AIRS資料反演晴空大氣廓線方法的模擬研究.pdf

1、南京信息工程大學碩士學位論文AIRS資料反演晴空大氣廓線方法的模擬研究姓名：宋金暖申請學位級別：碩士專業(yè)：大氣遙感科學與技術(shù)指導教師：王振會;官莉20070501中文摘要中文摘要大氣紅外探測儀A I R S ( A t m o s p h e r i cI n f r a r e dS o t m d e r ) 是目前國際上最先進的超高光譜分辨率紅外大氣垂直探測儀器，從6 5 0t i n “ 1 ( 1 5 ‘鯽) 到2 7 0 0

2、c m ．‘( 3 ．7 ．z o n ) 的光譜范圍內(nèi)有2 3 7 8 個紅外通道，光譜分辨率( v ／A t , ) 高于1 2 0 0 ，觀測范圍覆蓋全球，可以監(jiān)涮全球大氣狀態(tài)及其變化，能為數(shù)值預報模式提供大范圍和高精度初始場，因此對該高光譜分辨率資料的處理和應(yīng)用研究既有科學意義，又有實用價值．本文利用威斯康辛大學提供的全球晴空反演訓練大氣廓線資料集，一部分廓線作為訓練樣本，另一部分用于反演驗證，采用S A R T A ( S t

3、 a n d - A l o n e R a d i a t i v e T r a n s f e r A l g o r i t h m )輻射傳輸模式模擬A I R S 衛(wèi)星各通道輻射值，用特征向量統(tǒng)計回歸方法反演晴空條件下大氣的溫度、濕度廓線和其他參數(shù)，并通過和實際觀測值對比，評估反演效果。為了改進溫濕廓線的反演精度，進一步增加地表溫度、紅外地表比輻射率約束反演過程，進行模擬試驗研究，結(jié)果表明：1 、利用特征向量反演算法，可以快

4、速、精確地反演大氣溫濕廓線。反演誤差在低層尤其近地面較大，高層相對較小，其中溫度廓線在對流層以下的反演誤差約為4 ～5 K ，在中高層約為3 ～4 K ，濕度廓線的反演誤差隨高度減小，近地面誤差最大為3 ．2 9 , ' k g ，整層平均誤差為1 ．2 3 9 , ' k g 。2 、溫度垂直廓線的反演對地表特征屬性非常敏感，增加地表溫度作為約束因子明顯提高了低層大氣溫度的反演精度，而增加地表比輻射率主要提高了高層2

5、0 0 - - 4 0 r o b 之間大氣溫度的反演精度，若同時增加上述兩項地表屬性作為約柬因子，則同時能夠提高低層和高層大氣的溫度反演精度，其中低層溫度反演均方根誤差R M S 平均減小了0 ．6 5 1 ( 。商層R M S 減小了0 ．7 5 K ，其改進效果要比單獨增加某一項地表因子更加明顯。3 、單獨增加一項地表特征屬性作為約束因子，水汽反演結(jié)果并沒有出現(xiàn)明顯變化，尤其地表比輻射率對水汽反演的影響徑小，地表溫度的影響存在正負