隨著城市化和工業(yè)發(fā)展進程的加快,大氣對流層特別是近地面大氣臭氧污染問題日益受到廣泛關注�？焖倬_的測量大氣臭氧濃度是實現(xiàn)大氣臭氧監(jiān)測的基礎,也是研究其產(chǎn)生的氣候和環(huán)境效應、空氣質量預報和有效預測預防光化學污染的必要前提。當前,地面臭氧濃度監(jiān)測仍然以地面站點監(jiān)測為主,雖然可以提供精確的臭氧產(chǎn)品,但是這些信息僅能反映監(jiān)測站點附近一定水平空間和垂直高度上的臭氧濃度情況,并且站點的建立和維護需要大量的人力和物力成本。衛(wèi)星遙感大氣臭氧具備傳統(tǒng)地面站點測量所無法比擬的優(yōu)勢。其具有大范圍、全球性和全天候性等特點,使得其在全球大氣臭氧濃度測量中已經(jīng)得到了廣泛應用。然而,衛(wèi)星遙感技術多關注于全球宏觀大氣臭氧狀況的快速獲取,而在局部地區(qū)特別是城市區(qū)域的大氣臭氧污染監(jiān)測方面尚未發(fā)揮其應有的作用。為了促進衛(wèi)星紫外遙感技術在監(jiān)測對流層大氣臭氧污染領域的應用,論文以衛(wèi)星遙感方式實時進行近地面臭氧濃度監(jiān)測為目標,根據(jù)貝葉斯理論,設計針對大氣對流層底層臭氧濃度的遙感反演算法,采用eFast全局敏感性分析方法研究最優(yōu)測量光譜組合和大氣分層,對以最優(yōu)化估計為基礎的反演技術流程進行改進和完善。充分考慮應用需求,評估觀測衛(wèi)星... 

【文章來源】：南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 大氣臭氧對全球生態(tài)的影響
        1.1.2 近地面大氣臭氧污染已受到國際廣泛關注
        1.1.3 我國面臨的近地面臭氧污染問題日益嚴峻
        1.1.4 大氣臭氧濃度觀測活動的開展
        1.1.5 衛(wèi)星遙感監(jiān)測大氣低層臭氧濃度的必要性
    1.2 國內外研究進展
        1.2.1 地面、地基和探空的臭氧監(jiān)測
        1.2.2 衛(wèi)星傳感器臭氧探測
        1.2.3 衛(wèi)星遙感臭氧算法研究進展
        1.2.4 目前存在問題與不足
    1.3 研究思路與技術路線
    1.4 論文組織結構
第2章 研究方法與數(shù)據(jù)資料
    2.1 模擬數(shù)據(jù)源
        2.1.1 大氣輻射傳輸模型
        2.1.2 大氣熱力學先驗信息提取數(shù)據(jù)庫
    2.2 模型參數(shù)光譜敏感度分析方法
        2.2.1 全局敏感性分析原理
        2.2.2 傅立葉敏感性檢驗理論
    2.3 基于貝葉斯法則的最優(yōu)化方法
    2.4 驗證數(shù)據(jù)源
        2.4.1 區(qū)域概況
        2.4.2 研究資料
        2.4.3 數(shù)據(jù)預處理
    2.5 衛(wèi)星傳感器輻射建模與評價方法
第3章 大氣臭氧濃度的紫外光譜敏感度分析
    3.1 光譜敏感性與反演指標參量的關系
        3.1.1 信號自由度與權重函數(shù)矩陣
        3.1.2 權重函數(shù)矩陣的預白化過程
        3.1.3 探測過程中測量通道的敏感性衡量標準
    3.2 擴展傅立葉敏感性檢驗的快速計算方法
        3.2.1 采樣策略
        3.2.2 搜索曲線
        3.2.3 利用對稱特征的簡化
    3.3 大氣臭氧廓線的敏感性計算及其參數(shù)優(yōu)化
        3.3.1 eFast敏感性計算流程
        3.3.2 最優(yōu)采樣個數(shù)與搜索曲線數(shù)
    3.4 大氣臭氧垂直分布的參數(shù)敏感性分析
    3.5 小結
第4章 大氣對流層低層臭氧濃度的衛(wèi)星遙感反演算法
    4.1 衛(wèi)星遙感反演臭氧廓線的最優(yōu)化方法
        4.1.1 反演機理
        4.1.2 非線性最優(yōu)化問題的處理
        4.1.3 迭代法收斂的判定
        4.1.4 反演過程指標
        4.1.5 非線性反演誤差的成分
    4.2 反演過程調控機制分析
        4.2.1 權重函數(shù)矩陣對反演過程的調控
        4.2.2 測量誤差協(xié)方差矩陣對反演過程的調控
        4.2.3 先驗協(xié)方差矩陣對反演過程的調控
    4.3 構建兩步分離算法原型
        4.3.1 算法思路及輸入?yún)?shù)假定
        4.3.2 算法原型運算流程
        4.3.3 反演精度評價
    4.4 基于TSS算法的對流層低層臭氧濃度反演
        4.4.1 大氣分層策略及探測通道
        4.4.2 反演流程
        4.4.3 反演結果誤差分析
    4.5 小結
第5章 TSS算法應用評價及時空適應性分析
    5.1 TSS算法應用評價
        5.1.1 實測資料對比分析
        5.1.2 衛(wèi)星遙感資料反演精度比較
    5.2 高時相監(jiān)測TSS算法時空適應性分析
        5.2.1 大氣低層臭氧監(jiān)測的衛(wèi)星傳感器輻射建模
        5.2.2 觀測幾何條件對TSS算法反演精度的影響
    5.3 小結
第6章 研究結論與展望
    6.1 研究結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
附錄
攻讀博士期間科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]空氣質量衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術進展[J]. 陳良富,陶金花,王子峰,李莘莘,張瑩,范萌,李小英,余超,鄒銘敏,蘇林,陶明輝.  大氣與環(huán)境光學學報. 2015(02)
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博士論文
[1]基于衛(wèi)星臨邊輻射的大氣痕量氣體含量反演研究[D]. 汪自軍.吉林大學 2011
[2]地表熱紅外輻射背景場建模與成像模擬研究[D]. 趙利民.南京大學 2011
[3]紫外散射反演臭氧總量的若干問題研究[D]. 江芳.中國科學院研究生院（空間科學與應用研究中心） 2007



本文編號：3022294