基于衛(wèi)星遙感的大氣二氧化碳敏感性分析與反演算法改進(jìn)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-10 15:55
獲取全球?qū)崟r(shí)高精度的大氣二氧化碳數(shù)據(jù)對(duì)于研究碳循環(huán)和全球氣候變化有著重要的意義,利用衛(wèi)星遙感技術(shù)與模式模擬相結(jié)合的反演方法已成為獲取該數(shù)據(jù)的重要手段。在國(guó)家973項(xiàng)目“全球氣候變化數(shù)據(jù)的評(píng)估、同化、融合與應(yīng)用”支持下,本文對(duì)目前大氣二氧化碳遙感反演流程中的敏感性分析、通道選擇與反演算法中仍然存在的一些不足之處做了如下研究與改進(jìn)。首先,根據(jù)廓線數(shù)據(jù)不確定性的特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了均方根誤差擾動(dòng)法來對(duì)其進(jìn)行敏感性分析,并分別將溫度廓線、水汽廓線、臭氧廓線和地表溫度的敏感度曲線與二氧化碳自身敏感度曲線作了對(duì)比,結(jié)果表明溫度廓線始終是影響大氣二氧化碳反演精度的主要因素。在敏感性分析的基礎(chǔ)上,本文使用信噪比綜合排序篩選法選出了適合用于大氣二氧化碳反演的紅外通道。其次,在敏感性分析與通道選擇的過程中,作者發(fā)現(xiàn)高光譜遙感數(shù)據(jù)通道多信息量大,使得科研人員分析對(duì)比不同參數(shù)在各個(gè)通道上的特征十分費(fèi)時(shí)費(fèi)力,因此本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款高光譜通道特征可視化分析軟件系統(tǒng)HCCVAS V1.0,用于對(duì)敏感度數(shù)據(jù)、信噪比數(shù)據(jù)和雅克比數(shù)據(jù)的可視化與對(duì)比分析,能有效的提高科研人員的工作效率。最后,由于溫度廓線誤差在紅外波段上始終...
【文章來源】:華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
WDCGG全球二氧化碳地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布
(b)和圖2-1 (C)分別為上述兩個(gè)備選波段的放大圖,如圖所示長(zhǎng)波紅外區(qū)化碳敏感度在不同標(biāo)準(zhǔn)大氣下的值存在一定差異,冬季敏感度值稍微高其最高值在0.1%?0.2%之間;而在短波紅外區(qū)域的二氧化碳敏感度除下2270cnri附近明顯較高以外,其他情況下的值相差較小,且存在兩約為0.4%和0.8%。在后面的分析中,將以這兩個(gè)備選波段上大氣二氧感度作為基準(zhǔn)值,分別與溫度廓線、水汽廓線、臭氧廓線以及地表溫度作對(duì)比,分析各個(gè)參數(shù)在不同通道、不同誤差下對(duì)大氣二氧化碳反演的。
圖2-5.六種不同標(biāo)準(zhǔn)大氣背景下的地表溫度的敏感度曲線圖表2-4同樣是對(duì)700crrri到750crn-i波段范圍內(nèi),二氧化碳敏感度絕對(duì)值高于地表溫度敏感度絕對(duì)值的通道數(shù)統(tǒng)計(jì),其中參考的地表溫度擾動(dòng)誤差大小為2K。與水汽廓線敏感度分析的統(tǒng)計(jì)結(jié)果類似,在長(zhǎng)波紅外區(qū)域內(nèi),滿足條件的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]短波紅外通道CO2觀測(cè)的溫度敏感性分析[J]. 鄒銘敏,陳良富,陶金花,蘇林,韓冬,賀寶華,張瑩,余超. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2012(05)
[2]二氧化碳濃度高精度反演的敏感性研究[J]. 葉函函,王先華,吳軍,方勇華,熊偉,崔方曉. 大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[3]衛(wèi)星遙感大氣CO2的技術(shù)與方法進(jìn)展綜述[J]. 劉毅,呂達(dá)仁,陳洪濱,楊東旭,閔敏. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2011(02)
[4]利用紅外輻射光譜反演大氣CO2濃度的理論研究[J]. 戴鐵,鄭有飛,石廣玉. 氣象與環(huán)境科學(xué). 2008(01)
[5]大氣紅外探測(cè)器(AIRS)溫、濕度反演產(chǎn)品的有效性檢驗(yàn)及在數(shù)值模式中的應(yīng)用研究[J]. 高文華,趙鳳生,蓋長(zhǎng)松. 氣象學(xué)報(bào). 2006(03)
[6]七通道微波輻射計(jì)遙感大氣溫度廓線的性能分析[J]. 姚志剛,陳洪濱. 氣象科學(xué). 2005(02)
本文編號(hào):3222674
【文章來源】:華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
WDCGG全球二氧化碳地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布
(b)和圖2-1 (C)分別為上述兩個(gè)備選波段的放大圖,如圖所示長(zhǎng)波紅外區(qū)化碳敏感度在不同標(biāo)準(zhǔn)大氣下的值存在一定差異,冬季敏感度值稍微高其最高值在0.1%?0.2%之間;而在短波紅外區(qū)域的二氧化碳敏感度除下2270cnri附近明顯較高以外,其他情況下的值相差較小,且存在兩約為0.4%和0.8%。在后面的分析中,將以這兩個(gè)備選波段上大氣二氧感度作為基準(zhǔn)值,分別與溫度廓線、水汽廓線、臭氧廓線以及地表溫度作對(duì)比,分析各個(gè)參數(shù)在不同通道、不同誤差下對(duì)大氣二氧化碳反演的。
圖2-5.六種不同標(biāo)準(zhǔn)大氣背景下的地表溫度的敏感度曲線圖表2-4同樣是對(duì)700crrri到750crn-i波段范圍內(nèi),二氧化碳敏感度絕對(duì)值高于地表溫度敏感度絕對(duì)值的通道數(shù)統(tǒng)計(jì),其中參考的地表溫度擾動(dòng)誤差大小為2K。與水汽廓線敏感度分析的統(tǒng)計(jì)結(jié)果類似,在長(zhǎng)波紅外區(qū)域內(nèi),滿足條件的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]短波紅外通道CO2觀測(cè)的溫度敏感性分析[J]. 鄒銘敏,陳良富,陶金花,蘇林,韓冬,賀寶華,張瑩,余超. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2012(05)
[2]二氧化碳濃度高精度反演的敏感性研究[J]. 葉函函,王先華,吳軍,方勇華,熊偉,崔方曉. 大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[3]衛(wèi)星遙感大氣CO2的技術(shù)與方法進(jìn)展綜述[J]. 劉毅,呂達(dá)仁,陳洪濱,楊東旭,閔敏. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2011(02)
[4]利用紅外輻射光譜反演大氣CO2濃度的理論研究[J]. 戴鐵,鄭有飛,石廣玉. 氣象與環(huán)境科學(xué). 2008(01)
[5]大氣紅外探測(cè)器(AIRS)溫、濕度反演產(chǎn)品的有效性檢驗(yàn)及在數(shù)值模式中的應(yīng)用研究[J]. 高文華,趙鳳生,蓋長(zhǎng)松. 氣象學(xué)報(bào). 2006(03)
[6]七通道微波輻射計(jì)遙感大氣溫度廓線的性能分析[J]. 姚志剛,陳洪濱. 氣象科學(xué). 2005(02)
本文編號(hào):3222674
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