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基于GOSAT卫星数据的大气甲烷反演误差分析及校正
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:光谱学与光谱分析
  • 时间:2016
  • 页码:186-190
  • 分类:P407[天文地球—大气科学及气象学]
  • 作者机构:中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(41175037)资助
  • 相关项目:大气二氧化碳遥感模型的构建与高精度反演方法研究
中文摘要:

大气甲烷(CH_4)高精度反演受到多种因素的影响,其中地表特征和大气状态的不确定性是重要的影响因素,如地表反射率、温度、湿度和压力廓线。地表反射率受到诸多因素的影响,难以获得精确的数据,会给反演结果带来较大误差。温度、湿度和压力廓线的不确定性亦是反演误差的重要来源,由此产生的系统误差难以避免,单独利用CH_4吸收带进行反演难以消除此种误差。针对各种参数不确定性的影响,本文提出比值光谱法和CO_2吸收带校正法进行校正。比值光谱法通过将绝对辐亮度谱转化为比值光谱,抑制地表反射率在反演过程中的作用。CO_2吸收带校正法利用CO_21.61μm吸收带,将CH_4柱含量转化为CH_4体积混合比,校正温度、湿度和压力廓线不确定性引起的系统误差。通过将两种校正方法结合,可同时抑制地表反射率和温度、湿度、压力廓线不确定性产生的影响,减小反演误差。利用温室气体观测卫星(GOSAT)的观测数据进行大气CH_4反演,采用比值光谱法和CO_2吸收带校正上述误差,结果显示校正后的CH_4体积混合比与GOSAT-Level2产品相当接近,反演精度可达-0.24%,反演结果较为稳健可靠。研究表明,比值光谱法和CO_2吸收带校正法可有效校正地表特征和大气状态参数不确定性引起的误差,提高大气CH_4反演精度。

英文摘要:

High precision retrieval of atmospheric CH_4 is influenced by a variety of factors.The uncertainties of ground properties and atmospheric conditions are important factors,such as surface reflectance,temperature profile,humidity profile and pressure profile.Surface reflectance is affected by many factors so that it is difficult to get the precise value.The uncertainty of surface reflectance will cause large error to retrieval result.The uncertainties of temperature profile,humidity profile and pressure profile are also important sources of retrieval error and they will cause unavoidable systematic error.This error is hard to eliminate only using CH_4 band.In this paper,ratio spectrometry method and CO_2 band correction method are proposed to reduce the error caused by these factors.Ratio spectrometry method can decrease the effect of surface reflectance in CH_4 retrieval by converting absolute radiance spectrometry into ratio spectrometry.CO_2 band correction method converts column amounts of CH_4 into column averaged mixing ratio by using CO_21.61μm band and it can correct the systematic error caused by temperature profile,humidity profile and pressure profile.The combination of these two correction methods will decrease the effect caused by surface reflectance,temperature profile,humidity profile and pressure profile at the same time and reduce the retrieval error.GOSAT data were used to retrieve atmospheric CH_4 to test and validate the two correction methods.The results showed that CH_4 column averaged mixing ratio retrieved after correction was close to GOSAT Level2 product and the retrieval precision was up to-0.24%.The studies suggest that the error of CH_4 retrieval caused by the uncertainties of ground properties and atmospheric conditions can be significantly reduced and the retrieval precision can be highly improved by using ratio spectrometry method and CO_2 band correction method.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642