利用已收集的MODIS和GLI卫星观测资料,在现有海上气溶胶反演算法的基础上, 发展一个包括典型类型气溶胶的反演新算法。运用该算法结合云的反演算法对东中国海及西北太平洋海域典型气溶胶(沙尘、硫酸盐、含碳类及海盐)的光学厚度和有效半径与云的光学厚度、有效半径、云顶高度和云水含量进行同步反演。以大型国际观测计划(ACE-Asia ,APEX)在东亚地区获得的大气气溶胶理化特征等大量数据为基础,采用包括粒子微物理模式的嵌套网格空气品质预报模式的模拟结果和现场观测数据进行对比分析获得气溶胶的结果,验证卫星反演新算法的有效性和精度。在此基础上结合各种天气条件下气溶胶浓度和成分的数值模拟结果, 对卫星反演结果进行综合分析,探讨云与气溶胶之间可能的相互作用, 着重研究陆源气溶胶粒子出海后成分的变化及对不同云系微物理过程的影响,为研究气溶胶引起的间接辐射强迫效应提供可靠依据。
利用的MODIS和GLI卫星L1B观测资料和近中国海沿海台站气溶胶观测资料,对现有海上气溶胶反演算法的进行详细的对比分析和验证,得出影响反演精度的主要因素,改进了原有的气溶胶的反演算法。首先,改进了用于大气遥感正演计算的大气辐射传输模型,提出改进逐线积分算法使近红外波段满足遥感计算的需求;给出优化的线翼截断方式提高了透过率计算的精度,研究了谱带划分方案对辐射通量计算的影响。其次,通过对MODIS算法和双通道算法在东海、黄海和日本以南海域反演结果的对比得出,中国近海二类水体对两种算法都有重要影响,离水辐亮度的变化是海上气溶胶反演误差的主要来源。为了有效提高海上气溶胶反演的精度,特别是对不同类型气溶胶的识别,必须获得船载气溶胶关键光学参数的观测数据(单次散射反照率、复折射指数、谱分布)和离水辐亮度的观测数据,以便更好识别气溶胶的类型以及订正二类水体的影响。