基于大气红外探空仪和中分辨率成像光谱仪观测的冰云大气红外辐射特性研究.docx

第３４卷 第９期光学学报Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．９２０１４年９月ＡＣＴＡＯＰＴＩＣＡＳＩＮＩＣＡＳｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１４基于大气红外探空仪和中分辨率成像光谱仪观测的冰云大气红外辐射特性研究曹亚楠１，２魏合理１，３边建４１中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室，安徽合肥２３００３１烄烌２中国科学院大学，北京１０００４９；３中国科学技术大学环境光学学院，安徽合肥２３００３１烆４合肥学院数学与物理系，安徽合肥２３００３１烎摘要利用中分辨率成像光谱仪（ＭＯＤＩＳ）二级云产品、大气红外探空仪（ＡＩＲＳ）二级大气产品和ＡＩＲＳＬ１Ｂ红外高光谱数据，采用通用大气辐射传输（ＣＡＲＴ）模式，选择９μｍ（带宽为１０７０～１１３５ｃｍ－１）、１１．０３μｍ（带宽为８８６～ ９２８ｃｍ－１）和１２．０２μｍ（带宽为８１５～８５０ｃｍ－１）波段对冰云大气顶的亮温进行了模拟与分析。对反演冰云参数和ＭＯＤＩＳ云产品下的模拟亮温分别与 ＡＩＲＳ观测亮温间关系进行了分析与比较 ，并对反演冰云参数下的模拟亮温和ＡＩＲＳ观测亮温的亮温差的概率分布进行了研究 。结果表明 ：基于反演的冰云光学厚度和云顶高度的三波段模拟亮温和ＡＩＲＳ实际观测亮温分布一致，模拟计算和ＡＩＲＳ实际观测亮温间相关系数达０．９８以上。１１．０３μｍ和１２．０２μｍ波段模拟计算和 ＡＩＲＳ 实际观测亮温间亮温差主要分布在 ０～５ Ｋ，９μｍ 波段亮温差主要分布在０～±０．５Ｋ。建立在反演冰云参数基础上的实际大气条件下的大气辐射特性模拟研究具有准确性和可靠性 。关键词大气光学；大气辐射；通用大气辐射传输模式；卫星观测；遥感中图分类号Ｐ３５１．３；Ｐ４０７．６；Ｐ４１２．２７；Ｐ４１３．２＋２文献标识码Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＡＯＳ２０１４３４．０９０１００３ＳｔｕｄｙｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＲａｄｉａｔｉｖｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｔＩｎｆｒａｒｅｄＢａｎｄｓｕｎｄｅｒＩｃｅＣｌｏｕｄｓＢａｓｅｄｏｎＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＩｎｆｒａｒｅｄＳｏｕｎｄｅｒａｎｄＭｏｄｅｒａｔｅＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＩｍａｇｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＣａｏＹａｎａｎ１，２ＷｅｉＨｅｌｉ１，３ＢｉａｎＪｉａｎ４１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄＯｐｔｉｃａｌＲａｄｉａｔｉｏｎ，ＡｎｈｕｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，烄烌ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ２ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ３ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ烆４ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ烎ＡｂｓｔｒａｃｔＣｏｍｂｉｎｅｄａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｒａｄｉａｔｉｖｅｔｒａｎｓｆｅｒ（ＣＡＲＴ）ｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｍｏｄｅｒａｔｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ（ＭＯＤＩＳ）ｌｅｖｅｌ２ｃｌｏｕｄｐｒｏｄｕｃｔｓ，ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｉｎｆｒａｒｅｄｓｏｕｎｄｅｒ（ＡＩＲＳ）ｌｅｖｅｌ２ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄＡＩＲＳＬ１Ｂｐｒｏｄｕｃｔｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｔｔｈｅｔｏｐｏｆｉｃｅｃｌｏｕｄｓａｔｍｏｓｐｈｅｒｅａｔ９μｍ（ｂａｎｄｆｒｏｍ１０７０ｃｍ－１ｔｏ１１３５ｃｍ－１），１１．０３μｍ（ｂａｎｄｆｒｏｍ８８６ｃｍ－１ｔｏ９２８ｃｍ－１）ａｎｄ１２．０２μｍ（ｂａｎｄｆｒｏｍ８１５ｃｍ－１ ｔｏ ８５０ ｃｍ－１ ）ｂａｎｄｓ．Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ＡＩＲＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｗｉｔｈｒｅｔｒｉｅｖｅｄｉｃｅｃｌｏｕｄｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄ ＭＯＤＩＳ ｃｌｏｕｄ ｐ