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1、大氣水汽含量定量反演CompanyLogo目錄1、大氣水汽含量反演的意義2、現(xiàn)有大氣水汽含量研究方法簡介3、MODIS數(shù)據(jù)反演大氣水汽4、MODIS影像近紅外反演大氣水汽5、MODIS05大氣可降水量產(chǎn)品介紹CompanyLogo大氣水汽含量反演的意義水汽是一種非常重要的溫室氣體。同其它溫室氣體(如二氧化碳)不同的是，水汽涉及到很重要的熱反饋作用。這一作用過程將增加其它溫室氣體(如二氧化碳)的溫室效應(yīng)。在溫室效應(yīng)影響下，地表、大氣溫度上升，海洋表面就會蒸發(fā)更多的水汽。同時，溫度升高導(dǎo)致大氣飽和，水
2、汽壓、大氣可容納水汽量增大，這些新增水汽作為溫室氣體，加劇溫室效應(yīng)，從而使整層大氣變得更熱。CompanyLogo大氣水汽含量反演的意義水汽是天氣變化的主要動力因素之一，因此對水汽監(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)用的一個主要因素之一，特別是在地表溫度反演，遙感影像的大氣校正中，水汽會對輻射傳輸產(chǎn)生的影響，因此水汽數(shù)據(jù)還被用作大氣校正的輸入，來獲取準(zhǔn)確的地表參數(shù)，如陸地表面溫度。CompanyLogo現(xiàn)有大氣水汽含量研究方法簡介無線電探空技術(shù)探測大氣水汽含量無線電探空
3、技術(shù)，即通過施放探空氣球，收集有關(guān)的溫度、氣壓、濕度等氣象要素來計算水汽含量。但無線電探空成本較高，相對于地面觀測站而言探空站分布稀疏，并且一般每天僅進(jìn)行早晚2次探測，不足以分辨水汽的時空變化，因此不能很好地監(jiān)測大范圍的天氣變化(如雷雨和多變天氣)。CompanyLogo現(xiàn)有大氣水汽含量研究方法簡介GPS探測大氣水汽含量GPS在傳輸信號時，地球大氣的存在對信號傳輸產(chǎn)生折射影響。當(dāng)采用一定的觀測方案和求解模型將這種影響消除后，GPS定位才達(dá)到一定精度。同時，這種影響作為未知量也可解算出來。GPS氣象
4、正是基于此而發(fā)展起來。GPS探測大氣水汽含量根據(jù)接收機(jī)位置分為地基和空基兩種技術(shù)。CompanyLogo現(xiàn)有大氣水汽含量研究方法簡介太陽輻射計反演大氣水汽含量太陽輻射計是一種便攜式儀器，利用它的940nm水汽吸收通道可以測量大氣柱水汽總量。胡秀清、張玉香等利用MODTRAN3.7模式模擬出太陽輻射計940nm通道透過率與水汽量關(guān)系常數(shù)，總消光剔除了氣溶膠和分子散射，就得到了水汽透過率，從透過率反演了水汽量。CompanyLogo衛(wèi)星遙感反演大氣水汽這些水汽探測手段存在很多限制,如費用昂貴、時間空間
5、分辨率低、不能全天候觀測等。衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展為探測大氣水汽提供了新的手段。CompanyLogo衛(wèi)星遙感反演大氣水汽大氣水汽吸收的作用機(jī)理：水汽是大氣中的重要吸收成分，水分子表現(xiàn)為一個不對稱的陀螺分子形狀，由于正、負(fù)離子的重心不重合，所以水分子是一個極性分子，具有很強(qiáng)的永電偶極矩。水汽的最強(qiáng)和最寬的振轉(zhuǎn)吸收帶是以6.3μm為中心的吸收帶；其次還有兩個分別以2.74μm和2.66μm為中心的吸收帶；此外，在近紅外區(qū)還有很多泛頻和并合頻率吸收帶。CompanyLogo衛(wèi)星遙感反演大氣水汽CompanyL
6、ogoMODIS數(shù)據(jù)反演大氣水汽一、MODIS傳感器簡介中分辨率成像光譜儀（MODIS）是EOS系列衛(wèi)星的最主要的探測儀器，是搭載在TERRA和AQUA衛(wèi)星上的對地觀測傳感器。MODIS是現(xiàn)今新一代“圖譜合一”的光學(xué)遙感儀器，它具有36個光譜通道，分布在0.4~14μm的電磁波譜范圍內(nèi)，地面分辨率為250m、500m、1000m,灰度量化等級為12bit，圖幅寬度為2330KM。在對地觀測過程中，每秒可以同時獲取6.1M比特來自海陸表面的信息，每天或兩天可以獲得一次全球觀測數(shù)據(jù)。CompanyLo
7、goMODIS數(shù)據(jù)反演大氣水汽劈窗法反演大氣水(AVHRR傳感器)如果輻射傳輸方程是線性方程，那么大氣水含量與第4、第5通道之差成比例：式中,PW指大氣水含量，a、b為常數(shù)，T4和T5指第4、5通道的亮溫。CompanyLogoMODIS數(shù)據(jù)反演大氣水汽含量方差比反演算法（AVHRR傳感器）：Keespies與Mcmillin首先提出了基于第4、5通道的兩個象素間亮溫比與輻射傳輸之間的相關(guān)性來反演大氣水：式中,τ212和τ211分別指第4、5通道輻射傳輸?shù)钠椒?，?12和σ211指方差。Compa
8、nyLogoMODIS數(shù)據(jù)反演大氣水汽回歸斜率法：回歸斜率法作為大氣水函數(shù)，是兩個通道亮溫變化之間的比率。在大氣干燥的情況下，第4、5通道幾乎具有相同的溫度，回歸斜率近似等于1；大氣濕度不斷增加，對第5通道的影響越發(fā)顯著，兩通道間的差異也就更大。CompanyLogoMODIS數(shù)據(jù)近紅外波段反演大氣水汽2，5通道為大氣窗口；17，18，19通道為水汽吸收帶。CompanyLogoMODIS數(shù)據(jù)近紅外波段反演大氣水汽反演原理：在近紅外波段附近，衛(wèi)星傳感器在波長處所接收的輻射可以表示為
