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卫星遥感器中的CO21.6μm弱吸收带通道测量信号可以反映CO2的近地层浓度分布,是温室气体卫星反演的重要通道之一。HITRAN数据库是建立卫星遥感CO2浓度算法依赖的重要分子光谱参数数据库,目前已经更新到了2012版,不同版本中大气分子谱线参数存在差异。本文利用逐线积分模式LBLRTM,研究了最近3个版本HITRAN数据库(04、08、12版)在CO2的弱吸收带通道上大气光学厚度、透过率的差异,发现04版计算的气体光学厚度普遍偏高,可对CO2造成约38 ppm的低估;08版本得到的气体光学厚度与12版本接近,反演相差2 ppm以内。在此基础上,分析了不同HITRAN数据库对整层CO2变化和近地层CO2变化的敏感性,结果表明:04版对整层和近地面大气的变化敏感性最强,并且放大了近地层信号;08版与12版对整层或近地层CO2的敏感度接近,两者经过卷积后得到的信号无差异。 相似文献
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利用TCCON网站提供的北半球7个地面观测站CO2干空气混合比（XCO2）数据,对3种卫星反演的XCO2产品进行了验证,包括SCIAMACHY产品、NIES-GOSAT产品和ACOS-GOSAT产品。结果表明：卫星CO2遥感反演产品与地基遥感资料具有较一致的季节性周期变化,一年中月平均浓度最高值均出现在4月和5月,最低值均出现在8月和9月;相对于地面观测,3种卫星产品均低估了XCO2;ACOS-GOSAT产品与NIES-GOSAT产品的精度大体相当,误差标准差分别为2.26×10-6和2.27×10-6;SCIAMACHY产品的精度略差,误差标准差为2.91×10-6。 相似文献
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通过卫星观测光谱反演计算是当前观测全球CO2浓度水平,分析其变化趋势的重要手段,但是由于观测条件及反演方法的限制,基于卫星观测光谱反演计算只能得到离散的CO2浓度数据,需要借助空间插值方法才能获得空间连续的CO2浓度数据。本文以SCIAMACHY研究团队发布的XCO2浓度数据为基础数据,首先对比分析了空间分析中常用的3种经典插值方法（反距离加权法,克里格法,样条函数法）在XCO2空间内插中的精度,综合分析平均绝对值误差、绝对值误差最大值和均方根误差3个指标,结果表明反距离加权插值法为最优内插方法。基于该方法生成2003年1月-2012年4月共计112个月的全球大陆XCO2浓度分布数据集,并对全球大陆范围内XCO2浓度的时空变化特征进行分析,发现在此时段内全球各个大陆XCO2均表现出增加的趋势;在全球大陆平均水平上,XCO2浓度增加幅度为17.43×10-6,XCO2年平均值增加速率约为2×10-6,总体上呈现北半球增加速率高于南半球的特点。 相似文献
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依据红外分光计（InfraRed Atmospheric Sounder,IRAS）光谱通道特征,发展了基于IRAS的大气辐射传输计算模式。以大气分子吸收光谱数据集（HIgh resolution TRANsmission,HITRAN） 2004为初始谱线输入资料,利用该模式模拟计算IRAS在CO2 吸收带的10个通道辐射率测值对CO2浓度变化的响应,并对比了其与大气温度和水汽、O3等气体浓度误差对辐射率测值的影响,探讨了利用风云三号气象卫星探测大气CO2浓度的可行性。结果表明,IRAS的通道4最适于用来监测大气CO2浓度的变化,当CO2体积混合比浓度变化在10×10-6时,对应的辐射率变化同仪器等效噪声辐射率相当,所以IRAS在理想状态下,最高可分辨的大气CO2浓度变化约为10×10-6。 相似文献
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本文利用全球地基二氧化碳柱浓度观测站点(Total Carbon Column Observing Network,TCCON)18个站点CO_2地基观测数据对GOSAT(Greenhouse gases Observing Satellite)2009—2017年的大气CO_2遥感反演产品进行验证分析,结果显示卫星CO_2遥感产品与地基遥感观测结果较为一致,在东亚、北美、欧洲和大洋洲四个区域内卫星遥感产品与地基观测的平均偏差分别为2. 23±2. 69、2. 19±2. 19、2. 01±2. 49、1. 59±1. 79 ppm,相关系数不低于0. 75。卫星在30°S～60°N范围内的产品精度较高,而在高纬地区产品精度稍低。本文进一步利用GOSAT L2 XCO_2遥感反演产品对全球大气CO_2的长时间序列变化进行了分析,结果表明2009—2017年全球大气CO_2浓度呈持续上升趋势,全球年平均增长率为2. 22 ppm·a~(-1),增长较快的国家和地区包括中国、美国、印度和非洲,受与厄尔尼诺有关的自然排放影响,2016年相对上一年的增长量最多,年均CO_2绝对增量在3 ppm以上。 相似文献
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应用卫星遥感技术监测大气痕量气体的研究进展 总被引：8，自引：2，他引：8
大气污染是全球环境变化的焦点,传统的地面定点监测大气污染技术已经越来越不能满足科学研究和国家决策的需求,大尺度卫星遥感大气污染技术作为一种新兴的研究手段,可以得到大尺度、长时间序列的污染物时空分布特征和变化趋势,进而研究大气化学变化对全球气候和生物地球化学循环的影响。对卫星遥感大气痕量气体科学领域的发展和国际上使用的各类大气痕量气体传感器以及所取得的科研成果进行了全面的综述,结合中国地区的自身特点,提出我国利用卫星遥感技术研究大气成分的思路和未来开展科研工作的方向。 相似文献
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火山喷发产生的高浓度SO2气体及其远距离输送会对全球气候变化和航空飞行安全产生重要影响。卫星遥感技术以大面积连续观测、高时空分辨率等优势成为大气SO2监测的重要手段之一。作为中国第一颗紫外可见光波段的高光谱载荷,高分五号卫星大气痕量气体差分吸收光谱仪（GF-5 EMI）通过探测地球大气或表面反射、散射的紫外辐射来解析SO2总量的分布和变化。本文首先基于大气辐射传输模型SCIATRAN,选择中低纬地区地表类型均一的海洋区域像元,模拟了典型大气条件下的晴空天顶反照率,用以评价EMI载荷天顶观测光谱的精度。其次,基于TROPOMI L1 Radiance辐亮度数据和DOAS反演原理,经477 nm O4云筛选、光谱定标、慢变剔除、斜柱转垂直柱等步骤后,获得同一火山喷发区域的SO2总量反演结果并与TROPOMI官方offline L2 SO2产品进行对比分析。最后,利用GF-5 EMI UV-2通道观测数据,采用DOAS算法反演获得GF-5 EMI大气SO2总量,并将反演结果与国际同类载荷S5P/TROPOMI SO2总量结果进行比较分析,评判GF-5 EMI在全球火山活动SO2变化监测方面的能力。结果显示,300—400 nm波段范围内,海洋区域采样点EMI观测光谱值低于SCIATRAN模拟光谱值,EMI与TROPOMI观测光谱呈现出相似的系统性偏差。基于高空间高光谱分辨率的TROPOMI L1 Radiance辐亮度数据、315—327 nm、325—335 nm和360—390 nm共3个波段窗口、以及上述DOAS反演原理获得的SO2结果与TROPOMI官方发布的offline L2 SO2产品结果相关性较高,两者的相关系数可达到0.97—0.99,相对偏差在3%—9%。GF-5 EMI能够获取火山喷发SO2排放的时空分布特征,并与国际同类载荷TROPOMI反演结果具有较高的空间一致性,能够满足全球火山喷发监测、预警及其气候影响研究的应用需求。 相似文献
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The variation of the atmospheric Carbon Dioxide (CO2) concentration plays an important role in global climate and agriculture. We analyzed the spatial-temporal characteristics of CO2 in the China region and around the globe with the CO2 column mixing ratios observed by the Japanese GOSAT satellite (Greenhouse Gases Observing Satellite). In order to make sure that the accuracy of the CO2 data retrieved by the satellite meets the needs of the climate characteristics analyses, we ran a validation on the CO2 column mixing ratios retrieved by the satellite against the ground-based TCCON (Total Carbon Column Observing Network) observation data. The result shows that the two sets of data have a correlation coefficient of higher than 0.7, and a bias of within 2.2 ppmv. Therefore, the GOSAT CO2 data can be used for the climate characteristics analysis of global CO2. Our analysis on the spatial-temporal characteristics of the CO2 column mixing ratios observed during the period of June 2009 through January 2014 proved that, with the impact of the natural emission of near ground CO2 and human activities, the global CO2 concentration has a significant latitudinal characteristics with its highest level averaging 390 ppmv in the 0-40oN latitudinal zone in the Northern Hemisphere, and 387 ppmv in the Southern Hemisphere. China has a relatively higher CO2 concentration with the highest level exceeding 398 ppmv, and the eastern area higher than the western area. The variation of global CO2 concentration shows a seasonal pattern, i.e. the CO2 concentration reaches its highest in spring in the Northern Hemisphere averaging more than 392 ppmv, second highest in winter, and lowest in summer averaging less than 387 ppmv. It fluctuates the most in the Northern Hemisphere with an average concentration of 392.5 ppmv in April, and 385.5 ppmv in July. While in the Southern Hemisphere, the seasonal fluctuation is smaller with the highest concentration occurring in July. Over the recent years, the global CO2 concentration has shown an elevating trend with an average annual increase rate of 1.58 ppmv per year. It is a challenge that the human kind has to face to slow down the increase of the CO2 concentration. 相似文献