基于SCIATRAN的大氣CO2近紅外輻射傳輸特性研究.pdf

1、研究大氣CO2高精度探測(cè)，對(duì)準(zhǔn)確描繪CO2空間分布有著重要的意義。具有高通量、超光譜分辨率的空間外差探測(cè)技術(shù)是發(fā)展CO2衛(wèi)星載荷的重要技術(shù)，目前我國(guó)針對(duì)此技術(shù)的正演模型研究仍較欠缺，因此本文提出高精度輻射傳輸正演模型的研究，這對(duì)新的探測(cè)器性能模擬，優(yōu)化傳感器系統(tǒng)參數(shù)有著重要的意義，更為準(zhǔn)確反演CO2濃度提供可靠的仿真數(shù)據(jù)。
　　本文利用SCIATRAN模型開展大氣CO2空間外差光譜探測(cè)的正演研究，建立了完整的大氣CO2近紅外輻射傳

2、輸模型。以觀測(cè)幾何、氣溶膠參數(shù)以及地表參數(shù)作為敏感性因子，分析了這些因子對(duì)大氣CO2空間外差光譜探測(cè)的影響，并將模擬數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。
　　研究結(jié)果表明：CO2探測(cè)器觀測(cè)到的CO2輻射亮度受太陽方位角、氣溶膠季節(jié)和邊界層濕度的影響并不顯著。影響其觀測(cè)亮度的首要因素是太陽天頂角，太陽天頂角每增加10°，則觀測(cè)輻射亮度減小36%。其次是地表特性，不同地表對(duì)太陽輻射的反射特性不同，地表反照率增加0.1，則觀測(cè)輻射亮度就增加約2

3、0%。再次，不同氣溶膠光學(xué)厚度和大氣邊界層能見距離對(duì)觀測(cè)輻射亮度值影響也較大，城市型氣溶膠與農(nóng)村型氣溶膠對(duì)觀測(cè)輻射亮度影響趨勢(shì)一致，觀測(cè)輻射亮度隨氣溶膠光學(xué)厚度增大而減小，隨能見距離的增大而增大，而海洋型氣溶膠則與之相反。
　　最后，將SCIATRAN模擬數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、Modtran模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明三者光譜形狀相似，趨勢(shì)一致。驗(yàn)證了SCIATRAN模型作為CO2空間外差光譜儀正演模型的可行性和可靠性，同時(shí)展示了SCIA