火山強烈噴發(fā)后往往會在大氣層中形成火山灰云,它能夠削弱到達地面的太陽輻射,引起局地甚至全球范圍的氣候系統(tǒng)的重大變化。與此同時,隨著全球經(jīng)濟一體化的快速發(fā)展,國際航空運輸業(yè)日益繁榮,火山灰云對航空安全的威脅也越來越凸顯出來。因此,火山灰云監(jiān)測已成為當前一項兼具科學性和現(xiàn)實性的重要工作。衛(wèi)星遙感技術(shù)是在1960年代興起并迅速發(fā)展起來的一門綜合性對地觀測技術(shù),能夠快速、準確地獲取地物空間動態(tài)變化信息,已在全球變化監(jiān)測、自然災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警和損失評估等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。尤其是近年來,氣象衛(wèi)星和激光雷達在火山灰云監(jiān)測領(lǐng)域中顯示出了極大的優(yōu)越性,逐漸得到了學術(shù)界和相關(guān)業(yè)務(wù)部門的廣泛重視,并已成為火山灰云監(jiān)測研究中重要的支撐技術(shù)�；谏鲜霰尘�,本文開展了面向衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的火山灰云識別方法及應(yīng)用的一系列探索性研究。針對火山灰云的前期形成階段和后期擴散階段,從火山灰云的水平分布和垂直剖面分布結(jié)構(gòu)等層面開展了研究工作。針對這兩個層面,在分析主成分分析（principal component analysis,PCA）、獨立分量分析（independent component analysis,ICA）、... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

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【學位級別】：博士

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本文的研究內(nèi)容框架

２．?２．?２物體輻射特征??Ｕ）發(fā)射輻射特征和發(fā)射波譜曲線??物體在向外發(fā)出輻射的同時，也在接收來自周圍物體的輻射。在一個給定的??溫度下，任何物體對某一波長電磁波的發(fā)射能力與吸收能力成正比。這個比值與??物體的性質(zhì)無關(guān)，僅與物體的溫度以及電磁波的波長有關(guān)，其數(shù)學公式表述如下：??？?＝?ｙ?（２．２）??式中《是吸收系數(shù)，Ｍ是輻射出射度，／是物體輻照度。??對于黑體而言，吸收系玫等于１，即黑體的輻照度與輻射出射度相等，吸收??的輻射能量與發(fā)射的輻射能量相等。??由基爾霍夫定律可知，實際物體吸收和發(fā)射電磁輻射能量的能力不如黑體，??即對于實際物體的吸收系數(shù)《／而言，〇＜？，＜丨。冇時吸收系數(shù)又稱為比輻射率成發(fā)??

的公轉(zhuǎn)方向及其周期相等的轉(zhuǎn)道。采用這種軌道，理論上衛(wèi)星每天沿同一方向上??通過同一緯度地面點，地方時相同。太陽同步軌道中的軌道高度為５００－１０００?ｋｍ，??太陽光入射角幾乎固定不變。其中對地觀測衛(wèi)星多采用太陽同步軌道。圖２．４是??太陽同步軌道示意圖。??圖２．３地球同步軌道?圖２．４太陽同步軌道??２．３火山灰云物理光譜特征??２．?３．?１火山灰碎屑顆粒物光譜特征??Ｃ１）主要礦物成分??當前，火山灰在不同學科領(lǐng)域有著不同的定義，本文中統(tǒng)一采用如下定義：??火山噴發(fā)時噴射到大氣中顆粒粒徑小于２?ｍｎｉ的火山灰碎肩顆粒物，包括火山巖??石、礦物和火山玻璃碎肩等。通常情況下，這些小粒徑且細而輕的火山灰碎屑顆??粒物一般要經(jīng)過數(shù)小時至數(shù)月甚至是數(shù)年才能夠沉降下來。盡管全球各地火山類??型和火山灰碎屑顆粒物外形、分布形態(tài)等不盡相同，如粒徑在０．１－０．４?ｍｍ之間??的火山灰碎肩顆粒多為不規(guī)則棱角狀，少量顆粒則具有風蝕痕跡呈現(xiàn)出橢圓狀或??表面有氣泡爆裂弧面、凹坑并且有白色充填物，但是這些火山灰碎屑顆粒物的絕??大多數(shù)成分均為玻肩、巖屑和晶屑等礦物質(zhì)組成。其中，以黑色巖屑和黃色玻肩??為主


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