大氣溫濕是氣象預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測研究及業(yè)務(wù)的主要參數(shù),紅外高光譜遙感能提供區(qū)域和全球高精度大氣溫濕資料。風(fēng)云四號（FY-4）是國內(nèi)第一個(gè)裝載高光譜紅外垂直探測儀的靜止衛(wèi)星,國際上無相關(guān)高軌同類載荷的相關(guān)研究和反演經(jīng)驗(yàn),且隨著風(fēng)云四號高光譜紅外大氣垂直探測儀的處理流程、產(chǎn)品質(zhì)量等指標(biāo)的不斷完善,在溫濕廓線反演研究中使用這些資料的需求越來越迫切。為推動(dòng)我國FY-4高光譜紅外垂直探測儀（GIIRS）資料溫濕廓線反演研究,本文基于FY-4 GIIRS輻射正演模擬理論,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了四套反演體系:全球以及中國區(qū)域的溫度和濕度反演算法模型,對反演效果進(jìn)行評價(jià),同時(shí)建立了 Metop-A高光譜紅外垂直探測儀（IASI）反演溫濕廓線的模型,并對比分析兩種模擬資料反演大氣溫濕廓線的能力。本文的主要研究成果及結(jié)論:（1）完成了 GIIRS和IASI的正演模擬計(jì)算過程。將全球晴空訓(xùn)練樣本CIMSS數(shù)據(jù)作為輻射傳輸模式的輸入,通過一系列的理論計(jì)算,得到模擬的GIIRS和IASI亮溫值,并作對比分析發(fā)現(xiàn),雖然GIIRS模擬亮溫值在總體上低于IASI,但是兩者在所有通道的模擬亮溫值走勢一致,這也驗(yàn)證了 GIIRS... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１衛(wèi)星在視場范圍內(nèi)接收到的輻射￣??２．３大氣的輻射傳輸??２．３．１晴空大氣條件下的紅外輻射遙感??＝

傅立葉變換光譜儀在３．６２？１５．５ｐｍ紅外光譜范圍內(nèi)進(jìn)行對地球大氣進(jìn)行連續(xù)觀??測，每個(gè)通道的光譜分辨率相等（（ＵＳｃｎ＾１），共８４６１個(gè)通道，輻射分辨率０．１？??０．５Ｋ，如圖３－２所示。ＩＡＳＩ儀器的光譜范圍包含了Ｃ０２、Ｈ２０、ＣＯ、０３、ＣＨ４和??Ｎ２０吸收帶。Ｃ０２吸收帶主要用來探測大氣溫度，Ｈ２０吸收帶用來探測大氣濕度??和云的特性，如表３－１［３４］、３－２［３４］所示。從ＩＡＳＩ光譜設(shè)置來看，其具有探測能力??強(qiáng)，分辨率和精度高，性能好等特點(diǎn)。ＩＡＳＩ儀器對大氣溫濕廓線和氣體的探測??能力強(qiáng)，擁有高分辨率和高精度的性能特征。由于ＩＡＳＩ采用的是干涉分光技術(shù)，??比采用光柵分光的ＡＩＲＳ具有更多優(yōu)勢，比如高光譜通量、資料預(yù)處理和反演當(dāng)??中的隨機(jī)誤差容易訂正等。??１９??

??圖３－１為ＧＩＩＲＳ紅外光譜覆蓋示意圖，從ＧＩＩＲＳ光譜設(shè)置來看，其具有探測??能力強(qiáng)，分辨率和精度高，性能好等特點(diǎn)，其光譜波段被分為長波（７００？ｍＯｃｎｆ１）??和短波（１６５０￣２２５０ｃｍ—兩類。??３００１?犬氣窗匕大氣窗匕￣＇?＇?＇?＇??－廠＼「?識氣－??ｔ：ｈ?ｉ１?：??２〇６００?８００?１０００?１２００?１４００?１６００?１８００?２０００?２２００?２４００??波數(shù)（ｃｒｒＴ１）??圖３－１為ＧＩＩＲＳ紅外光譜覆蓋示意圖??３．１．２?Ｍｅｔｏｐ－Ａ高光譜紅外垂直探測儀——ＩＡＳＩ??２（＾０６年１０月歐洲第１顆極軌衛(wèi)星Ｍｅｔｏｐ－Ａ發(fā)射成功，填補(bǔ)了歐洲多年來無極??軌氣象衛(wèi)星的空白。ＩＡＳＩ是Ｍｅｔｏｐ－Ａ上的關(guān)鍵儀器，也是最先進(jìn)的儀器之一。它??是繼２００２年美國ＮＡＳＡ／Ａｑｕａ衛(wèi)星裝載的高光譜儀器ＡＩＲＳ在軌運(yùn)行之后的一個(gè)??超高光譜大氣探測器。ＩＡＳＩ是一個(gè)基于邁克爾遜干涉儀且附有一個(gè)成像系統(tǒng)的??傅立葉變換光譜儀在３．６２？１５．５ｐｍ紅外光譜范圍內(nèi)進(jìn)行對地球大氣進(jìn)行連續(xù)觀??測，每個(gè)通道的光譜分辨率相等（（ＵＳｃｎ＾１），共８４６１個(gè)通道，輻射分辨率０．１？??０．５Ｋ，如圖３－２所示。ＩＡＳＩ儀器的光譜范圍包含了Ｃ０２、Ｈ２０、ＣＯ、０３、ＣＨ４和??Ｎ２０吸收帶。Ｃ０２吸收帶主要用來探測大氣溫度，Ｈ２０吸收帶用來探測大氣濕度??和云的特性，如表３－１［３４］、３－２［３４］所示。從ＩＡＳＩ光譜設(shè)置來看，其具有探測能力??強(qiáng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)云氣象衛(wèi)星主要技術(shù)進(jìn)展[J]. 唐世浩,邱紅,馬剛.  遙感學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]利用地基微波輻射計(jì)資料反演0～10km大氣溫濕廓線試驗(yàn)研究[J]. 鮑艷松,錢程,閔錦忠,侯葉葉,陸其峰.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星及其應(yīng)用展望[J]. 董瑤海.  上海航天. 2016(02)
[4]極軌氣象衛(wèi)星高光譜紅外探測儀簡介[J]. 殷夢濤,鄒曉蕾.  氣象科技進(jìn)展. 2015(01)
[5]利用紅外高光譜資料CrIS反演大氣溫濕廓線的模擬研究[J]. 馬鵬飛,陳良富,陶金花,蘇林,陶明輝,王子峰,鄒銘敏,張瑩.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(07)
[6]我國極軌氣象衛(wèi)星的發(fā)展[J]. 李葉飛,曹瓊,楊勇,董瑤海.  上海航天. 2012(04)
[7]地基微波輻射計(jì)遙感大氣廓線的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演方法研究[J]. 劉亞亞,毛節(jié)泰,劉鈞,李峰.  高原氣象. 2010(06)
[8]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法從高光譜分辨率紅外遙感資料反演大氣溫度廓線[J]. 蔣德明,曹思沁,屈佑銘.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2010(06)
[9]風(fēng)云三號A星（FY-3A）的主要性能與應(yīng)用[J]. 董超華,楊軍,盧乃錳,楊忠東,施進(jìn)明,張鵬,劉玉潔,蔡斌.  地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[10]利用地基微波輻射計(jì)反演蘭州地區(qū)液態(tài)云水路徑和可降水量的初步研究[J]. 黃建平,何敏,閻虹如,張北斗,閉建榮,靳秦建.  大氣科學(xué). 2010(03)

博士論文
[1]衛(wèi)星紅外超光譜資料及其在云檢測、晴空訂正和大氣廓線反演方面的應(yīng)用[D]. 官莉.南京信息工程大學(xué) 2005

碩士論文
[1]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)研究及應(yīng)用[D]. 劉天舒.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]地基多通道微波輻射計(jì)反演大氣溫濕廓線的研究[D]. 周玉馳.中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心） 2010
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的星載微波輻射計(jì)[D]. 趙曉雪.中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心） 2009
[4]基于改進(jìn)算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在遙感影像中的應(yīng)用研究[D]. 許仲林.蘭州大學(xué) 2007
[5]AIRS資料反演晴空大氣廓線方法的模擬研究[D]. 宋金暖.南京信息工程大學(xué) 2007



本文編號：3488693