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题名地磁场微波辐射计遥感机理及影响因素分析
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作者
王可昕
王振占
王文煜
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机构
中国科学院国家空间科学中心中国科学院微波遥感技术重点实验室
中国科学院大学
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出处
《地球物理学报》
北大核心
2026年第2期496-510,共15页
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基金
国家自然科学基金项目(42375141)资助.
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文摘
基于星载微波辐射计大气遥感的基本原理,深入探讨了地磁场遥感探测的机理,重点分析了地磁场对大气氧气谱线的塞曼效应及其引起的谱线分裂和极化现象.通过对大气氧气分子的塞曼效应进行仿真,采用Stokes参数形式的矢量辐射传输模型模拟了地磁场对微波辐射亮温的响应特性.基于IGRF磁场数据的仿真结果显示,在全球地磁场强度约40μT的变化区间内,产生的亮温变化可达几十K,且亮温变化趋势与全球地磁场强度分布显著相关.进一步仿真了观测角度、频段和磁场强度等参数对全极化辐射亮温的影响.结果表明,亮温对磁场信息的敏感性主要在氧气谱线中心附近的MHz范围内.不同氧气吸收频段由于塞曼分裂谱线特性的差异,其不同极化的辐射亮温表现及其对磁场强度的敏感性各不相同.在61~773 GHz的氧气吸收峰,磁场强度变化敏感性约为2 K/μT.并且,辐射矢量方向与磁场矢量夹角的变化对不同极化状态的亮温特征有显著影响,尤其是T_(3)、T_(4)极化亮温在辐射矢量与磁场矢量平行时信号最强,且T_(4)极化对磁场变化更为敏感.由此可见,未来基于星载微波辐射计的地磁场遥感探测方案设计中,还需综合分析不同参数配置,以选择出最优的探测组合.
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关键词
地磁场
遥感
微波辐射计
氧气塞曼效应
大气辐射传输
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Keywords
Geomagnetic field
Remote sensing
Microwave radiometer
o2 zeeman effect
Atmospheric radiation transfer
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分类号
P407
[天文地球—大气科学及气象学]
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