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《衛(wèi)星遙感反演大氣水汽含量的研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要大氣中的水汽對全球氣候變化有辮極其重要的影響,它不僅是成云致雨的條件,同時也是聯(lián)接海一氣系統(tǒng)、地一氣系統(tǒng)中物質(zhì)、能量傳輸?shù)募~帶。而缺乏精確、穩(wěn)定、長期的承汽數(shù)據(jù)記錄,?壹怒阻礙深入研究氣候系統(tǒng)中水汽影響的主要原因。半個世紀(jì)以來,國際性的氣球搽空闕終一壹在逃孑亍水汽掇鍘。但是,由予蕊溺儀器的變化和缺乏有效的校正,這些探空數(shù)據(jù)仍無法在氣候模型中使用。同時,探空數(shù)據(jù)觀測的是點(diǎn)狀分布的水汽數(shù)據(jù),霞進(jìn)囂空瓣撬僮擴(kuò)展,才自%應(yīng)用到氣候模型中。露“以點(diǎn)代兩”會使模型模擬結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。冪寸用水汽遙感反演的麟狀
2、分布特點(diǎn),則會解決這一目題?;谏鲜鲅芯勘尘?,本文以大氣水汽反演為中心,從理論和實(shí)踐上探討了衛(wèi)星遙感反演大氣水汽的方法。首先介紹了衛(wèi)星遙感反演大氣水汽的理論基礎(chǔ)。描述了大氣基本物理過程,并以6s模型為鍘介紹了大氣輻射傳輸模想,討論了大氣求汽吸收的作用機(jī)理以及大氣求汽吸牧豹透避率撰型。其次對近幾十每來戇大氣求汽研究方法進(jìn)行了割析。從闌外綴過理論和實(shí)踐驗(yàn)證過的針對AⅥ騷氓的大量劈窟算法原理及公式入手,通過慰Av疆墩數(shù)據(jù)4、5逶道與MODIS數(shù)據(jù)3l耱32通遘歙褶儀性分櫥,接導(dǎo)出基予MoDIS數(shù)據(jù)的劈窯水汽
3、反演算法。同時也推導(dǎo)了MODIs近紅外波段的水汽反演算法,即兩通道與三通道比值法。最后將這兩種方法應(yīng)用予實(shí)際的MODIs影像中,其中對基于MODIS數(shù)據(jù)的劈窗協(xié)方差一方藏水汽反演算法儀做了可行性分析,而將近紅外兩通邀與三通道永汽反演算法則應(yīng)用于具體的MODIs影像水汽反演巾,給出了反演流程,所獲結(jié)果反映了實(shí)際永汽黝分毒規(guī)律,淑得了較好豹效果。關(guān)鍵詞:衛(wèi)星遙感;大氣水汽;反演;M∞IS數(shù)據(jù);劈寮算法獨(dú)創(chuàng)性聲翡本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成漿。據(jù)我所知,除了文中榮剩
4、熱瞌標(biāo)注和致落的地方外,論文中不氛含其題人已綴發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得東北師范大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名:墊隧日期:蘭絲』!苧:蘭2學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文彳乍者完全了解農(nóng)蔻師范大學(xué)蠢關(guān)保蜜、使嗣學(xué)位論文的艇定,廖:東北師范大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)東北師范大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)
5、蓐進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名:曼邀指導(dǎo)教師簽名:日期:遞』查駑日期:學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向工作單短:通訊地址:電話:郵編:第一章緒論作為一種新型的對地觀測系統(tǒng),遙感的出現(xiàn)打開了全球表層信息同步或準(zhǔn)同步三維探測的局面。在遙感應(yīng)用的最初二三十年內(nèi),其應(yīng)用范圍就相當(dāng)廣泛,幾乎深入到地球科學(xué)的各個領(lǐng)域。時至今日,遙感技術(shù)已經(jīng)深入到人類生產(chǎn)和生活的各個方面。同時,隨著技術(shù)的進(jìn)步,一些深層次帶有明顯的定量性質(zhì)的問題,被逐步提
6、到日程上來。到目前為止,能幫助人類實(shí)現(xiàn)“遙遠(yuǎn)感知”的媒介只有電磁波,而在傳感器與地表之間存在著地球大氣,因此,對于地表環(huán)境定量遙感而言,首先要解決的問題就是去除從地表到傳感器之間的大氣的影響。大氣是介于傳感器和地表之間的混合物,由不同氣體成分、各種不同性質(zhì)和尺度的懸浮于大氣中的微小顆粒、以及云滴、雨滴、冰晶等物體組成。大氣對電磁波的作用基本可以歸納為兩種物理過程,即吸收與散射。這兩種過程,均可使電磁波受到削弱,因此消除大氣對電磁波的影響、恢復(fù)其在地表的本來面目,就成為定量遙感的重要研究課題。但從另一個
7、角度看,無論是置于地面的傳感器還是星載傳感器,當(dāng)它接收到被大氣作用后的電磁波時,必然帶有大氣的特征信息。因此,我們可以設(shè)法從中反演出表層大氣屬性的參數(shù)來。大氣中最活躍的兩個組成部分是:大氣氣溶膠和大氣水汽。因此,我們要解決大氣問題最主要的是要解決氣溶膠和水汽問題。本文的研究方向主要是大氣水汽的反演問題,力圖提出行之有效的大氣水汽含量算法公式,并將其應(yīng)用于MODIs衛(wèi)星影像的大氣水汽反演中。一、衛(wèi)星遙感大氣水汽反演的特點(diǎn)和難點(diǎn)水汽及其變化是天氣和氣候的主要驅(qū)動力,是預(yù)測降雨、中小尺度惡劣天氣以及全球氣候
8、變化的一個非常重要的物理量,因此對水汽的監(jiān)測是大氣遙感的一個主要目的。同時,大氣中的水汽含量也是影響遙感應(yīng)用的主要因素之一,特別是在地表溫度反演、遙感影像的大氣校正中水汽的影響不可忽略。由于水汽的分布極不均勻、時空變化很大(是大氣成分中變化最大的一種),加之影響水汽含量和分布的因素較多,這些無疑都增大了水汽探測和反演的難度。半個世紀(jì)以來,國際性的氣球探空網(wǎng)絡(luò)一直在進(jìn)行水汽探測。但是,由于觀測儀器的變化和缺乏有效的校正,這些探空數(shù)據(jù)仍無法在氣候模型中使用。