Himawari-8是由日本氣象局發(fā)射的新一代靜止氣象衛(wèi)星,其搭載的傳感器AHI（Advanced Himawari Imager）可實(shí)現(xiàn)10 min/次的高時(shí)間分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)。本文將2015年9月至2017年12月Himawari-8衛(wèi)星Level-2氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）產(chǎn)品與AERONET（AErosol RObotic NETwork）70個(gè)站點(diǎn)的地基觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證分析,結(jié)果表明Himawari-8衛(wèi)星反演的氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品的精度存在很大的空間上的差異性,其中有48個(gè)站點(diǎn)Himawari-8 AOD與AERONET AOD之間存在較好的相關(guān)性（R>0.5）,有22個(gè)站點(diǎn)Himawari-8衛(wèi)星反演氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品存在明顯的低估現(xiàn)象。在American_Samoa、Bandung、Birdsville、Bukit_Kototabang、Canberra、Fowlers_Gap、Jabiru以及QOMS_CAS等站點(diǎn)出現(xiàn)地基觀(guān)測(cè)值很小而衛(wèi)星反演的氣溶膠光學(xué)厚度較大的情況。對(duì)絕對(duì)誤差（H... 

【文章來(lái)源】：大氣科學(xué). 2020,44(03)北大核心CSCD

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AERONET觀(guān)測(cè)站點(diǎn)分布

本研究共選取了70個(gè)AERONET站點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)Himawari-8 AOD Level-2產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證分析，圖2為Himawari-8衛(wèi)星反演氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)與NASA發(fā)布的AERONET氣溶膠光學(xué)厚度標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品對(duì)比結(jié)果散點(diǎn)圖。從圖中可以看出在不同站點(diǎn)Himawari-8衛(wèi)星反演產(chǎn)品的精度存在較大的差異性，這可能是受地球同步衛(wèi)星的高軌道高度的影響且與衛(wèi)星反演算法，地表反射率及氣溶膠類(lèi)型等因素有關(guān)。整體來(lái)說(shuō)，在大多數(shù)站點(diǎn)Himawari-8 AOD與AERONET AOD之間具有較好的相關(guān)性，尤其是Pontianak、Chen-Kung＿Univ、Singapore、Anmyon、Baengnyeong、Beijing-CAMS、Gangneung＿WNU、XiangHe等站點(diǎn)，兩個(gè)數(shù)據(jù)集的相關(guān)性均大于0.8。雖然Fuguei＿Cape站Himawari-8 AOD與AERONET AOD之間的相關(guān)系數(shù)為0.9，但其數(shù)據(jù)量較少，并不具有代表性。在American＿Samoa、Bandung、Birdsville、Bukit＿Kototabang、Canberra、Fowlers＿Gap、Jabiru、QOMS＿CAS等站點(diǎn)出現(xiàn)地基觀(guān)測(cè)值很小而衛(wèi)星反演的氣溶膠光學(xué)厚度較大的情況。American＿Samoa位于太平洋中部偏西南方的美屬薩摩亞群島，由死火山形成，四周環(huán)繞著珊瑚礁。Bandung是印度尼西亞西爪哇省首府，位于爪哇島西部火山群峰環(huán)抱的高原盆地中。Birdsville在澳大利亞的伯茲維爾小鎮(zhèn)上，位于辛普森沙漠的邊緣，氣候非常干旱。Bukit＿Kototabang位于印度尼西亞西蘇門(mén)答臘島，周?chē)饕蔁釒址N植園組成（Nurhayati and Nakajima,2012）。Canberra位于澳大利亞?wèn)|南部山脈區(qū)的開(kāi)闊谷地上，屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，是熱帶海洋氣團(tuán)和極地大陸氣團(tuán)交替控制和互相角逐交綏的地帶。Fowlers＿Gap，福勒峽干旱區(qū)觀(guān)測(cè)研究站，屬澳大利亞的新南威爾士州，福勒峽區(qū)覆蓋了布羅肯希爾北部障礙區(qū)及其周?chē)母珊的翀?chǎng)。Jabiru位于被列于世界遺產(chǎn)名錄的卡卡杜澳大利亞國(guó)家公園內(nèi)，靠近風(fēng)景秀麗的阿納姆地懸崖。QOMS＿CAS，中國(guó)科學(xué)院珠穆朗瑪大氣與環(huán)境綜合觀(guān)測(cè)研究站，其氣溶膠特征反映了高山大氣背景狀況（Xu et al.,2014）。地基觀(guān)測(cè)是在單個(gè)站點(diǎn)的觀(guān)測(cè)，但衛(wèi)星觀(guān)測(cè)是區(qū)域觀(guān)測(cè)，在以上8個(gè)站點(diǎn)地基觀(guān)測(cè)的氣溶膠光學(xué)厚度雖然較小，但衛(wèi)星值是包括地基站點(diǎn)周?chē)鷱?fù)雜地形下大的氣溶膠光學(xué)厚度在內(nèi)的平均值，這可能就會(huì)造成地基觀(guān)測(cè)值很小而衛(wèi)星反演的氣溶膠光學(xué)厚度較大的情況。Jaipur，拉賈斯坦邦首府，印度北部的一座古城，屬熱帶季風(fēng)氣候，年降雨量超過(guò)2300 mm。Manila＿Observatory，馬尼拉天文臺(tái)，于1865年由菲律賓耶穌會(huì)特派團(tuán)成立，它可以系統(tǒng)地觀(guān)測(cè)菲律賓的天氣。Pune位于印度馬哈拉施特拉邦，其西邊為德干高原，這是一個(gè)丘陵城市，屬于炎熱的半干旱氣候。在Jaipur、Manila＿Observatory、MCO-Hanimaadhoo、Pune四個(gè)站點(diǎn)，衛(wèi)星反演氣溶膠光學(xué)厚度在地基觀(guān)測(cè)值較大時(shí)仍然較小，這可能是由于衛(wèi)星反演算法中氣溶膠類(lèi)型不適用的原因。在氣溶膠光學(xué)厚度比較高的情況下，氣溶膠模式誤差將占主導(dǎo)地位（吳序鵬等,2012）。在Beijing、BeijingCAMS、Chiang＿M(jìn)ai＿M(jìn)et＿Sta、Gandhi＿College、Kanpur、KORUS＿Baeksa、Kathmandu-Bode、KOR-US＿Iksan、KORUS＿M(jìn)okpo＿NU、KORUS＿Olympic＿Park、KORUS＿Taehwa、KORUS＿Songchon、Luang＿Namtha、Omkoi、Nong＿Khai、NGHIA＿DO、Pusan＿NU、Seoul＿SNU、Silpakorn＿Univ、Son＿La、XiangHe和Yonsei＿University站點(diǎn)，Himawari-8AOD與AERONET AOD之間雖然相關(guān)性較好（R>0.50），但兩個(gè)數(shù)據(jù)集的線(xiàn)性回歸方程的斜率較小，這說(shuō)明Himawari-8反演的氣溶膠光學(xué)厚度在這些站點(diǎn)存在明顯的低估現(xiàn)象。這可能是受地球同步衛(wèi)星的高軌道高度和傳感器的靈敏度的影響導(dǎo)致其反演產(chǎn)品存在系統(tǒng)偏差，需要對(duì)其誤差來(lái)源進(jìn)行研究。就Himawari-8靜止氣象衛(wèi)星反演的氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品的可靠性及適用性而言，在Anmyon、Baengnyeong、Chen-Kung＿Univ、Gangneung＿WNU、Gosan＿SNU、Hong＿Kong＿PolyU、Hong＿Kong＿Sheung、Shirahama、Singapore、USM＿Penang和Songkhla＿M(jìn)et＿Sta站點(diǎn)，Himawari-8衛(wèi)星反演的氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品具有較好的結(jié)果。在衛(wèi)星反演氣溶膠光學(xué)厚度的過(guò)程中，受地表反照率、氣溶膠類(lèi)型的不同以及當(dāng)?shù)丨h(huán)境等因素的影響所造成的實(shí)際誤差難以控制，Himawari-8反演的氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品確實(shí)存在極大的空間上的不確定性。

圖3 70個(gè)站點(diǎn)AOD絕對(duì)誤差（Himawari-8 AOD與AERONET AOD的差值）與AERONET及Himawari-8 AOD的關(guān)系熱點(diǎn)圖，顏色表示不同區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)量圖3 70個(gè)站點(diǎn)AOD絕對(duì)誤差（Himawari-8 AOD與AERONET AOD的差值）與AERONET及Himawari-8 AOD的關(guān)系熱點(diǎn)圖，顏色表示不同區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)量

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3129971