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沈阳地区MODIS与MERSI气溶胶产品对比研究
引用本文:张婕,刘昊野,辛金元,张文煜,肖国杰,冯鑫媛,王莉莉.沈阳地区MODIS与MERSI气溶胶产品对比研究[J].遥感学报,2016,20(4):549-560.
作者姓名:张婕  刘昊野  辛金元  张文煜  肖国杰  冯鑫媛  王莉莉
作者单位:兰州大学大气科学学院, 甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室, 甘肃 兰州 730000;成都信息工程大学大气科学学院, 高原大气与环境四川省重点实验室, 四川 成都 610225,成都信息工程大学大气科学学院, 高原大气与环境四川省重点实验室, 四川 成都 610225,成都信息工程大学大气科学学院, 高原大气与环境四川省重点实验室, 四川 成都 610225;大气边界层物理与大气化学国家重点实验室, 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029,兰州大学大气科学学院, 甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室, 甘肃 兰州 730000,成都信息工程大学大气科学学院, 高原大气与环境四川省重点实验室, 四川 成都 610225,成都信息工程大学大气科学学院, 高原大气与环境四川省重点实验室, 四川 成都 610225,大气边界层物理与大气化学国家重点实验室, 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029
基金项目:国家自然科学基金(编号:41222033,41305076);中国科学院战略性先导科技专项(B类)(编号:XDB05020103)
摘    要:在中国东北地区,卫星气溶胶产品尚缺乏有效的验证机制,相关应用存在较大不确定性。利用2009–2011年中国地区太阳分光光度计观测网(CSHNET)沈阳站地基观测资料,借助后向轨迹模式分析了该地区气溶胶来源和季节变化特征,并同步对比了FY-3A/MERSI和Terra/MODIS气溶胶产品精度的季节差异及误差来源。结果表明:沈阳站气溶胶光学厚度和Angstrom波长指数季节变化明显,气溶胶受远程输送和区域排放的共同影响,人为源和自然源丰富。不同粒径粒子对气溶胶光学厚度的贡献因季节而异,导致卫星反演算法中气溶胶模型选择误差较大,影响了卫星反演精度。观测期间MODIS与MERSI气溶胶产品与地基观测数据的总匹配率分别为68%和83%。当气溶胶光学厚度较低时(AOD0.35),MODIS产品出现低估,MERSI出现高估,与实测值的相对误差分别为–46%—54%、7%—135%;当气溶胶光学厚度较高时(0.35—0.75),MODIS和MERSI均出现不同程度的低估,两者与实测值的相对误差分别为–34%—54%、–21%—75%;当气溶胶光学厚度大于0.75时,低估尤为严重,与实测值的相对误差可达–34%—100%、–9%—58%。能与地基观测匹配的MODIS和MERSI有效样本数春、秋季较高(春季分别为69%、80%,秋季分别为73%、70%),夏季次之(69%、73%),冬季最少(2%、49%);MODIS与地基观测的相关性总体优于MERSI;但在冬季,MODIS与MERSI产品均不具备代表性。MODIS与MERSI气溶胶产品落入误差线的比例均为春季最高(22%、25%),秋季次之(19%、16%),夏季最小(6%、5%)。MERSI对粗模态气溶胶(α≤0.5)反演效果优于MODIS,而MODIS对混合模态气溶胶(0.5≤α1.5)反演效果优于MERSI。MERSI与MODIS气溶胶产品在春、秋季可比性较好,夏季可比性较差,总体来说,春、秋季MERSI比MODIS低估更为严重。从气溶胶产品在辽宁省的区域分布来看,FY-3A/MERSI比Terra/MODIS覆盖范围略广,各季节FY-3A/MERSI与Terra/MODIS的总体空间分布特征基本一致,但对于某些地区,两者数值上依然存在较大偏差。

关 键 词:后向轨迹模式  气溶胶光学厚度  Angstrom波长指数  FY-3A/MERSI  Terra/MODIS
收稿时间:2015/11/9 0:00:00
修稿时间:2016/2/22 0:00:00

The comparison of MODIS and MERSI aerosol products in Shenyang
ZHANG Jie,LIU Haoye,XIN Jinyuan,ZHANG Wenyu,XIAO Guojie,FENG Xingyuan and WANG Lili.The comparison of MODIS and MERSI aerosol products in Shenyang[J].Journal of Remote Sensing,2016,20(4):549-560.
Authors:ZHANG Jie  LIU Haoye  XIN Jinyuan  ZHANG Wenyu  XIAO Guojie  FENG Xingyuan and WANG Lili
Institution:Key Laboratory of Arid Climatic Change and Reducing Disaster of Gansu Province, College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China;College of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Plateau Atmosphere and Environment Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610225, China,College of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Plateau Atmosphere and Environment Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610225, China,College of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Plateau Atmosphere and Environment Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610225, China;State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China,Key Laboratory of Arid Climatic Change and Reducing Disaster of Gansu Province, College of Atmospheric Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China,College of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Plateau Atmosphere and Environment Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610225, China,College of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Plateau Atmosphere and Environment Key Laboratory of Sichuan Province, Chengdu 610225, China and State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
Abstract:
Keywords:HYSPLIT-4 model  Aerosol Optical Depth (AOD)  Angstrom exponent  FY-3A/MERSI  Terra/MODIS
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