大气Ring效应差分截面的计算.pdfVIP

第 30卷 ，第 8期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vo1．30，No．8，pp2137—2140 2010年 8月 SpectroscopyandSpectralAnalysis August，2010 大气 Ring效应差分截面的计算 韩 冬 一，陈良富 ，苏 林 ，陶金花 。 ， 李莘莘 ’ 余 超 。，王子峰 。 1．中国科学院遥感应用研究所，遥感科学国家重点实验室，北京 100101 2．青岛大学教育技术系，山东 青岛 266000 3．中国科学院研究生院，北京 100049 4．中国科学院大气物理研究所 北京 100029 摘 要 基于差分吸收光谱算法，使用卫星数据反演大气NOz和SOz等痕量气体柱浓度的时候，Ring效应 是影响反演结果精度的一个重要因素。Ring效应是指：受太阳表面大气消光效应影响，产生称之为夫琅禾 费线的暗线结构，而由于太阳光在地球大气中传输引起非弹性散射，导致观测到的夫琅禾费线变短，这个结 果可以近似地认为是对夫琅禾费线的填充。研究表明，大气中的N。和 分子的转动拉曼散射是导致 Ring 效应的主要原因。利用星载传感器 0MI／AURA测量的太阳光谱和 和 oz分子的转动拉曼散射截面卷积， 除以原始太阳光谱，再经过差分计算，可以获得Ring效应的差分截面，以用来反演痕量气体的浓度。计算 的结果与利用辐射传输方程得到的结果比较，相关系数R2达到了0．9663，表明二者基本是一致的。 关键词 Ring效应 ；转动拉曼散射；卷积 ；痕量气体；反演；XI)AS 中图分类号：0433．1 文献标识码 ：A DOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2010)08—2137—04 禾费线变短，这个结果可以近似地认为是对夫琅禾费线的填 引 言 充。1962年Grainger和 Ring发表论文阐述了这种效应，故 称之为Ring效应。 基于使用太阳光源的地球反射光谱，可以利用差分吸收 实际上 1958年前苏联天文学家 Shefov首先观测到太阳 光谱 算 法 (differentialopticalabsorption spectroscopy， 散射光中的夫琅禾费线相对于直射光中的夫琅禾费线变短的 IX)AS)Iu从卫星探测的信 号中解析痕量气体的浓度。1995 现象。此后，开展了一系列研究探讨形成这种效应的原因： 年，(globalozonemonitoringexperiment，COME)载荷搭载 气溶胶产生的荧光，转动拉曼散射 (rotationalRamanscatter— 在第2颗欧洲遥感卫星ERS-2发射升空，使得人类第一次获 ing，RRS)，地表反射，瑞利一布里渊散射与转动拉曼散射共 得了全球尺度对流层 03，NOz，SOz等痕量气体柱浓度分布 同作用等，都被认为是Ring效应产生的原因_9]。最近的研究 数据。随后类似的传感器如 (scanningimagingabsorption 者比较一敛的认为，大气中的Nz和0 分子产生的转动拉曼 spectrometerforatmosphericchartography，SCIAMACHY)， 散射是产生Ring效应的根本原因l9。。。 (ozonemonitoringinstrument，OMI)和 G()ME2相继发射升 无论是地基l】4l还是星载设备_1]，使用DOAS反演痕量 空，并采