本文主要研究内容
作者蒋芸（2019）在《卫星遥感CO2反演及植被地区荧光校正方法研究》一文中研究指出：二氧化碳(CO2)是大气中最重要的温室气体,对全球气候变化产生着重要的影响。作为长驻气体,CO2在大气中的浓度和梯度相对较小,因此研究CO2源汇变化规律、预测全球气候变化都需要对大气中的CO2浓度进行高精度探测。虽然大气CO2地面观测精度高,但观测站点分布稀疏,难以满足应用需要。卫星遥感具有全球覆盖率和高频率采样的特点,可以实现全球观测与数据快速更新,能够较好的满足相关领域的应用需求。因此,近年来大气CO2卫星遥感技术得到迅速发展,目前,国内外已有多颗专用于大气CO2及其它温室气体探测的卫星在轨运行或将要发射。为了满足温室气体观测数据的应用需求,高精度卫星大气CO2遥感是必然要求,如何实现高精度大气CO2反演,成为卫星遥感技术的关键问题。遥感数据中云污染,地表、大气参量很难准确获取,植被叶绿素荧光存在与变化等等,都干扰着CO2的反演,影响着CO2反演的精度。因此,如何克服干扰因素的影响,成为提高大气CO2反演精度的关键问题。从统计上看,全球有70%以上的区域被云覆盖,因此遥感数据的云污染筛选问题是CO2反演需要首先解决的问题。本文首先开展云检测方法研究,通过识别并剔除卫星数据中的有云像元,实现遥感数据的有效性。在广泛调研和分析的基础上,本文采用的云检测算法,是通过对CO2同步观测O2 A波段数据的反演,并与统计方法相结合,以阈值的方式实现云检测与云像元滤除。利用高分5号卫星GMI(Greenhouse Gases Monitoring Instrument)数据对云检测算法进行验证,通过与MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectradiometer)云判产品对比,结果表明,云筛选算法可以筛选出90%的晴空像元。大气散射改变着光辐射的分布和光子传输路径,影响着大气CO2辐射传输的定量化表征,由此成为CO2反演误差的重要来源,严重影响了大气CO2卫星遥感的反演精度。本文在研究过程中,发现氧气在大气中的含量高度稳定,在大气CO2反演方法研究中,可以利用氧气的这一特性进行大气散射校正。然而,在O2 A吸收带存在着植被叶绿素荧光,这是一种植被自身发射的光辐射,不属于大气CO2遥感所依据的直接太阳光谱辐射,因此植被叶绿素荧光的存在,影响了氧气对CO2反演中散射的校正效果。在温室气体卫星遥感中,叶绿素荧光卫星观测存在信息源单一、难以稳定解缠O2 A带中大气散射影响的问题,反演方法不同,荧光对CO2反演的影响也就不同。本文在调研全球植被荧光分布的基础上,分别用PPDF方法(photon path-length probability density function)和全物理反演方法模拟分析了荧光对大气CO2柱含量(XCO2)的影响。结果表明:对于PPDF方法,若不考虑气溶胶的影响,荧光强度从0.1增加到1.8(mW·m-2·sr-1·nm-1),会给CO2的反演结果造成0.1*10-6～2*10-6的偏差;若考虑气溶胶与地表反射率的影响时,会给CO2的反演结果造成0.1*10-6～3*10-6的偏差。对于全物理反演方法,当忽略荧光的影响时,在极端情况下可导致CO2 15*10-6的高估。鉴于遥感数据光谱分布特性,本文在遥感数据反演实验中,主要对高分5号卫星GMI光谱采用PPDF方法来校正荧光的影响。本文在进行云检测和氧气波段散射校正等关键问题研究的基础上,针对高分5号卫星遥感数据的特点,开展了大气CO2反演方法的完整性研究,并以其遥感数据进行初步的实验验证。反演结果与TCCON、GOSAT和OCO-2 CO2反演结果进行了对比,结果表明CO2反演的平均精度优于1%。其中,比较反演结果与TCCON站点结果的相关性时发现两者的相关性为0.85,而Park Falls、Sodankyla两个站点由于植被叶绿素荧光的影响,使得该站点附近的GMI反演结果均比TCCON偏高,此时校正植被叶绿素荧光的影响,GMI与TCCON站点CO2反演结果的相关性上升至0.91。
Abstract
er yang hua tan (CO2)shi da qi zhong zui chong yao de wen shi qi ti ,dui quan qiu qi hou bian hua chan sheng zhao chong yao de ying xiang 。zuo wei chang zhu qi ti ,CO2zai da qi zhong de nong du he ti du xiang dui jiao xiao ,yin ci yan jiu CO2yuan hui bian hua gui lv 、yu ce quan qiu qi hou bian hua dou xu yao dui da qi zhong de CO2nong du jin hang gao jing du tan ce 。sui ran da qi CO2de mian guan ce jing du gao ,dan guan ce zhan dian fen bu xi shu ,nan yi man zu ying yong xu yao 。wei xing yao gan ju you quan qiu fu gai lv he gao pin lv cai yang de te dian ,ke yi shi xian quan qiu guan ce yu shu ju kuai su geng xin ,neng gou jiao hao de man zu xiang guan ling yu de ying yong xu qiu 。yin ci ,jin nian lai da qi CO2wei xing yao gan ji shu de dao xun su fa zhan ,mu qian ,guo nei wai yi you duo ke zhuan yong yu da qi CO2ji ji ta wen shi qi ti tan ce de wei xing zai gui yun hang huo jiang yao fa she 。wei le man zu wen shi qi ti guan ce shu ju de ying yong xu qiu ,gao jing du wei xing da qi CO2yao gan shi bi ran yao qiu ,ru he shi xian gao jing du da qi CO2fan yan ,cheng wei wei xing yao gan ji shu de guan jian wen ti 。yao gan shu ju zhong yun wu ran ,de biao 、da qi can liang hen nan zhun que huo qu ,zhi bei xie lu su ying guang cun zai yu bian hua deng deng ,dou gan rao zhao CO2de fan yan ,ying xiang zhao CO2fan yan de jing du 。yin ci ,ru he ke fu gan rao yin su de ying xiang ,cheng wei di gao da qi CO2fan yan jing du de guan jian wen ti 。cong tong ji shang kan ,quan qiu you 70%yi shang de ou yu bei yun fu gai ,yin ci yao gan shu ju de yun wu ran shai shua wen ti shi CO2fan yan xu yao shou xian jie jue de wen ti 。ben wen shou xian kai zhan yun jian ce fang fa yan jiu ,tong guo shi bie bing ti chu wei xing shu ju zhong de you yun xiang yuan ,shi xian yao gan shu ju de you xiao xing 。zai an fan diao yan he fen xi de ji chu shang ,ben wen cai yong de yun jian ce suan fa ,shi tong guo dui CO2tong bu guan ce O2 Abo duan shu ju de fan yan ,bing yu tong ji fang fa xiang jie ge ,yi yu zhi de fang shi shi xian yun jian ce yu yun xiang yuan lv chu 。li yong gao fen 5hao wei xing GMI(Greenhouse Gases Monitoring Instrument)shu ju dui yun jian ce suan fa jin hang yan zheng ,tong guo yu MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectradiometer)yun pan chan pin dui bi ,jie guo biao ming ,yun shai shua suan fa ke yi shai shua chu 90%de qing kong xiang yuan 。da qi san she gai bian zhao guang fu she de fen bu he guang zi chuan shu lu jing ,ying xiang zhao da qi CO2fu she chuan shu de ding liang hua biao zheng ,you ci cheng wei CO2fan yan wu cha de chong yao lai yuan ,yan chong ying xiang le da qi CO2wei xing yao gan de fan yan jing du 。ben wen zai yan jiu guo cheng zhong ,fa xian yang qi zai da qi zhong de han liang gao du wen ding ,zai da qi CO2fan yan fang fa yan jiu zhong ,ke yi li yong yang qi de zhe yi te xing jin hang da qi san she jiao zheng 。ran er ,zai O2 Axi shou dai cun zai zhao zhi bei xie lu su ying guang ,zhe shi yi chong zhi bei zi shen fa she de guang fu she ,bu shu yu da qi CO2yao gan suo yi ju de zhi jie tai yang guang pu fu she ,yin ci zhi bei xie lu su ying guang de cun zai ,ying xiang le yang qi dui CO2fan yan zhong san she de jiao zheng xiao guo 。zai wen shi qi ti wei xing yao gan zhong ,xie lu su ying guang wei xing guan ce cun zai xin xi yuan chan yi 、nan yi wen ding jie chan O2 Adai zhong da qi san she ying xiang de wen ti ,fan yan fang fa bu tong ,ying guang dui CO2fan yan de ying xiang ye jiu bu tong 。ben wen zai diao yan quan qiu zhi bei ying guang fen bu de ji chu shang ,fen bie yong PPDFfang fa (photon path-length probability density function)he quan wu li fan yan fang fa mo ni fen xi le ying guang dui da qi CO2zhu han liang (XCO2)de ying xiang 。jie guo biao ming :dui yu PPDFfang fa ,re bu kao lv qi rong jiao de ying xiang ,ying guang jiang du cong 0.1zeng jia dao 1.8(mW·m-2·sr-1·nm-1),hui gei CO2de fan yan jie guo zao cheng 0.1*10-6～2*10-6de pian cha ;re kao lv qi rong jiao yu de biao fan she lv de ying xiang shi ,hui gei CO2de fan yan jie guo zao cheng 0.1*10-6～3*10-6de pian cha 。dui yu quan wu li fan yan fang fa ,dang hu lve ying guang de ying xiang shi ,zai ji duan qing kuang xia ke dao zhi CO2 15*10-6de gao gu 。jian yu yao gan shu ju guang pu fen bu te xing ,ben wen zai yao gan shu ju fan yan shi yan zhong ,zhu yao dui gao fen 5hao wei xing GMIguang pu cai yong PPDFfang fa lai jiao zheng ying guang de ying xiang 。ben wen zai jin hang yun jian ce he yang qi bo duan san she jiao zheng deng guan jian wen ti yan jiu de ji chu shang ,zhen dui gao fen 5hao wei xing yao gan shu ju de te dian ,kai zhan le da qi CO2fan yan fang fa de wan zheng xing yan jiu ,bing yi ji yao gan shu ju jin hang chu bu de shi yan yan zheng 。fan yan jie guo yu TCCON、GOSAThe OCO-2 CO2fan yan jie guo jin hang le dui bi ,jie guo biao ming CO2fan yan de ping jun jing du you yu 1%。ji zhong ,bi jiao fan yan jie guo yu TCCONzhan dian jie guo de xiang guan xing shi fa xian liang zhe de xiang guan xing wei 0.85,er Park Falls、Sodankylaliang ge zhan dian you yu zhi bei xie lu su ying guang de ying xiang ,shi de gai zhan dian fu jin de GMIfan yan jie guo jun bi TCCONpian gao ,ci shi jiao zheng zhi bei xie lu su ying guang de ying xiang ,GMIyu TCCONzhan dian CO2fan yan jie guo de xiang guan xing shang sheng zhi 0.91。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的蒋芸，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于叶绿素荧光论文,大气散射论文,反演论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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