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）可實現(xiàn)10 min/次的高時間分辨率對地觀測。本文將2015年9月至2017年12月Himawari-8衛(wèi)星Level-2氣溶膠光學厚度（AOD）產(chǎn)品與AERONET（AErosol RObotic NETwork）70個站點的地基觀測數(shù)據(jù)進行對比驗證分析,結(jié)果表明Himawari-8衛(wèi)星反演的氣溶膠光學厚度產(chǎn)品的精度存在很大的空間上的差異性,其中有48個站點Himawari-8 AOD與AERONET AOD之間存在較好的相關(guān)性（R>0.5）,有22個站點Himawari-8衛(wèi)星反演氣溶膠光學厚度產(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等站點出現(xiàn)地基觀測值很小而衛(wèi)星反演的氣溶膠光學厚度較大的情況。對絕對誤差（H... 

【文章來源】：大氣科學. 2020,44(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

AERONET觀測站點分布

本研究共選取了70個AERONET站點數(shù)據(jù)對Himawari-8 AOD Level-2產(chǎn)品進行驗證分析，圖2為Himawari-8衛(wèi)星反演氣溶膠光學厚度數(shù)據(jù)與NASA發(fā)布的AERONET氣溶膠光學厚度標準產(chǎn)品對比結(jié)果散點圖。從圖中可以看出在不同站點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型等因素有關(guān)。整體來說，在大多數(shù)站點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，兩個數(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等站點出現(xiàn)地基觀測值很小而衛(wèi)星反演的氣溶膠光學厚度較大的情況。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答臘島，周圍主要由熱帶森林種植園組成（Nurhayati and Nakajima,2012）。Canberra位于澳大利亞東南部山脈區(qū)的開闊谷地上，屬于亞熱帶季風性濕潤氣候，是熱帶海洋氣團和極地大陸氣團交替控制和互相角逐交綏的地帶。Fowlers＿Gap，福勒峽干旱區(qū)觀測研究站，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)及其周圍的干旱牧場。Jabiru位于被列于世界遺產(chǎn)名錄的卡卡杜澳大利亞國家公園內(nèi)，靠近風景秀麗的阿納姆地懸崖。QOMS＿CAS，中國科學院珠穆朗瑪大氣與環(huán)境綜合觀測研究站，其氣溶膠特征反映了高山大氣背景狀況（Xu et al.,2014）。地基觀測是在單個站點的觀測，但衛(wèi)星觀測是區(qū)域觀測，在以上8個站點地基觀測的氣溶膠光學厚度雖然較小，但衛(wèi)星值是包括地基站點周圍復雜地形下大的氣溶膠光學厚度在內(nèi)的平均值，這可能就會造成地基觀測值很小而衛(wèi)星反演的氣溶膠光學厚度較大的情況。Jaipur，拉賈斯坦邦首府，印度北部的一座古城，屬熱帶季風氣候，年降雨量超過2300 mm。Manila＿Observatory，馬尼拉天文臺，于1865年由菲律賓耶穌會特派團成立，它可以系統(tǒng)地觀測菲律賓的天氣。Pune位于印度馬哈拉施特拉邦，其西邊為德干高原，這是一個丘陵城市，屬于炎熱的半干旱氣候。在Jaipur、Manila＿Observatory、MCO-Hanimaadhoo、Pune四個站點，衛(wèi)星反演氣溶膠光學厚度在地基觀測值較大時仍然較小，這可能是由于衛(wèi)星反演算法中氣溶膠類型不適用的原因。在氣溶膠光學厚度比較高的情況下，氣溶膠模式誤差將占主導地位（吳序鵬等,2012）。在Beijing、BeijingCAMS、Chiang＿Mai＿Met＿Sta、Gandhi＿College、Kanpur、KORUS＿Baeksa、Kathmandu-Bode、KOR-US＿Iksan、KORUS＿Mokpo＿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，Himawari-8AOD與AERONET AOD之間雖然相關(guān)性較好（R>0.50），但兩個數(shù)據(jù)集的線性回歸方程的斜率較小，這說明Himawari-8反演的氣溶膠光學厚度在這些站點存在明顯的低估現(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致其反演產(chǎn)品存在系統(tǒng)偏差，需要對其誤差來源進行研究。就Himawari-8靜止氣象衛(wèi)星反演的氣溶膠光學厚度產(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＿Met＿Sta站點，Himawari-8衛(wèi)星反演的氣溶膠光學厚度產(chǎn)品具有較好的結(jié)果。在衛(wèi)星反演氣溶膠光學厚度的過程中，受地表反照率、氣溶膠類型的不同以及當?shù)丨h(huán)境等因素的影響所造成的實際誤差難以控制，Himawari-8反演的氣溶膠光學厚度產(chǎn)品確實存在極大的空間上的不確定性。

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

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3129971