最新大气水汽含量反演报告教学讲义PPT.ppt

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1、大气水汽含量反演报告CompanyLogo目录1、大气水汽含量反演的意义2、现有大气水汽含量研究方法简介3、MODIS数据反演大气水汽4、MODIS影像近红外反演大气水汽5、MODIS05大气可降水量产品介绍CompanyLogo大气水汽含量反演的意义水汽是一种非常重要的温室气体。同其它温室气体(如二氧化碳)不同的是，水汽涉及到很重要的热反馈作用。这一作用过程将增加其它温室气体(如二氧化碳)的温室效应。在温室效应影响下，地表、大气温度上升，海洋表面就会蒸发更多的水汽。同时，温度升高导致大气饱和，水汽

2、压、大气可容纳水汽量增大，这些新增水汽作为温室气体，加剧温室效应，从而使整层大气变得更热。CompanyLogo现有大气水汽含量研究方法简介太阳辐射计反演大气水汽含量太阳辐射计是一种便携式仪器，利用它的940nm水汽吸收通道可以测量大气柱水汽总量。胡秀清、张玉香等利用MODTRAN3.7模式模拟出太阳辐射计940nm通道透过率与水汽量关系常数，总消光剔除了气溶胶和分子散射，就得到了水汽透过率，从透过率反演了水汽量。CompanyLogo卫星遥感反演大气水汽这些水汽探测手段存在很多限制,如费用昂贵、时

3、间空间分辨率低、不能全天候观测等。卫星技术的发展为探测大气水汽提供了新的手段。CompanyLogo卫星遥感反演大气水汽大气水汽吸收的作用机理：水汽是大气中的重要吸收成分，水分子表现为一个不对称的陀螺分子形状，由于正、负离子的重心不重合，所以水分子是一个极性分子，具有很强的永电偶极矩。水汽的最强和最宽的振转吸收带是以6.3μm为中心的吸收带；其次还有两个分别以2.74μm和2.66μm为中心的吸收带；此外，在近红外区还有很多泛频和并合频率吸收带。CompanyLogo卫星遥感反演大气水汽Compan

4、yLogoMODIS数据反演大气水汽一、MODIS传感器简介中分辨率成像光谱仪（MODIS）是EOS系列卫星的最主要的探测仪器，是搭载在TERRA和AQUA卫星上的对地观测传感器。MODIS是现今新一代“图谱合一”的光学遥感仪器，它具有36个光谱通道，分布在0.4~14μm的电磁波谱范围内，地面分辨率为250m、500m、1000m,灰度量化等级为12bit，图幅宽度为2330KM。在对地观测过程中，每秒可以同时获取6.1M比特来自海陆表面的信息，每天或两天可以获得一次全球观测数据。CompanyL

5、ogoMODIS数据反演大气水汽劈窗法反演大气水(AVHRR传感器)如果辐射传输方程是线性方程，那么大气水含量与第4、第5通道之差成比例：式中,PW指大气水含量，a、b为常数，T4和T5指第4、5通道的亮温。CompanyLogoMODIS数据反演大气水汽含量方差比反演算法（AVHRR传感器）：Keespies与Mcmillin首先提出了基于第4、5通道的两个象素间亮温比与辐射传输之间的相关性来反演大气水：式中,τ212和τ211分别指第4、5通道辐射传输的平方，σ212和σ211指方差。Compa

6、nyLogoMODIS数据反演大气水汽回归斜率法：回归斜率法作为大气水函数，是两个通道亮温变化之间的比率。在大气干燥的情况下，第4、5通道几乎具有相同的温度，回归斜率近似等于1；大气湿度不断增加，对第5通道的影响越发显著，两通道间的差异也就更大。CompanyLogoMODIS数据近红外波段反演大气水汽2，5通道为大气窗口；17，18，19通道为水汽吸收带。CompanyLogoMODIS数据近红外波段反演大气水汽反演原理：在近红外波段附近，卫星传感器在波长处所接收的辐射可以表示为：Lsensor（

7、λ）＝Lsun(λ)τ(λ)ρ(λ)+Lpath(λ),(1)其中，λ是波长，Lsensor（λ）是传感器上接收到的辐射，Lsun(λ)是大气上界的太阳辐射，τ(λ)是大气透过率，ρ(λ)是地表反射率，Lpath(λ)是大气程辐射（气溶胶的散射作用）。在近红外波段（气溶胶的光学厚度很小，它的影响可以忽略不计。所以试（1）简化为：Lsensor（λ）＝Lsun(λ)τ(λ)ρ(λ)，（2）CompanyLogoMODIS数据近红外波段反演大气水汽定义近红外波段的反照率为ρ*(λ)=Lsensor（λ）

8、/Lsun(λ),(3)则卫星上传感器第i通道上的辐射传输方程可以写成：ρ*(λi)=τ(λi)ρ(λi),(4)由于大部分典型地物在1μm附近的地表反射呈线性变化，在假设大气窗口透过率等于1的条件下，水汽吸收通道的透过率就可以用水汽吸收通道与大气窗口通道的的反射率比值来计算。CompanyLogoMODIS数据近红外波段反演大气水汽典型地物光谱CompanyLogoMODIS数据近红外波段反演大气水汽由上图可以看出，主要地表类型在1um附近的反射率基本呈线性变化。于