大氣溫度、濕度是氣象預(yù)報(bào)的主要參數(shù),利用大氣紅外高光譜數(shù)據(jù)反演獲得的大氣溫濕度等參數(shù)信息,對光學(xué)工程中定量評估大氣傳輸和提高天氣預(yù)測能力有重要的意義。對流層是地球大氣最稠密的一部分,基本上所有的天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對流層內(nèi)。機(jī)載紅外光譜資料為對流層和低平流層的氣象觀測提供了獨(dú)特的平臺。本文主要圍繞搭載在ER-2飛機(jī)上的高光譜分辨率紅外干涉儀（HIS）觀測的高分辨率大氣光譜數(shù)據(jù),開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:1.通過比較模擬計(jì)算和實(shí)測的高光譜觀測數(shù)據(jù),研究了三種輻射傳輸模式的計(jì)算精度。對比利用LBLRTM、MODTRAN、CART三種輻射傳輸模型,模擬計(jì)算地基AERI、機(jī)載HIS、星載AIRS三種儀器的大氣紅外輻射觀測值,結(jié)果表明對于超高分辨率紅外探測儀器AERI和HIS,LBLRTM模擬光譜的能力明顯優(yōu)于MODTRAN、CART,對于中高分辨率紅外探測儀器AIRS,LBLRTM、MODTRAN、CART的模擬精度相當(dāng);并進(jìn)行了有云情況下云紅外輻射特性的模擬計(jì)算。2.分別使用有限差分法和解析法計(jì)算機(jī)載平臺溫度、水汽雅克比�；贚BLRTM輻射傳輸模型,利用有限差分法和解析方法分別計(jì)算機(jī)載平臺... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１三種不同探測方式的幾何特征（ａ）天底觀測模式；??（ｂ）掩星觀測模式；（ｃ＞臨邊觀測模式??３??

它是云、霧、雪的根源。在一定的溫度下，隨著水汽含量的増加，它可以達(dá)??到飽和狀態(tài)，如果進(jìn)一步增加即達(dá)到過飽和狀態(tài)，再凝結(jié)形成云。水汽的時(shí)空分??布特征變化劇烈［４５］。圖２．１給出了２０１８年１２月水汽柱含量（單位為的全??球分布圖，數(shù)據(jù)來源于ＥＣＭＷＦ再分析數(shù)據(jù)。從圖中我們看出水汽含量與緯度有??顯著關(guān)系。??二氧化碳是均勻混合氣體，其體積混合比在０４０ｋｍ范圍內(nèi)幾乎保持一致，??由于工業(yè)化進(jìn)程的加速，二氧化碳的體積混合比從１８００年的２８０ｐｐｍ增加到２０１８??年的４０５ｐｐｍ，增加了約４５％，有學(xué)者認(rèn)為ＣＣｈ是導(dǎo)致全球天氣變暖的原因，因此??Ｃ〇２通量的監(jiān)測和溫室氣體源匯機(jī)制成為了研究的熱點(diǎn)［４６１??甲烷是地面產(chǎn)生的均勻混合氣體，主要產(chǎn)生于缺氧的環(huán)境，如濕地、沼澤、??稻田等，反芻動(dòng)物也是一種釋放源。煤燃燒、天然氣和石油工業(yè)是主要的人為釋??放源。自１９世紀(jì)的工業(yè)革命后，甲烷含量也持續(xù)增加，體積混合比從１８００年的??０．８ｐｐｍ增加到２０１１年的１．８ｐｐｍ

帶（ｋ２基頻帶）和／ｌ＞１２（ｘｍ轉(zhuǎn)動(dòng)帶，其次較強(qiáng)的是１．３８叫、１．８７叫和２．７ｎｍ帶，??０．９４（ａｍ、和３．２｜ｉｍ還有弱吸收帶，可見光部分還有０．７２、０．８１ｎｍ很弱的??吸收帶。??（２）Ｃ０２：在紅外區(qū)的４＞和１５叫處，Ｃ〇２有兩個(gè)強(qiáng)的吸收帶，２．７叫有??較強(qiáng)的吸收帶，１．４、１．６、２．０、４．８、５．２、９．４和１０．４叩１處有一系列弱吸收帶。??（３）０３：?０３紅外最強(qiáng)的吸收帶處在９＿６叫，在４．７和１４．１ｎｍ處也有較強(qiáng)的吸??收，在紅外波段還有一系列非常弱的吸收帶（如３．３、３．６、５．７、９．〇ｎｍ）。??（４）ＣＨ４：?ＣＨ４是一個(gè)球形陀螺分子，紅外３．３１ｐｍ的ｖ３帶和７．６６ｎｍ的ｖ４帶是??較強(qiáng)的吸收帶，在１．６７？３．８５ｎｍ之間有一系列弱的吸收帶。??（５）ＣＯ：?ＣＯ在４．６７叫處有強(qiáng)的吸收，在２．３５、１＿５７、１．１９叫處有非常弱的??吸收。??（６）Ｎ２０：?Ｎ２０?在?４．５?和?７．８ｎｍ?處有強(qiáng)的吸收，在?３．９、４．０６、８．６、１７．〇ｎｍ?處??有一系列吸收帶。??（７）痕量氣體（ＮＯ、Ｎ〇２、ＮＨ３、Ｓ〇２）：在紅外２－１４ｎｍ波段有吸收帶，因其含??量甚微，對大氣吸收很少，一般整層大氣的吸收都小于ｌ°／ｃ??３００??，?１???１?■?１???１???１???

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]FY-4A星GIIRS大氣溫度廓線反演模擬試驗(yàn)研究[J]. 鮑艷松,汪自軍,陳強(qiáng),周愛明,董瑤海,閔錦忠.  上海航天. 2017(04)
[2]甲烷濃度變化的有效輻射強(qiáng)迫及其對氣候的影響[J]. 謝冰,張華,楊冬冬.  氣候變化研究進(jìn)展. 2017(01)
[3]L曲線方法在地基紅外高光譜反演溫度廓線中的應(yīng)用[J]. 黃威,劉磊,高太長,李書磊,胡帥.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(11)
[4]風(fēng)云三號衛(wèi)星紅外高光譜探測技術(shù)及潛在應(yīng)用[J]. 漆成莉,顧明劍,胡秀清,吳春強(qiáng).  氣象科技進(jìn)展. 2016(01)
[5]紅外高光譜資料AIRS反演晴空條件下大氣氧化亞氮廓線[J]. 馬鵬飛,陳良富,厲青,陶明輝,王子峰,張瑩,王中挺,周春艷.  光譜學(xué)與光譜分析. 2015(06)
[6]大氣CO2濃度衛(wèi)星遙感進(jìn)展[J]. 陳良富,張瑩,鄒銘敏,徐謙,李令軍,李小英,陶金花.  遙感學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]機(jī)載微波輻射計(jì)大氣溫濕廓線反演性能分析[J]. 譚泉,姚志剛,趙增亮,韓志剛,孫學(xué)金.  氣象水文海洋儀器. 2014(03)
[8]衛(wèi)星紅外高光譜反演大氣水汽含量[J]. 張升蘭,劉海磊,鄧小波,閔文彬.  遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2014(04)
[9]利用紅外高光譜資料CrIS反演大氣溫濕廓線的模擬研究[J]. 馬鵬飛,陳良富,陶金花,蘇林,陶明輝,王子峰,鄒銘敏,張瑩.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(07)
[10]通用大氣輻射傳輸軟件(CART)及其應(yīng)用[J]. 魏合理,陳秀紅,戴聰明.  紅外與激光工程. 2012(12)

博士論文
[1]衛(wèi)星紅外超光譜資料及其在云檢測、晴空訂正和大氣廓線反演方面的應(yīng)用[D]. 官莉.南京信息工程大學(xué) 2005

碩士論文
[1]利用SCIAMACHY/ENVISAT資料開展中國區(qū)域NO2反演研究[D]. 齊瑾.中國氣象科學(xué)研究院 2007



本文編號：2938258