利用超光谱红外卫星数据反演大气廓线研究

大气与环境光学学报 ›› 2016, Vol. 11 ›› Issue (2): 118-124.

利用超光谱红外卫星数据反演大气廓线研究

赵强1,2, 韩露2, 杨世植2, 杨鹏3, 崔生成2

(1 安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽合肥 230601;
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽合肥 230031;
3 河北省石家庄市气象局，河北石家庄 050081）

收稿日期:2015-01-09 修回日期:2015-12-29 出版日期:2016-03-28 发布日期:2016-03-18
通讯作者: 赵强（1981-），安徽合肥人，博士，副教授，主要从事红外卫星大气遥感研究。 E-mail:rommel99@163.com
作者简介:赵强（1981-），安徽合肥人，博士，副教授，主要从事红外卫星大气遥感研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(41005016),国家自然科学基金资助项目(1508085SQD208)资助

Retrieval of Atmospheric Profile by Hyperspectral Infrared Satellite Data

(1 School of Environment and Energy Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei 230601, China;
2 Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China;
3 Shijiazhuang Meteorological Bureau, Shijiazhuang 050081, China)

Received:2015-01-09 Revised:2015-12-29 Published:2016-03-28 Online:2016-03-18

摘要/Abstract

摘要：

建立新的物理反演法能同时反演大气温度廓线、水汽廓线、表层温度和地表发射率，该反演算法应用到我国黄海地区AIRS红外卫星资料中，可反演得到较高垂直分辨率的大气温度廓线和水汽廓+线，同时反演得到的表层温度和地表发射率、根据水汽廓线计算大气可降水量。

关键词: 大气温度廓线, 水汽廓线, AIRS红外卫星, 表层温度, 大气可降水量

Abstract:

A new retrieval algorithm which can simultaneously retrieve atmospheric temperature profile, water vapor profile, surface skin temperature and surface emissivity is presented. The ralgorithm uses infrared radiances measured by Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) in Yellow Sea region. The algorithm is applied to real AIRS observations and the results show that it is capable of retrieving high vertical resolution atmospheric temperature and water vapor. Surface skin temperature and surface emissity are simultaneously retrieved. The total precipitable water vapor (TPW) is computed by water vapor profile.

Key words: atmospheric temperature profile, water vapor profile, atmospheric infrared sounder satellite, surface skin temperature, total precipitable water vapor

中图分类号:

P407

赵强韩露杨世植杨鹏崔生成. 利用超光谱红外卫星数据反演大气廓线研究[J]. 大气与环境光学学报, 2016, 11(2): 118-124.

ZHAO Qiang, HAN Lu, YANG Shi-Zhi, YANG Peng, CUI Sheng-Cheng. Retrieval of Atmospheric Profile by Hyperspectral Infrared Satellite Data[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2016, 11(2): 118-124.

参考文献

[1] Zhao Q, Yang S Z, Qiao Y L, et al. Simultaneous non-linear retrieval of atmospheric profiles and surface skin temperature from MODIS infrared radiances in Taiwan strait [J]. Int. J. Remote Sens., 2009, 30(12): 3027-3040.
[2] Guan Li, Huang Hung-lung, Wang Zhenhui. Simulation of atmospheric profile retrieval from hyperspectral infrared data under cloudy condition [J]. Journal of Remote Sensing, 2008,12(6): 987-992(in Chinese).
官莉, Huang Hung-lung, 王振会. 红外高光谱资料反演有云时大气温湿廓线的模拟研究 [J]. 遥感学报, 2008, 12(6): 987-992.
[3] Zhao Qiang, Yang Shizhi, Qiao Yanli, et al. The computation of radiative transfer model base on MODIS infrared channel [J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(2): 238-241, 266(in Chinese).
赵强, 杨世植, 乔延利, 等. 基于MODIS红外通道的辐射传输计算 [J]. 红外与激光工程, 2009, 38(2): 238-241, 266.
[4] Zhao Qiang, Yang Shizhi, Zhang Yuping, et al. Retrieval of atmospheric profiles and surface skin temperature from MODIS infrared data based on discrepancy principle [J]. Acta Meteorologica Sinica, 2009, 67(4): 674-678(in Chinese).
赵强, 杨世植, 张玉平, 等. 利用偏差原则在基于MODIS红外资料反演大气廓线以及表层温度 [J]. 气象学报, 2009, 67(4): 674-678. [5] Li Z L, Becker F, Stoll M P, et al. Channel selection for soil spectrum reconstruction in 8-13 μm region [J]. J. Geophys. Res. Atmos., 1999, 104(D18): 22271-22285.
[6] Li Jun, Zeng Qingcun. Infrared remote sensing of clear atmosphere and its inversion problem. Part I: Theoretical study [J]. Scientia Atmospherica Sinica, 1997, 21(1): 1-9(in Chinese).
李俊, 曾庆存. 晴空时大气红外遥感及其反演问题:I理论研究 [J]. 大气科学, 1997, 21(1): 1-9.
[7] Wang Jiacheng, Yang Shizhi, Ma Jinji, et al. Automatic cloud derection applied to MODIS image in the southeast of China [J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2006，31(3): 269-273(in Chinese).
王家成, 杨世植, 麻金继, 等．东南沿海MODIS图像自动云检测的实现 [J]. 武汉大学学报信息科学版, 2006, 31(3): 269-273.

[1]	杨维周海金司福祺孙友文韩雪冰徐兴伟刘文清. 基于MODIS遥感数据地表反照率经纬度查询软件设计[J]. 大气与环境光学学报, 2017, 12(6): 446-455.
[2]	桑浩王先华叶函函蒋芸. 基于主成分分析的CO2统计反演方法[J]. 大气与环境光学学报, 2017, 12(3): 202-209.
[3]	张婷刘磊高太长. 利用新型经验函数模拟云底亮温及误差分析[J]. 大气与环境光学学报, 2015, 10(3): 260-268.
[4]	顾吉林王海玲刘丽娟艾莉莉许文海. 大连地区典型天气气溶胶光学厚度的计算分析[J]. 大气与环境光学学报, 2014, 9(4): 249-256.
[5]	郑国锋孔冬李艳晓. 光电系统目标定位受大气折射的影响及修正方法[J]. 大气与环境光学学报, 2014, 9(4): 263-267.
[6]	裴显李昂谢品华吴丰成王杨徐晋. 基于Monte Carlo大气辐射传输模型的Ring效应模拟[J]. 大气与环境光学学报, 2013, 8(5): 354-363.
[7]	王天天傅云飞赵凤生. “艾利”台风过程中FY-2C与TRMM卫星红外通道信号差异分析[J]. 大气与环境光学学报, 2012, (6): 408-420.
[8]	胡振华方芳顾学军方黎. 红外辐射光谱反演CO2浓度的敏感性研究[J]. 大气与环境光学学报, 2010, 5(4): 269-275.
[9]	刘慧娟胡雯黄兴友. 大别山地区7月份对流云合并特征的统计分析[J]. 大气与环境光学学报, 2010, 5(1): 33-39.