AIRS晴空大气温度廓线反演试验 被引量：21

1

作者 刘辉 董超华 +1 位作者 张文建 张鹏 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期513-519,共7页

2002年5月发射的Aqua是美国地球观测系统中的第2颗卫星EOS-2(Earth Observing System),它携带的大气红外探测仪AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)是目前国际上最先进的超高光谱分辨率红外大气垂直探测仪。1200的光谱分辨率和全球覆盖... 2002年5月发射的Aqua是美国地球观测系统中的第2颗卫星EOS-2(Earth Observing System),它携带的大气红外探测仪AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)是目前国际上最先进的超高光谱分辨率红外大气垂直探测仪。1200的光谱分辨率和全球覆盖能力使其可以观测全球大气状态及其变化。对其超高光谱分辨率资料的处理和应用的研究既有科学意义,又有实用价值。利用AIRS实际观测资料反演大气温度,本文使用的是便于处理大数据量的统计反演方法中的特征向量法,计算回归系数使用的是AIRS观测辐射值和T213数值预报分析场。本文从通道个数、地形及地表发射率影响、增加预报因子、国外同类产品比较等4个方面进行了大气温度反演试验研究。研究结果表明:(1)在利用超高光谱分辨率仪器进行反演时,合理选择通道是非常必要的;(2)AIRS反演的大气温度在对流层顶和中上层具有较高的精度,在对流层低层,尤其是近地面反演精度不够理想;(3)增加地表温度,地表发射率和地形3个预报因子,可以提高近地面的反演精度;(4)文中反演的大气温度精度与国外同类产品精度基本一致。 展开更多

关键词 airs 反演 大气温度

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利用AIRS卫星资料反演大气廓线Ⅰ.特征向量统计反演法 被引量：20

2

作者 官莉 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2006年第6期756-761,共6页

引进美国威斯康星大学的IMAPP(InternationalMOD IS/AIRS Preprocessing Package)软件包,介绍了利用高光谱分辨率大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)观测辐射值,用特征向量统计法反演大气温度、湿度等垂直廓线的算法,采... 引进美国威斯康星大学的IMAPP(InternationalMOD IS/AIRS Preprocessing Package)软件包,介绍了利用高光谱分辨率大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)观测辐射值,用特征向量统计法反演大气温度、湿度等垂直廓线的算法,采用亮度温度分类和扫描角分类回归后,减小了反演误差。并将其应用到中国地区,通过与无线电探空值及欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Center ofMed ium-rangeW eather Forecasts)客观分析场的比较,结果表明:该方法所获得的温度、水汽反演结果与探空观测及ECMWF大气廓线分布一致,且AIRS因其高光谱分辨率(即高垂直空间分辨率)显示了精细的大气结构。 展开更多

关键词 airs 特征向量回归 大气廓线反演

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VIRR/FY-3A分裂窗波段与AIRS/AQUA和IASI/METOP-A数据的交叉辐射定标 被引量：2

3

作者 周蔚 蒋耿明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1892-1902,共11页

实际应用显示搭载在风云三号A星(FY-3A)上的可见光红外扫描辐射计(VIRR)的两个分裂窗波段(IR4,~10.8μm;IR5,~12.0μm)存在定标偏差。本文选择高光谱卷积法,用AQUA卫星搭载的大气红外探空仪(AIRS/AQUA)和METOP-A卫星搭载的干涉式红外大... 实际应用显示搭载在风云三号A星(FY-3A)上的可见光红外扫描辐射计(VIRR)的两个分裂窗波段(IR4,~10.8μm;IR5,~12.0μm)存在定标偏差。本文选择高光谱卷积法,用AQUA卫星搭载的大气红外探空仪(AIRS/AQUA)和METOP-A卫星搭载的干涉式红外大气探测仪(IASI/METOP-A)的观测数据对VIRR/FY-3A的两个分裂窗波段进行交叉辐射定标。根据卫星轨道特点,选择北极地区(60°N^90°N,180°W^180°E)作为研究区域,并选择2010年6月、9月、12月以及2011年3月作为研究时间段。首先,分别将AIRS/AQUA和IASI/METOP-A数据与VIRR/FY-3A的第4波段和第5波段的光谱响应函数进行卷积;对观测数据进行重采样,并基于普朗克黑体辐射公式实现辐射值和亮度温度之间的转换。然后,使用两个相关的匹配条件提取VIRR/FY-3A分别与AIRS/AQUA、IASI/METOP-A在第4波段和第5波段的匹配观测点对。最后,对匹配观测点对进行回归分析,得到交叉辐射定标偏差订正方程的系数。结果表明AIRS/AQUA和IASI/METOP-A的在轨辐射定标非常一致。以AIRS/AQUA和IASI/METOP-A波段的辐射定标为标准,VIRR/FY-3A第4波段的平均定标偏差分别为2.39K和2.06K,第5波段的平均定标偏差分别为0.59K和0.44K。实验指出定标偏差与亮度温度有关。 展开更多

关键词 可见光红外扫描辐射计/FY-3A 分裂窗波段 大气红外探空仪/AQUA 干涉式红外大气探测仪/METOP-A 交叉辐射定标 高光谱卷积法

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利用臭氧探空数据评估卫星及再分析资料在粤港澳地区的适用性

4

作者 龚宇 李婷苑 +1 位作者 沈劲 陈靖扬 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期1858-1868,共11页

基于2022~2023年粤港澳地区臭氧(O_(3))探空观测资料,分析O_(3)浓度垂直分布特征变化趋势,并结合自组织映射神经网络(SOM)分型方法,评估了Aqua卫星大气红外探测器(AIRS)O_(3)垂直廓线产品以及ERA5再分析资料的O_(3)垂直廓线产品在粤港... 基于2022~2023年粤港澳地区臭氧(O_(3))探空观测资料,分析O_(3)浓度垂直分布特征变化趋势,并结合自组织映射神经网络(SOM)分型方法,评估了Aqua卫星大气红外探测器(AIRS)O_(3)垂直廓线产品以及ERA5再分析资料的O_(3)垂直廓线产品在粤港澳地区的适用性.结果表明:①粤港澳地区O_(3)垂直分布季节性差异较为显著,春夏冬季呈单峰分布结构,峰区分别位于700,950和300hPa附近,秋季呈双峰分布结构,峰区位于925和400hPa附近.站点间差异较小,广东省各站点与香港站点的O_(3)廓线年平均偏差介于-3.2%~11.0%之间.②对流层内秋冬季AIRS和ERA5数据质量好于春夏季.850~200hPa,AIRS和ERA5数据质量相对较好,各季节相对平均偏差(Rad)平均值分别介于16.5%~25.8%和15.1%~25.7%之间,相关系数(r)平均值分别介于0.47~0.75和0.23~0.74之间;而在850hPa以下,AIRS和ERA5数据质量相对较差,AIRS数据略好于ERA5数据,Rad平均值分别为31.6%和40.9%,r平均值分别为0.34和-0.15.③将O_(3)垂直分布分为5型,其中,AIRS与ERA5资料在1型分布结构下数据质量最好,而在2型和3型分布结构下数据质量最差.1型在秋冬季出现频率较高(分别为43%和61%),2型和3型在夏季出现频率较高(共66%),4型和5型在春季出现频率较高(共85%). 展开更多

关键词 粤港澳 臭氧(O_(3)) 大气红外探测器(airs) ERA5 评估 自组织映射神经网络(SOM)

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FY-3A气象卫星红外分光计温度廓线模拟反演试验 被引量：7

5

作者 漆成莉 董超华 +2 位作者 张文建 张凤英 张鹏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2005年第5期576-582,共7页

为了考察风云三号(FY-3)气象卫星红外分光计的性能,以该仪器初样阶段的光谱通道特征和仪器响应函数为基础,进行大气温度垂直廓线模拟反演。选用红外分光计15μmCO2吸收带的不同通道组合进行模拟反演,结果表明:总体上红外分光计具有较好... 为了考察风云三号(FY-3)气象卫星红外分光计的性能,以该仪器初样阶段的光谱通道特征和仪器响应函数为基础,进行大气温度垂直廓线模拟反演。选用红外分光计15μmCO2吸收带的不同通道组合进行模拟反演,结果表明:总体上红外分光计具有较好的大气温度反演能力,窗区通道8的加入可有效提高近地面层温度反演精度;利用迭代算法反演大气温度时,初估廓线对反演精度影响较大,初估廓线与真值愈接近,反演精度愈高;现有仪器通道灵敏度设计指标可满足大气温度反演基本要求,如仪器灵敏度降低,反演精度也随之降低,提高仪器灵敏度,有利于提高仪器的使用效果。 展开更多

关键词 FY-3A 红外分光计 温度廓线 反演 反演试验 气象卫星 模拟 仪器响应函数 大气温度 反演精度

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风云三号红外高光谱探测仪的光谱定标 被引量：17

6

作者 漆成莉 周方 +2 位作者 吴春强 胡秀清 顾明剑 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期747-755,共9页

风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,是我国第二代极轨气象卫星,其上搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),实现了地气系统的高光谱分辨率红外高精度观测,由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器必须进行逐通道的... 风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,是我国第二代极轨气象卫星,其上搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),实现了地气系统的高光谱分辨率红外高精度观测,由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器必须进行逐通道的光谱定标。首先对干涉图数据进行傅里叶变换获得粗定标结果,再基于仪器参数计算仪器线型函数,进行光谱精校正,开发了风云三号D星HIRAS的光谱定标技术,并用发射前和在轨数据进行了精度验证。光谱定标方法能有效订正由于仪器离轴探元设计引起的光谱位置偏差,基于地面单色激光测量数据验证,长波4个探元20×10^(-6)左右的偏差可订正到0.5×10^(-6)(1和2探元)和7×10^(-6)(3和4探元)以内;中波1四个探元50×10^(-6)左右的偏差可分别订正到6×10^(-6)(1和3探元)、8×10^(-6)(2探元)和13×10^(-6)(4探元)以内;基于在轨数据验证三个波段光谱订正后光谱精度偏差和标准差均可达到5×10^(-6)以内。三个波段光谱定标结果均满足卫星使用技术指标10×10^(-6)的要求,有效保证了辐射精度评估和后端遥感产品开发应用的要求。 展开更多

关键词 光谱定标 红外高光谱大气探测仪 离轴效应 LBLRTM

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云检测在高光谱大气红外探测器辐射率直接同化中的应用 被引量：8

7

作者 陈靖 李刚 +1 位作者 张华 王根 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第5期555-563,共9页

对于高光谱大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)辐射率的同化,云检测技术是关键的一步。本文借鉴Goldberg的云检测的思想,通过AIRS通道和相应微波通道的经验组合来进行云检测,此云检测方案不需要对通道进行偏差订正,并且... 对于高光谱大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)辐射率的同化,云检测技术是关键的一步。本文借鉴Goldberg的云检测的思想,通过AIRS通道和相应微波通道的经验组合来进行云检测,此云检测方案不需要对通道进行偏差订正,并且除背景场海表温度,不依赖于大气的先验信息,是一个快速简单的云检测方案。本文将其原来NESDIS-Goldberg的3个云检测步骤改为7个云检测步骤,其中海洋表面4个,陆地表面3个,并选择最优的阈值,然后利用GRAPES-3DVAR(全球/区域同化预报系统)分别对AIRS的海洋和陆地上的视场进行云检测,找出受到云污染的视场,并将其剔除。对2006年6月30日AIRS的视场,分别用NESDS-Goldberg云检测方案和GRAPES-Goldberg云检测方案进行云检测,从结果的分析来看,GRAPES-Goldberg云检测方案可以更有效地检测出受到云污染的视场,晴空视场占到总视场的10.1%。 展开更多

关键词 airs 云污染 云检测 GRAPES-3DVar

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基于主成分累计影响系数法的高光谱大气红外探测器的通道选择试验 被引量：13

8

作者 张建伟 王根 +3 位作者 张华 黄静 陈靖 吴玲玲 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期36-42,共7页

由于高光谱大气红外探测器(AIRS)有2378个通道,如何从众多的通道中提取主要的有用信息。针对这点,文中提出了基于主成分累计影响系数的通道选择方法。首先,进行通道的预处理。然后,考虑白天的通道组合,分别对温度和湿度雅可比矩阵进行... 由于高光谱大气红外探测器(AIRS)有2378个通道,如何从众多的通道中提取主要的有用信息。针对这点,文中提出了基于主成分累计影响系数的通道选择方法。首先,进行通道的预处理。然后,考虑白天的通道组合,分别对温度和湿度雅可比矩阵进行主成分分析,得到每个通道对主成分的累计影响系数,根据累计影响系数的大小,进行通道排序。最后,考虑夜晚的通道组合,加入受太阳光影响的通道。最终得到白天和夜晚的入选通道子集。进行温度和湿度廓线反演的实验表明,该方法用于通道选择是可行的。 展开更多

关键词 高光谱 airs 通道选择 雅可比矩阵 主成分分析 累计影响系数

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人工神经网络法反演晴空大气湿度廓线的研究 被引量：23

9

作者 刘旸 官莉 《气象》 CSCD 北大核心 2011年第3期318-324,共7页

高光谱分辨率大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)作为第一个超高光谱大气红外探测仪,开辟了卫星大气探测的新时代。以无线电探空值与SARTA(Stand-Alone Radiative Transfer Algorithm辐射传输模式)v1.05版的前向模式模... 高光谱分辨率大气红外探测器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)作为第一个超高光谱大气红外探测仪,开辟了卫星大气探测的新时代。以无线电探空值与SARTA(Stand-Alone Radiative Transfer Algorithm辐射传输模式)v1.05版的前向模式模拟出的AIRS辐射亮温值组成样本对,利用神经网络法反演大气湿度廓线。将反演所得的结果与特征向量统计法的反演结果进行比较,结果表明,与特征向量统计法相比,神经网络法反演精度高,所获得的水汽廓线更加贴近真实廓线。AIRS因其高光谱分辨率(即高垂直分辨率)显示了精细的大气结构。在基于高光谱资料反演大气湿度廓线技术上,神经网络显示出了较强的非线性处理能力。 展开更多

关键词 神经网络 BP网络 airs 湿度反演 特征向量统计法

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青藏高原上空甲烷的时空分布特征及其夏季高值形成机制分析 被引量：4

10

作者 周杰 官莉 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2017年第3期315-321,共7页

利用搭载在美国Aqua卫星上的大气红外探测仪(AIRS)观测资料反演的全球甲烷(CH_4)产品和NCEP再分析资料,分析了2003~2014年青藏高原上空CH_4的时空变化特征,探讨了夏季CH_4高值变化与季风的关系。研究结果表明:就青藏高原整体而言,CH_4... 利用搭载在美国Aqua卫星上的大气红外探测仪(AIRS)观测资料反演的全球甲烷(CH_4)产品和NCEP再分析资料,分析了2003~2014年青藏高原上空CH_4的时空变化特征,探讨了夏季CH_4高值变化与季风的关系。研究结果表明:就青藏高原整体而言,CH_4浓度随高度增加递减;对流层中高层CH_4含量季节变化较为明显,其平均浓度在7~9月处于高值,6月、10月次之,其余月份处于低值。2003~2014年CH_4含量呈逐年上升趋势,年增长率约为4.66ppb(10-9)。高原上空CH_4空间分布分析显示,高原北部CH_4浓度高于南部地区。夏季风期间,随着高原上的强对流输送和上空南亚高压的阻塞,对流层中高层CH_4浓度明显增加并不断积累,在8月底至9月初出现最大值。在分析季风指数的基础上发现,夏季季风影响下的强对流输送是高原对流层中高层CH_4高值形成的主要原因之一,对流层中高层CH_4浓度最大值出现时间较季风指数的峰值滞后约半至一个月,随着夏季风的撤退,CH_4浓度高值迅速降低。 展开更多

关键词 甲烷 大气红外探测仪(airs) 青藏高原 时空分布 季风指数

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利用神经网络方法从高光谱分辨率红外遥感资料反演大气温度廓线 被引量：3

11

作者 蒋德明 曹思沁 屈佑铭 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第6期819-824,共6页

采用主分量分解数据压缩技术和基于误差反传学习算法的三层前馈神经网络(BP神经网络),使用AUQA/AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)高光谱分辨率红外观测资料,对不同光谱通道组合,在中纬度复杂地形上反演了垂直空间分辨率为1 km的大气... 采用主分量分解数据压缩技术和基于误差反传学习算法的三层前馈神经网络(BP神经网络),使用AUQA/AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)高光谱分辨率红外观测资料,对不同光谱通道组合,在中纬度复杂地形上反演了垂直空间分辨率为1 km的大气温度廓线,并与相匹配的ECWMF分析场资料进行了比较。结果表明,从AIRS资料能够获得1 K/km垂直分辨率的对流层温度反演精度。但是青藏高原对反演结果有明显的影响,并且这种影响与光谱波段有关。消除这种影响的途径之一是增加非卫星观测的附加预报因子。同时改进了神经网络反演策略,采用逐层反演的方法,缩短了所需要的网络训练时间。 展开更多

关键词 卫星气象学 温度廓线 反演 神经网络 高光谱

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大气红外探测仪的探测器序列定位误差 被引量：3

12

作者 官莉 Huan Hgung-Lung 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期153-156,共4页

大气红外探测仪AIRS的核心是一个光栅光谱仪序列,2378个红外探测器分装在17个探测器序列上,本文以实例说明了由于探测器序列在视轴方向有偏移,即空间错误定位误差给AIRS的观测值带来的影响及其光谱分布特征,以及观测值误差对后继红外晴... 大气红外探测仪AIRS的核心是一个光栅光谱仪序列,2378个红外探测器分装在17个探测器序列上,本文以实例说明了由于探测器序列在视轴方向有偏移,即空间错误定位误差给AIRS的观测值带来的影响及其光谱分布特征,以及观测值误差对后继红外晴空订正和大气廓线反演的影响.建议以后在设计同类仪器时要避免探测器序列错误定位问题,或选用干涉式分光系统. 展开更多

关键词 红外 高光谱 大气红外探测仪 定位误差

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中国南极科学考察第24航次大气CO_2遥感算法及其在第26航次中的应用分析

13

作者 陈海颖 蒋孟珍 +4 位作者 郝增周 梁继 许苏清 陈立奇 谢辛 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期278-283,共6页

利用中国南极科学考察第24航次采集的大气CO2浓度与AIRS的大气红外辐亮度进行统计回归,获取两者间的拟合关系。与该航次随机选取的60°S附近验证点比较,平均相对偏差为1.09%。同时,将拟合函数应用于对应第26航次同位置、近时间点的A... 利用中国南极科学考察第24航次采集的大气CO2浓度与AIRS的大气红外辐亮度进行统计回归,获取两者间的拟合关系。与该航次随机选取的60°S附近验证点比较,平均相对偏差为1.09%。同时,将拟合函数应用于对应第26航次同位置、近时间点的AIRS大气辐射值,其结果和第26航次走航数据进行比对,平均相对偏差为2.12%。对比同纬度下第24航次的精度,其精度有明显的下降,结果表明,利用统计回归的计算方式具有一定的局限性。 展开更多

关键词 南大洋 二氧化碳 统计回归 大气红外探测器 中国南极科学考察

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FY-4A静止气象卫星红外高光谱大气探测仪GIIRS探测灵敏度分析 被引量：3

14

作者 农川 尹球 +1 位作者 宋慈 束炯 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期353-362,共10页

灵敏度是重要的遥感器辐射性能指标。本文将红外高光谱大气探测仪仪器噪声灵敏度概念拓展,定义了面向探测仪在轨应用的大气参数灵敏度和地表温度误差灵敏度,给出了相应的计算模型和相互关系。并将之应用于第一台静止气象卫星红外高光谱... 灵敏度是重要的遥感器辐射性能指标。本文将红外高光谱大气探测仪仪器噪声灵敏度概念拓展,定义了面向探测仪在轨应用的大气参数灵敏度和地表温度误差灵敏度,给出了相应的计算模型和相互关系。并将之应用于第一台静止气象卫星红外高光谱大气探测仪FY-4A GIIRS在轨应用探测灵敏度评估。根据探测仪测试数据和大气历史统计资料,得到了大气参数(温度、水汽、臭氧、CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O)、地表温度误差以及探测仪噪声灵敏度随通道的定量变化特征,分析了各变化特征的物理机制。结果表明大气温度、水汽和臭氧灵敏度远大于探测仪噪声和地表温度误差灵敏度,而CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O灵敏度被探测仪和地表温度误差灵敏度淹没。本文研究为红外高光谱大气参数探测信噪比评估奠定了基础,有助于红外高光谱大气探测通道的优选。 展开更多

关键词 红外高光谱 大气探测 探测仪灵敏度 大气参数灵敏度 地表温度误差灵敏度

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扫描参数校正模型在FY-3A红外分光计遥感图像定位校正中的应用 被引量：1

15

作者 陈海燕 尹球 胡勇 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期293-296,共4页

研究了红外分光计(IRAS)图像定位结果存在偏差的总体规律,应用扫描参数校正模型定量地分析了扫描参数偏离对定位结果的影响,提出了修改扫描参数校正定位结果的参考方案.经校正后的定位结果与世界地理底图完全套合,验证了该方案的可行性.

关键词 红外分光计 图像定位 扫描参数

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长江中下游六省大气甲烷柱浓度时空分布 被引量：10

16

作者 冯敏玉 张根 +5 位作者 夏玲君 熊劦 李柏贞 孔萍 占明锦 张玉霞 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期121-132,共12页

甲烷(CH4)是造成气候变暖的主要温室气体之一。为了了解长江中下游水稻种植区CH4浓度的分布情况,本次研究基于温室气体观测卫星(greenhouse gases observing satellite,GOSAT)和大气红外探测仪(atmospheric infrared sounder,AIRS)卫星... 甲烷(CH4)是造成气候变暖的主要温室气体之一。为了了解长江中下游水稻种植区CH4浓度的分布情况,本次研究基于温室气体观测卫星(greenhouse gases observing satellite,GOSAT)和大气红外探测仪(atmospheric infrared sounder,AIRS)卫星反演的数据产品,对我国长江中下游六省大气CH4柱浓度的时空分布特征进行了研究。研究结果表明,由GOSAT反演的长江中下游六省大气CH4浓度呈逐年增长趋势,其年均浓度由2011年的1817×10^(−9)增长至2018年的1875×10^(−9),高于东三省、华北平原和全国平均水平。区域平均年增长量为8.2×10^(−9) a^(−1)。各省年际增长幅度略有差异,纬度偏低的江西、湖南和浙江三省大气CH4浓度高且增长量偏大,纬度偏高的湖北、安徽和江苏三省大气CH4浓度略低且增长量偏小。长江中下游六省大气CH4呈现较强的季节变化特征,湖北、湖南、江西和浙江峰值出现在9月,安徽、江苏峰值出现在8月。垂直方向上长江中下游六省CH4浓度随气压降低,浓度逐渐减小,呈现出明显的季节变化特征,近地面层GOSAT反演的最高值出现在夏季,最低值出现在春季;高层最高值出现在秋季,最低值出现在春季。AIRS反演的大气CH4浓度空间分布上北高南低,与GOSAT反演结果不一致,可能由于AIRS主要反映了对流层中层大气状况而GOSAT更多的反映了近地面层大气CH4的变化。其垂直方向上呈现高度越高,浓度越低,不同高度上秋季浓度均最高。 展开更多

关键词 甲烷柱浓度 时空分布 温室气体观测卫星 大气红外探测仪 长江中下游六省

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基于星载红外高光谱观测用机器学习算法反演大气温湿廓线 被引量：5

17

作者 姚姝含 官莉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期451-462,共12页

星载红外高光谱垂直探测仪GIIRS(Geostationary Interferometric Infrared Sounder)能够实现大气温度和湿度参数高垂直分辨率的观测,为数值天气预报提供精度更高的初始场。基于GIIRS观测辐射值采用BP神经网络(Back Propagation Neural N... 星载红外高光谱垂直探测仪GIIRS(Geostationary Interferometric Infrared Sounder)能够实现大气温度和湿度参数高垂直分辨率的观测,为数值天气预报提供精度更高的初始场。基于GIIRS观测辐射值采用BP神经网络(Back Propagation Neural Network)法和深度学习的卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)法反演大气温度、湿度垂直廓线,重点在于CNN法模型的构建与参数的优化,得到反演精度最高的网络模型配置。将训练样本根据不同地表类型和是否有云的影响分为三种方案(方案一:不分类、方案二:陆地/洋面分类、方案三:晴空/有云分类),分别进行建模、反演和检验。结果表明两种反演算法都有较好的反演精度,相对而言CNN法在所有高度层上反演偏差、均方根误差和平均相对误差均较小,反演精度更高。CNN法温度反演在高层10~200 hPa改进较大,三种分类方案改进的最大值分别为1.15 K、1.06 K和1.02 K;湿度反演在对流层低层500~1000 hPa改进较大,三种分类方案分别平均改进了0.43 g/kg、0.41 g/kg和0.34 g/kg。BP神经网络法方案三时(即分晴空和云时)温度和水汽混合比廓线反演精度最好;CNN算法方案一时(即不对样本数据进行任何分类)反演精度最高。 展开更多

关键词 GIIRS 大气温湿度廓线 BP神经网络 卷积神经网络 反演

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卫星干涉式垂直探测仪图像导航配准成像试验方法

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作者 王田野 吕旺 +3 位作者 宋效正 信思博 董瑶海 顾强 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2021年第1期132-138,共7页

干涉式垂直探测仪(GIIRS)是气象观测的重要有效载荷,对卫星平台的稳定性要求很高,采用图像导航配准技术可解决星上活动部件运动、卫星平台姿态抖动对GIIRS成像的影响。为了在地面验证GIIRS的成像性能,文章提出图像导航配准成像试验方法... 干涉式垂直探测仪(GIIRS)是气象观测的重要有效载荷,对卫星平台的稳定性要求很高,采用图像导航配准技术可解决星上活动部件运动、卫星平台姿态抖动对GIIRS成像的影响。为了在地面验证GIIRS的成像性能,文章提出图像导航配准成像试验方法。利用3轴气浮台模拟3轴稳定卫星零重力下的自由转动,利用GIIRS样机模拟GIIRS的成像特性和在轨扰动,验证了动力学补偿特性和图像运动补偿特性。试验结果表明:采用图像导航配准成像试验方法,卫星特定频率下的姿态稳定度提升了80.8%,图像运动补偿精度优于13.78μrad,满足GIIRS成像需求。 展开更多

关键词 卫星干涉式垂直探测仪 图像导航配准 成像试验 3轴气浮台

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FY-3D/HIRAS光谱定标精度评估中的最佳光谱区域选择

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作者 周方 漆成莉 +1 位作者 陆其峰 徐寒列 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第6期733-744,共12页

光谱定标精度的精确评估和监测,是红外高光谱数据应用之前的重要工作。光谱定标精度评估常用"互相关"方法,即通过平移观测谱使得观测谱与参考基准谱之间满足最大相关或最小标准差条件。考虑到计算耗时,无须在全谱段检测频偏,... 光谱定标精度的精确评估和监测,是红外高光谱数据应用之前的重要工作。光谱定标精度评估常用"互相关"方法,即通过平移观测谱使得观测谱与参考基准谱之间满足最大相关或最小标准差条件。考虑到计算耗时,无须在全谱段检测频偏,而用部分光谱区域评估光谱定标精度。为全面评估"互相关法"对光谱区域选择的依赖程度,初步选择光谱区域依据理论模拟光谱(只考虑仪器离轴效应)的敏感性分析,最佳光谱区域选择基于实际观测光谱的敏感性分析。基于模拟光谱的敏感性分析表明:光谱精度评估方法对光谱区域的选择在中波波段不敏感,在长波和短波波段比较敏感,其敏感性与光谱区域内吸收带的包络特征、辐射能量的大小有关;选择不同光谱区域引入的绝对误差在长波和短波波段最大分别可达3.05和3.35 ppm(1 ppm=10-6);因此,当光谱区域选择在辐射能量较大,大气成分含量稳定的大气分子吸收带,能有效减小"互相关法"引入的误差。进一步基于风云三号D星红外高光谱大气探测仪(FY-3D/HIRAS)观测光谱,研究提出了HIRAS光谱精度评估的最佳参考光谱区域:长波波段为[716,766] cm^-1,中波波段为[1270,1320] cm^-1,短波波段为[2159,2209] cm^-1,基于上述光谱区域评估的HIRAS光谱偏差平均值均优于2 ppm,长波和中波的标准差优于2 ppm,短波的标准差约为4 ppm。研究结果对其他红外干涉仪器的光谱定标精度评估和频率长期稳定性监测也具有参考作用。 展开更多

关键词 互相关法 光谱区域选择 HIRAS

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小型化大气二氧化碳垂直廓线测量系统标定

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作者 杨杰 黄见 +3 位作者 苑克娥 孙培育 刘琳琳 胡顺星 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期173-179,共7页

通过Li-7500分析仪对小型化大气CO_2探测系统进行标定和误差分析。首先,依据4天的测量数据标定CO_2体积比浓度,系统采集的吸收度与Li-7500 CO_2分析仪测量的CO_2体积比浓度满足线性关系,得到的CO_2体积比浓度标定系数一致性较好;其次,... 通过Li-7500分析仪对小型化大气CO_2探测系统进行标定和误差分析。首先,依据4天的测量数据标定CO_2体积比浓度,系统采集的吸收度与Li-7500 CO_2分析仪测量的CO_2体积比浓度满足线性关系,得到的CO_2体积比浓度标定系数一致性较好;其次,利用平均后的数据对系统标定,反演得到的CO_2体积比浓度相对误差绝对值小于2.0%,与Li-7500 CO_2分析仪数据相关性系数大于0.9,充分表明了系统的稳定性和可靠性;最后,根据温度变化对大气传输效应的影响,分析了合肥市科学岛近地面CO_2的昼夜变化特征,结果表明近地面CO_2体积比浓度变化与温度变化有较强的负相关性。综上证明了标定结果的准确性,为后续测量CO_2垂直分布廓线提供了数据支持。 展开更多

关键词 大气成分 探空 CO2 非分散红外 标定

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