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基于SCIATRAN模型的大气CO2敏感性分析

Sensitivity analysis of carbon dioxide based on SCIATRAN

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摘要

SCIATRAN是一种高光谱分辨率辐射传输模型, 其参数丰富、调节性强, 为反演CO2浓度提供更可靠的仿真资料。研究采用SCIATRAN模型模拟了不同气溶胶类型、气溶胶光学厚度以及地表类型的CO2辐射亮度, 分析了不同条件下影响CO2辐射亮度的规律。研究结果表明: 气溶胶类型对CO2辐射亮度的影响比例在8%以内。由于城市型气溶胶成分复杂, 对CO2辐射亮度的影响比乡村型和海洋型气溶胶稍大; 气溶胶光学厚度对CO2辐射亮度的影响比例在-3.52%~42.97%之间, 光学厚度越小, CO2辐射亮度则越大; 地表类型对CO2辐射亮度影响最大, 与参考值差值比例最高达166.43%, 且CO2辐射亮度随地表反照率的增强而增强。该研究还通过仿真信号与实测信号的对比, 验证了SCIATRAN模型仿真信号的有效性和可行性。

Abstract

SCIATRAN, providing more reliable simulation data for retrieval of CO2 concentration, is a high spectral resolution radiative transfer model with rich parameters and easily calibrated. In this article, SCIATRAN was used to simulate the CO2 radiation intensity of different aerosol types, aerosol optical thickness and surface types, and the regularity of influence of CO2 radiation intensity under different conditions was analyzed. The results show that: first the influence ratio of aerosol type on CO2 radiation intensity is less than 8%, because the urban aerosol has complex composition, the effect on CO2 radiation intensity is slightly larger than that of country type and ocean type aerosol; then, the influence of aerosol optical thickness on CO2 radiation intensity is -3.52%-+42.97%, and the smaller the optical thickness, the greater the radiation intensity; Last, the surface types have the greatest influence on the CO2 radiation intensity, and the difference between the result and the reference value is up to 166.43%. The CO2 radiation intensity increases when the surface albedo increases. This article also verifies the feasibility and effectiveness of the simulation signal based on SCIATRAN by comparing its analog signal to the measured signal.

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补充资料

中图分类号:O433.4

DOI:10.3788/irla201847.0717006

所属栏目:光电测量

基金项目:国家自然科学基金(41561079, 41201342); 广西自然科学基金(2013GXNSFAA019328); 广西教育厅项目(KY2015YB108); 广西自动检测技术与仪器重点实验室基金(YQ17108, YQ15111); 桂林电子科技大学创新团队项目

收稿日期:2018-02-05

修改稿日期:2018-03-03

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

叶 松:桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
甘永莹:桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
熊 伟:中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
王新强:桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
汪杰君:桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
张文涛:桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
王方原:桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004

联系人作者:叶松(yesongmail@sina.com)

备注:叶松(1979-), 男, 研究员, 博士, 主要从事光学遥感方面的研究。

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引用该论文

Ye Song,Gan Yongying,Xiong Wei,Wang Xinqiang,Wang Jiejun,Zhang Wentao,Wang Fangyuan. Sensitivity analysis of carbon dioxide based on SCIATRAN[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(7): 0717006

叶 松,甘永莹,熊 伟,王新强,汪杰君,张文涛,王方原. 基于SCIATRAN模型的大气CO2敏感性分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(7): 0717006

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