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题名GF-5 AIUS水汽廓线反演算法研究
被引量：3
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作者
苗晶
李小英
王红梅
王雅鹏
朱松岩
王智灏
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机构
中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室
中国科学院大学
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出处
《遥感学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第6期1201-1215,共15页
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基金
国家自然科学基金(编号:41571345)
国家重点研发项目(编号:2016YFB0500705)
+1 种基金
遥感科学国家重点实验室自由探索项目(编号:Y1Y00202KZ)
高分对地观测系统项目(编号:32-Y20A18-9001-15-17-1)。
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文摘
针对红外掩星载荷的分层探测特性,本文在Rodgers提出的LM(Levenberg-Marquardt)最优估计算法的基础上进行修改,构建一种适合掩星探测的水汽廓线反演算法。首先,考虑到红外掩星的高光谱数据在反演时存在通道信息冗余的问题,相关的干扰成分信息对反演精度也有严重影响。使用通道选择和敏感性分析选择合适的反演通道,从而减轻计算负担并提高反演效率。其次,采用分层平滑因子修正Rodgers的LM最优估计算法,使算法更适合红外掩星载荷的分层探测特性。最后,为了验证修正算法的可靠性,分别对ACE-FTS观测数据和GF-5AIUS模拟光谱数据进行水汽廓线反演,并对同次迭代的反演结果进行对比。结果表明:对于ACE-FTS观测数据,修正后算法的反演总体相对偏差从±10%降低到±6%;对于GF-5 AIUS模拟光谱数据,修正后算法的反演总体相对偏差从±9%降低到±5%。此外,在部分高度层中相对偏差明显减小,对于ACE-FTS的反演实验,在不同高度层中修正后算法减小的相对偏差百分比超过25.17%;对于GF-5 AIUS反演实验,不同高度层减小的相对偏差百分比超过48.26%,表明修正后的算法使反演效果得到了改善,证实了该算法的有效性。因此,本文提出的算法可以为今后掩星探测水汽廓线的研究提供参考,为预测降雨、天气灾害、维持全球生态平衡等领域的研究提供高质量的水汽基础数据。
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关键词
水汽廓线反演
OEM
ACE-FTS
gf-5
aius
RFM
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Keywords
water vapor profiles retrieval
OEM
ACE-FTS
gf-5 aius
RFM
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分类号
P407
[天文地球—大气科学及气象学]
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题名GF-5 AIUS切高校正算法研究与反演验证
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作者
王红梅
李小英
张玉贵
白贵祥
陈良富
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机构
南通大学电气工程学院
中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室
北京空间机电研究所
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出处
《遥感学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第9期1932-1945,共14页
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基金
国家自然科学基金(编号:41901269)
遥感科学国家重点实验室开放基金(编号:OFSLRSS201913)。
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文摘
利用红外掩星获取温压及其大气成分廓线,需要获得精确的指向信息,针对高分五号大气环境甚高分辨率探测仪(GF-5 AIUS)一级光谱信息,本文首先分析了不同切高的光谱变化情况,在此基础上,利用查找表方法进行切高校正。在低切高段(10—20 km),选取N2吸收波段,模拟6—40 km高度上的透过率光谱,通过查找表校正方法对一级数据中的低层切高进行校正。在高切高段(20—100 km),模拟6—90 km切高上的透过率光谱,利用O3吸收波段(20—90 km)进行校正。校正算法采取全局最小均方根误差的方法进行统计实验,确定最小校正半径为15 km。最后选取O3、HCl、N2O共3种大气成分的反演波段,进行校正后的透过率数据对比验证与反演产品精度的验证。结果表明:在O3、HCl、N2O共3种成分的反演通道上,校正后的观测透过率与模拟的透过率数据一致性较好,两者最大偏差小于0.1,切高校正算法得到的结果与模拟透过率吻合度较好;同时基于Aura MLS (Microwave Limb Sounder)、ACE-FTS (Atmospheric Chemistry Experiment Fourier-Transform Spectrometer)Level 2产品进行了O3、HCl、N2O单廓线交叉验证。结果表明:GF-5 AIUS反演的单廓线O3与MLS、ACE-FTS相对偏差在30 km以下小于50%,在30—60 km小于20%;单廓线HCl与MLS、ACE-FTS相对偏差整体小于20%;单廓线N2O与MLS、ACE-FTS相对偏差30 km以下小于20%,30—60 km相对偏差较大。
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关键词
掩星探测
gf-5
aius
切高校正
N2吸收
O3吸收
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Keywords
infrared occultation detection
gf-5 aius
tangent height correction
N2 absorption channels
O3 absorption channels
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分类号
X831
[环境科学与工程—环境工程]
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