东亚海域吸收性气溶胶对大气校正的影响及海色遥感若干问题

摘要

该系统介绍了海色遥感技术和算法的发展动态,卫星海色遥感涉及的大气/海洋辐射传递理论,以及相关的大气/海洋主要性质.首次提出东亚海域普遍存在对SeaWiFS蓝波段离水辐亮度的低估现象.利用优化算法得到气溶胶的模型,通过迭代辐射传递模拟对气溶胶模型进行调整以获取卫星观测到的大气顶端反射率.在考虑亚微米吸收性气溶胶的情况下,模拟得到的海水反射率和气溶胶光学厚度同现场测量数据吻合,蓝波段海水反射率的误差大幅减小.作为亚微米吸收性气溶胶的对比,黄沙气溶胶的辐射传递模拟表明该吸收性气溶胶不能够解释短波段的离水辐亮度的低估.进一步的研究表明,当实际大气中存在黄沙气溶胶时,黄沙和煤烟型气溶胶的混合模型,可以提高气溶胶光学厚度的反演精度.提出除了黄沙气溶较,东亚海域的水光遥感必须考虑煤烟型气溶胶粒子的吸收.讨论了煤烟型气溶胶的可能来源和涉及的时、空范围,以及对生物光学算法的影响.利用海洋辐射传递模拟简化了衰减系数和温衰减系数的关系,给出了赛克盘深度的遥感算法并对其进行了现场印证.

目录

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第一章导言

1.1海色与卫星海色遥感

1.2卫星海色遥感反演模式的研究进展

1.3东亚海域的存在问题

1.4本论文的主要内容

1.5附录：海色传感器及其性能指标

第二章大气/海洋光学性质

2.1大气分子

2.2气溶胶

2.2.1气溶胶粒子的种类

2.2.2气溶胶粒子的尺度谱模型

2.2.3相对湿度对气溶胶粒子特性的影响

2.2.4 Mie散射

2.3大气透射率

2.4海水的光学性质

2.4.1固有光学性质(IOP)

2.4.2表观光学性质(AOP)

第三章大气辐射传递及海色遥感大气校正算法

3.1大气辐射传递方程(RTE)及其解

3.1.1.散射的逐次计算方法

3.1.2.单次散射近似(SSA)

3.2大气校正算法

3.2.1大气校正算法简介

3.2.2 SeaWiFS 7/8波段的迭代算法

3.2.3海洋大气耦合算法

第四章吸收性气溶胶对SeaWiFS大气校正算法的影响

4.1亚洲气溶胶特征实验ACE-Asia及数据描述

4.2.标准大气校正算法在东亚海域的印证

4.3.对蓝波段离水辐亮度被低估现象的分析

4.4大气辐射传输对亚微米吸收性气溶胶的数值模拟

4.4.1现场测量和模拟的气溶胶尺度谱分布

4.4.2辐射传递模拟大气顶部反射率

4.4.3海面离水反射率的反演

4.4.4气溶胶光学厚度的反演

4.5对黄沙气溶胶影响的辐传递数值模拟

4.6东中国海离水辐亮度被低估情况

4.6.1黄渤海

4.6.2东海

4.7对吸收性气溶胶的讨论

第五章从SeaWiFS资料反演赛克盘深度

5.1赛克盘深度SDD与衰减系数K的理论关系

5.2辐射传递模拟水体c与k的关系

5.3现场实验数据印证

5.4卫星SDD在东中国海的时空分布

5.5关于卫星SDD反演方法的讨论

第六章从SeaWiFS资料观测到的一些海洋学现象

6.1叶绿素浓度反演算法及印证

6.2东中国海浮游植物的时间、空间分布

6.2赤潮

6.3叶绿素浓度显示上升流及冷、暖涡

6.4叶绿素浓度变化观测冷涡区生物量变化

6.5黑潮及其微细结构

结束语

参考文献

致谢