气溶胶遥感反演研究.ppt

b;;大气中悬浮着的各种固体和液体微粒，尺度在10-4微米到100微米之间。; 自然：尘粒、烟粒、海洋中浪花飞溅的盐粒、花粉、流星飞逝后留下的灰烬，火山尘埃等； 人为：煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。;汽车尾气 （数十米）;EN; 大气中的气溶胶粒子来源较多，大小不同，形状各异。在实际研究中宏观上分析时需要有一个粒子尺度分布函数来描述气溶胶粒子群。; ;1.3 气溶胶化学特性-气溶胶组成;1.3 气溶胶化学特性-气溶胶组成;太阳光在大气气溶胶粒子中传播时，会发生散射和吸收，其中散射又分为反射和投射。;散射相函数用来描述电磁波被介质散射后在各个方向上的强度分布比例。对于球形粒子，可以利用著名的MIE（米散射）理论来计算单个粒子的散射相函数。对于非球形粒子，常用T-Matrix和几何光学理论来计算相函数，或者直接利用仪器观测来得到。; 光波是一种横波，也是一种电磁波。电磁波的波动性质由 Maxwell 方程组来描述，其基本研究对象是矢量波，分别是电场矢量 E 和磁场矢量 H，完整描述它们需要四个参量：波的振幅、波长、位相和偏振。;当电场振动的轨迹是一条直线时，称为线偏振。; 不论是非偏和偏振，当不同波段的入射光线经过气溶胶粒子散射后，在不同方向上的散射分量是不同的。因此当卫星从不同角度观测气溶胶粒子时，得到的不同波段的辐射值是不同的。 ;;; ; ;环境：大气能见度下降，阻碍空中、水面和路面交通 健康：显著提高呼吸道、肺心病以及癌症等疾病的发病率; ;2008年：我国三分之二城市空气气溶胶细粒子浓度超标。;大气校正后的图像效果; ;？; 传统对大颗粒沙尘气溶胶的观测主要依靠地基观测为主，如：AERONET地基站点。但是由于站点密度低且分布离散，因此，利用这种方式对大气污染的监测会受到极大限制。 ;卫星遥感在大气环境质量变化的连续性、空间性和趋势性监测方面具有明显优点。 在不同尺度上反映大气污染物的宏观分布趋势、源汇分布和传输路径，为大气污染的全方位立体监测提供了重要的信息来源。;Huang et al.利用星载激光雷达Calipso产品研究了2007年的一次???尘暴事件。 沙尘从Sahara沙漠传输到墨西哥！; ;灰霾侵袭;; ; ;;1.多波段影像提供更对信息。但因波段间相关性，多波段影像的实际信息量要小于多波段影像总信息量。 2.分辨率越高，信息量越大。然而，上述计算信息量公式，面对不同传感器影像，不同地物等因素，信息量大小不具有普适性，没有一个统一的标准来描述信息量与目标之间的关系。 3.几何场分布信息量与辐射信息量互秩。 ;; 航天遥感技术是面向自然界的、无损的、全程的、全面的探测技术。 航天遥感技术本质上是面向目标特性的时空采样过程，通过在波段、偏振度、时间、空间、角度等维度上的采样，将无限的信息转化成为有限的信息，求解病态方程利用先验知识在有限信息里进行信息获取。 航天遥感是人类认知世界、理解世界的工具，利用航天遥感对自然界的认知经历了发现、识别、确认、理解、评价和预测的过程。;;发现（1-2个像元，1000m MODIS）;识别（10个像元，30m HJ-1A）;确认（20个像元，16m GF）;理解（25个像元，无人机）;在对地物目标发现、识别、确认、理解基础上，对地物目标进行深度理解、判断及预测，揭示地物目标的物理特性及专题特性。; ; ; ; ;中国气溶胶的时空分布分布;灰霾侵袭; ; ; ;灰霾天气下气溶胶细颗粒物的光学厚度POLDER卫星反演结果; ;傅里叶变换说明了非周期的函数可以用正弦函数和/或余弦函数乘以加权函数的积分来表示。如图：; 多源遥感观测是更有效的获取气溶胶特性的手段; ;; ; ; ; ; ;4.3 中国地区气溶胶的特点：来源广泛;4.3 中国地区气溶胶的特点：来源广泛;几乎包含所有已知的气溶胶类型：城市型（碳气溶胶）、大陆型（沙尘气溶胶为主）、海洋型（海盐气溶胶为主）以及霾天（硫酸盐气溶胶和铵盐气溶胶为主）。由于气溶胶成分复杂导致气溶胶的物理化学变化更加复杂，二次气溶胶成为主要的污染物之一。;粒子大小和微观形态复杂：从10nm到1000nm尺度的颗粒物都有出现。;4.3 中国地区气溶胶的特点：组成复杂;黑炭含量高：吸收能力强：黑炭对太阳光有强烈的吸收作用从而成为影响气候变化的重要因素。吸附能力强：黑炭尺度范围为10nm-100nm，其表面可以吸附污染物（SO2、O3）甚至是有毒有害物质如：多环芳烃族，可以导致癌症、畸形、基因突变等（ Streets et al. 2003; Bond et al. 2004）。; ; ; ; ;