傳輸特性，影響了其在衛(wèi)星遙感圖像上的光譜特征，這些性質(zhì)都能在氣象衛(wèi)星不同的探測通道上有不同的反映。通過對霧區(qū)、云區(qū)與下墊面在可見光、長波紅外和中紅外通道上的波譜廓線的深入分析，得到了三

3、者的光譜特征。特別是在中紅外通道上，霧的反射太陽輻射與峰值直徑更大的云相比要大，反演得到的亮溫也較大，可以通過長波紅外和中紅外通道組合的方式對霧和低云進(jìn)行區(qū)分。根據(jù)云霧的這些光譜特性，形成云霧檢測流程，對霧區(qū)范圍進(jìn)行提取，通過與地面觀測站資料對比分析，霧區(qū)提取正確率為85.29％，誤警率約為17.14％，漏檢率約為14.71％。 最后，由于大霧區(qū)域霧層厚度、霧層光學(xué)厚度、地面能見度等因子是研究大霧生消、實現(xiàn)大霧監(jiān)測的重要參數(shù)。本

4、文在2007年12月20日霧區(qū)監(jiān)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，對霧區(qū)的垂直厚度、光學(xué)厚度、能見度等微物理參數(shù)進(jìn)行反演。提取霧區(qū)在波段31(10.78～11.28μm)的亮溫，以及最近時段內(nèi)相對應(yīng)于霧區(qū)的晴空地表的亮溫，假定云、霧區(qū)內(nèi)溫度隨高度變化滿足濕空氣的絕熱直減率，計算霧層垂直厚度；假設(shè)大霧在水平和垂直方向上都是均勻的，同時假設(shè)入射光各向同性，強(qiáng)度與方位無關(guān)，用二流近似模式簡化輻射傳輸方程，建立簡化的輻射傳輸模型，基于計算得到的霧區(qū)厚度、MODI