气溶胶光学厚度反演的两种方式(卫星探测和基地观测反演)
基地觀測反演:目前在地基大氣氣溶膠光學特性遙感方面,太陽光度計測量是應用較多也是最為可靠的一種測量方法,太陽光度計除了可以用于地基觀測太陽直接輻射通量外,還可以用來觀測天空各方向上的輻射反演氣溶膠粒子的譜分布和散射相函數,獲取氣溶膠的多個光學參數。氣溶膠光學厚度的反演方法主要有光譜消光法、寬帶消光法、Femald方法。光譜消光法,即Langley法(多波段太陽光度計測量大氣氣溶膠:從七波段太陽光度計測量的大氣氣溶膠光學厚度擬合出Angstrom波長指數與渾濁度系數,得出550m氣溶膠光學厚度,具體反演算法查看陳良富等人的《氣溶膠遙感定量反演研究與應用》章節4.4),是使用較多而且公正的比較可靠地AOT反演方法。該方法是利用地面觀測到的直接太陽輻射,根據bouguer定律,得到符合bouguer定律的特定波長處的氣溶膠光學厚度,然后根據光學厚度隨波長變化規律,得到所求波段的AOT。由美國NASA全球氣溶膠自動監測網AERONET、加拿大太陽光度計網絡AeroCan以及中國氣溶膠觀測網絡CAeronet都是使用這種反演方法。寬帶消光法是有Unsworth和Monteith首次提出,后來邱金恒。Gueymard和羅云峰等對此方法做了進一步改正,其基本思想是從全波段太陽直接輻射信息中導出某一個波長AOT。Femald方法是激光雷達使用的方法,通過求解氣溶膠消光系數的高度分布,進而對消光系數求積分得到AOT,是氣溶膠光學特性探測的一種有效手段。
衛星遙感反演:隨著航空航天技術的發展,利用衛星探測氣溶膠光學特征的理論方法不斷得到完善。目前,利用衛星資料反演AOT的方法比較多,主要有:黑暗像元法、結構函數法、陸地海洋對比法,大氣透過率法、反射率角度分布法和極化法等。各種反演方法均有各自的優缺點和應用局限性,如大氣透過率法要求對清潔影像進行氣溶膠濃度的假定,結構函數法對亮地表AOT的的反演具有極大的優勢,黑暗像元法在濃密植被覆蓋區反演精度較高而且操作相對簡單。黑暗像元法是陸地氣溶膠反演使用最廣泛的算法。
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總結
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