CALIPSO激光雷達水下信號反演大洋葉綠素濃度的探索.pdf

1、云-氣溶膠激光雷達和紅外探測衛(wèi)星 CALIPSO的主要載荷 CALIOP能同時發(fā)射波長為532 nm和1064 nm的激光脈沖,研究表明主動探測器 CALIOP在獲取大氣云層和氣溶膠層參數(shù)的同時,532 nm激光脈沖能穿透海表,獲取海洋水體中顆粒物的后向散射信息。由于1064 nm波長的光大部分表層海水吸收,因此本文旨在利用 CALIPSO提供的532 nm通道一級數(shù)據(jù)產品,計算 CALIOP接收系統(tǒng)光電倍增管的瞬態(tài)響應函數(shù),對水下原始

2、數(shù)據(jù)進行校正,獲得校正后的顆粒物后向散射系數(shù),并研究其與 MODIS大洋葉綠素濃度之間的關系。
　　利用 CALIOP2008年532 nm地表后向散射信號,結合胡永祥提出的拖尾峰值比方法計算地表引起的峰值信號以及其相鄰信號之間的關系。結果表明北半球冬季和夏季樣本數(shù)據(jù)特征呈現(xiàn)明顯的差異性,并且北半球春季、秋季樣本數(shù)據(jù)特征和冬季相同。并且北半球冬季數(shù)據(jù)中有43.6％的數(shù)據(jù)和夏季樣本數(shù)據(jù)特性一致,56.4%的數(shù)據(jù)特性和南極大陸以及格陵

3、蘭島相一致,由于南極大陸以及格陵蘭島常年被冰雪覆蓋,因此判定北半球冬季和夏季 CALIOP瞬態(tài)響應的差異主要是由于冰雪因素引起。提取陸地表面后向散射信號以及該信號前一個采樣單元(bin)和緊鄰其后的10個采樣單元,利用 Li提出方法可以計算得到 CALIOP離散瞬態(tài)響應函數(shù),使用最小二乘法進而求得瞬態(tài)響應的分段連續(xù)函數(shù)。不考慮冰雪因素的影響,則不同地球表面 CALIOP瞬態(tài)響應函數(shù)是一致的。
　　由于 CALIOP拖尾現(xiàn)象的存在,

4、當系統(tǒng)接收到來自海表的信號時,使得該信號能量延伸到之后相鄰的幾個采樣單元當中,造成測量的海洋次表層水體的后向散射信號偏大,因此為了獲得真實的后向散射信號,需使用瞬態(tài)響應函數(shù)進行校正。在廣闊的大洋海域,合理假設大洋海水中顆粒物的后向散射主要由浮游植物引起。本文利用2008年 CALIPSO提供的第三版本一級數(shù)據(jù)產品和 AMSR-E提供的海面風速產品以及 MODIS提供的葉綠素濃度和漫射衰減系數(shù)的年平均值,分別計算得到 CALIPSO532