利用AIRS数据进行晴空与有云大气参数反演试验

摘要

本世纪初，美国和欧洲气象卫星组织率先发展了红外高光谱大气探测仪器AIRS和IASI，相应地，高光谱资料的处理和反演方法研究也成为了各国气象卫星科学家们的工作重点。目前对于利用高光谱资料进行大气参数反演的难点主要表现在两个方面，一方面是对多通道、大数据量资料的快速处理，另一方面则是有云天气条件下的大气参数反演。本文所使用的双重回归反演方法，就是为了改进高光谱红外仪器在有云天气条件下的大气参数反演精度而发展的。该方法基于善于处理大数据量的特征向量回归方法，从而解决了多通道、大数据量资料处理难题；其另一大特点在于分别计算的三套统计回归系数，可以同时反演晴空、部分有云和等温晴空情况下的大气参数，一定程度上解决了有云天气条件下的大气参数反演难题。本文分别进行了晴空和晴空加云大气参数反演试验，试验研究结果表明:1）通过部分有云的二重特征向量回归反演方法获得的大气参数廓线在数量上远远高于晴空反演；2）在有云区域获得的大气参数廓线精度略低于晴空大气，但仍能够满足用户使用需求；3）通过系统的对有云区域云顶高度进行反演，发现云顶高度变化能够很好的反映云团和云系的发展，演变和移动方向。高光谱垂直探测仪器的多通道数据为我们反演大气垂直和表面参数提供了极其丰富的信息，如何利用好这些信息是一项任重而道远的工作任务。通过反演试验分析发现，二重回归反演方法适用于部分有云天气条件下大气参数的反演，精度也基本达到了预期目标。