吸收性气溶胶指数(AAI)可用于表征紫外波段吸收性气溶胶成分占比,是卫星遥感探测的重要数据产品之一。通过SCIATRAN辐射传输模型设置太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角、地表高度、云高等参数,创建大气层顶反射率的查找表,结合TROPOMI的数据,反演吸收性气溶胶指数。由于仪器本身的特性,直接反演的AAI不能完全表征吸收性气溶胶的分布特征,需要扣除背景值,本研究通过统计法获取太平洋区域AAI的背景值。采用2020年9月美国加利福尼亚州山火时期数据进行分析, 研究山火烟雾羽流的传输。结果显示了气溶胶的分布特征,取得的背景校正效果良好。反演结果与TROPOMI官方发布产品的空间分布特征基本一致,两者的平均相关系数达到0.963。最后比较了卫星遥感AAI数据与地面AERONET站点气溶胶光学厚度(AOT)数据,可以看出两者的气溶胶变化趋势一致。

风云三号气象卫星C星(FY-3C)搭载的紫外臭氧总量探测仪因太阳辐照度观测值异常而无法进行常规在轨星上定标, 导致臭氧总量产品无法正常生成。在研究了风云三号气象卫星B星(FY-3B)TOU辐照度观测数据的特点以及仪器衰减规律后, 结合FY-3C/TOU辐照度和辐亮度实测数据, 探索了基于晴空海洋像元观测值计算仪器的衰减系数法。本文选取受陆地气溶胶影响较小的热带太平洋海区, 用矢量辐射传输模式模拟云量较小的像元对应的晴空辐亮度, 比较观测值与模拟计算值, 通过统计筛选晴空像元, 估算FY-3C/TOU探测器随时间的衰减系数。在确定仪器衰减系数后对FY-3C/TOU历史数据进行处理, 反演获得了全球臭氧总量并与WMO/WOUDC地基观测数据进行对比。结果表明, 基于晴空辐亮度估算的仪器衰减系数进行的臭氧总量反演的均方根误差在5%以内。在星载紫外探测器星上辐射定标失败的时候, 可以利用晴空海洋像元确定仪器的定标系数。

新型高光谱大气臭氧传感器大多计划搭载地球静止轨道平台, 其对大视场范围和时间范围内的臭氧总量提取提出了更高的需求。 TOMS V8算法在低轨卫星大气臭氧传感器得到广泛的应用和发展, 但其在大观测几何条件下的提取精度不足, 因此如何提高TOMS算法在新型传感器上的提取精度是当前亟待解决的问题。 利用MODTRAN大气辐射传输模型模拟了晴空场景TOMS算法标准廓线各观测几何条件下的地球紫外后向散射辐射, 分析了各观测几何条件下后向散射辐射亮度与臭氧总量拟合模型, 并根据模型拟合精度情况, 得到了不同观测几何条件下后向散射辐射随臭氧总量的变化关系, 提出了改进的臭氧总量初值估算模式。 对改进模式与传统模式的臭氧总量初估结果表明, 传统模式依赖于指数模型的拟合精度, 而改进模式依赖于对数模型的拟合精度, 指数模型和对数模型均表现出高的拟合精度, 但对数模型的拟合精度比指数模型在整个臭氧浓度范围内平均高约0.9%。 改进模式使臭氧总量初估的总体精度得到改善, RMSE降低约0.087%～0.537%, 并且在较大观测几何和臭氧总量低值区（175～275 DU）间则更加显著。 在臭氧总量低值区间以及较大观测天顶角和太阳天顶角条件下, 改进模式具有更高的估算精度和更大的适用范围。 该改进的臭氧总量初值估算模式可为日后TOMS算法的更新提供支持和参考依据。

为了解决风云-3C/臭氧总量探测仪(FY-3C/TOU)太阳辐照度数据异常的问题,给出了一种求解TOU漫反射板坐标系安装偏差的算法,并利用调整后的安装参数对TOU太阳辐照度进行了修订.系统研究了该算法的基本原理及数值分析结果.该算法假设TOU在轨实际漫反射板坐标系与理想漫反射板坐标系之间的偏差可用未知转换矩阵刻画,根据太阳辐照度真值与TOU修订辐照度数据之间的关系建立了关于未知变量的方程.然后,基于最优目标问题求解出了转换矩阵的各未知参数;最后,将修订后的漫反射板坐标系参数代入TOU定位及定标处理流程,实现对FY-3C/TOU太阳辐照度偏差的订正,达到利用辐照度追踪仪器衰减系数的目的.数值分析结果表明偏差修订效果显著,TOU太阳辐照度的最大相对误差从35%降低为2%,相对误差波动范围从27.2%缩小为3.2%.

介绍了我国自主研制的用于地外太阳紫外光谱测量的FY-3紫外臭氧垂直探测仪，利用该仪器成功获得了地外太阳紫外光谱数据。该紫外臭氧垂直探测仪是一台结构紧凑，工作波段为160~400 nm的紫外-真空紫外光谱辐射仪。报导了该探测仪的组成和工作原理，描述了它的3种工作模式，即大气模式、太阳模式和标准灯模式。介绍了太阳模式下该探测仪的光谱辐照度定标，受光源性能所限，光谱辐照度定标分160~300 nm 和250~400 nm两个波段进行。最后，给出了利用紫外臭氧垂直探测仪获得的太阳紫外光谱和数据处理结果。结果表明，利用该探测仪在轨获得的160~400 nm太阳连续光谱和250~340 nm间 12个特征波长的太阳分立光谱与美国SBUV/2获得的测量数据的一致性在±5%以内。

研制成FY-3A气象卫星紫外臭氧垂直探测仪，于2008年5月发射。它是一台小型化、高精度、紫外-真空紫外光谱辐射计，用于测量大气太阳后向散射光谱辐亮度和太阳光谱辐照度，通过数据反演得到大气臭氧总量的垂直分布。在轨道高度830 km处获得160~400 nm太阳连续光谱和250~340 nm间12个特征波长的太阳分立光谱及太阳后向散射谱，在轨测试结果表明：FY-3A气象卫星紫外臭氧垂直探测仪全部功能正常，性能稳定。