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利用AVHRR数据反演陆地气溶胶光学厚度

高玲 张里阳 李俊 陈林 孙凌 李晓静

高玲, 张里阳, 李俊, 等. 利用AVHRR数据反演陆地气溶胶光学厚度. 应用气象学报, 2014, 25(1): 42-51..
引用本文: 高玲, 张里阳, 李俊, 等. 利用AVHRR数据反演陆地气溶胶光学厚度. 应用气象学报, 2014, 25(1): 42-51.
Gao Ling, Zhang Liyang, Li Jun, et al. Retrieval of atmospheric aerosol optical depth over land from AVHRR. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(1): 42-51.
Citation: Gao Ling, Zhang Liyang, Li Jun, et al. Retrieval of atmospheric aerosol optical depth over land from AVHRR. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(1): 42-51.

利用AVHRR数据反演陆地气溶胶光学厚度

资助项目: 

国家重点基础研究发展计划项目 2010CB950802

详细信息
    通信作者:

    高玲, email: gaoling@cma.gov.cn

Retrieval of Atmospheric Aerosol Optical Depth over Land from AVHRR

  • 摘要: 开发AVHRR可见光通道反演陆地气溶胶光学厚度 (AOD) 的算法对于研究长时间序列AOD的变化有重要意义。AVHRR由于缺少2.1 μm通道而不能采用MODIS的暗背景算法,该文利用背景合成算法进行陆地AOD反演。背景合成算法是指假设一段时间内地表反射率变化不大且会出现相对清洁大气, 采用最小值合成即可得到地表反射率,再通过辐射传输模式6S制作的查算表查算得到AOD的反演结果。将此算法应用到2009年AVHRR中国部分陆地区域 (15°~45°N,75°~135°E) 得到AOD的时空分布,将反演结果与同期Aqua/MODIS的MOD04 AOD产品进行对比分析表明,华北和华东地区的反演效果较好,西北地区结果较差。以长江三角洲地区为例可知,AVHRR AOD产品与MODIS AOD产品以及AERONET观测的AOD相比相关系数基本在0.6以上,从时间变化规律来看,AVHRR AOD和MODIS AOD产品年变化趋势具有很好的一致性。该文为建立长时间序列AVHRR AOD数据集提供了一个较为可行的方法。
  • 图  1  不同地表反射率 (a) 和不同气溶胶类型 (b) 情况下,表观反射率随气溶胶光学厚度的变化

    Fig. 1  Apparent reflectance changes with the AOD under the conditions of diversity of albedo (a) and diversity of single scattering albedo (b)

    图  2  地表反射率对反演算法的相对误差

    Fig. 2  Relative error on this aerosol retrieving algorithm of albedo

    图  3  不同卫星观测角条件下表观反射率随地表反射率的变化

    Fig. 3  Apparent reflectance changes with the albedo in diversity of view zenith angle

    图  4  利用AVHRR反演陆地气溶胶光学厚度流程

    Fig. 4  Flowchart of retrieving aerosol optical depth from AVHRR over land

    图  5  2009年中国部分区域AVHRR气溶胶光学厚度的月平均值

    Fig. 5  The monthly mean of aerosol optical depth from AVHRR over part of China in 2009

    图  6  AERONET观测AOD与AVHRR AOD产品对比

    Fig. 6  Scatterplot between the AOD of AVHRR and AERONET

    图  7  长江三角洲地区AVHRR AOD产品与MODIS AOD产品日平均值对比

    Fig. 7  Scatterplot between the AOD daily mean of AVHRR and MODIS in the Yangtze Delta

    图  8  长江三角洲地区AVHRR AOD及MODIS AOD产品年变化

    Fig. 8  The annual variation of AOD from AVHRR and MODIS in the Yangtze Delta

    表  1  AVHRR/3通道范围

    Table  1  The band ranges of AVHRR/3

    通道 波长/μm
    1 0.564~0.704
    2 0.696~1.012
    3A 1.566~1.665
    3B 3.414~4.107
    4 10.04~11.60
    5 11.28~12.74
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-16
  • 修回日期:  2013-11-06
  • 刊出日期:  2014-01-31

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