CN110687020A - 基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置 - Google Patents
基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110687020A CN110687020A CN201911046353.4A CN201911046353A CN110687020A CN 110687020 A CN110687020 A CN 110687020A CN 201911046353 A CN201911046353 A CN 201911046353A CN 110687020 A CN110687020 A CN 110687020A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aerosol
- absorption
- optical
- parameters
- atmospheric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 214
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 170
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 52
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000005427 atmospheric aerosol Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 26
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 18
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 13
- 230000036544 posture Effects 0.000 claims description 10
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 10
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 claims description 10
- 239000005436 troposphere Substances 0.000 claims description 6
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 238000001658 differential optical absorption spectrophotometry Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000004847 absorption spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置，该方法包括：建立大气辐射传输模型；分析并计算O4斜柱浓度对气溶胶光学参数的敏感性；将反演关键参数进行参数化表示获取气溶胶光学参量；将不同大气气溶胶状态代入大气辐射传输模型，模拟O4吸收强度并建立查找表；搭建能够全天空观测的地基被动差分吸收光学***；获取大气中全天空不同角度的实际散射光谱，并进行被动差分吸收光谱拟合，测量实际的O4吸收强度；将实际测量结果与模拟结果进行最小二乘拟合，并进行反演。本发明获得气溶胶非对称因子、单次散射反照率，实现不需要绝对光强的前提下对大气消光的测量，避免气溶胶水平不均匀性和垂直分布差异引入的误差。
Description
技术领域
本发明涉及大气气溶胶观测技术领域的一种测量方法，尤其涉及一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，还涉及应用该测量方法的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量装置。
背景技术
大气气溶胶是地球大气***的重要组成部分，气溶胶颗粒能够通过散射和吸收作用影响地球大气辐射收支，最终影响全球气候。由于对流层气溶胶存在时间长并且变化明显，在区域尺度上会产生十分明显的辐射强迫变化。大气中气溶胶种类不同，加之不同区域气溶胶受其粒子的光学特性、该区域地表反照率、水汽含量和气溶胶廓线影响，因此气溶胶辐射强迫具有较大的不确定性并一直是气候研究的难点。由于这种不确定性很大程度上来自于气溶胶的组成、光学性质等，因此对这些方面进行研究已经成为研究气溶胶对气候和环境影响的关键内容。
大气气溶胶对大气辐射和地球气候***具有重要作用，为研究其气候效应，必须了解气溶胶粒子的光学特性，但是研究过程十分繁琐。由于O4在大气中浓度基本不变且浓度随高度呈指数形式衰减，因此观测到的O4吸收主要由吸收路径决定，而大气气溶胶性质对光子路径有决定影响，因此可以通过观测多个仰角的O4吸收反演获取气溶胶光学厚度和廓线信息。近年来，现有的被动差分吸收光谱技术开始利用MAX-DOAS观测的大气Ring效应反演气溶胶和云的光学特性，然而这种方法也具有一定缺陷：一方面，计算Ring效应的大气辐射传输模型较少且十分耗时；另一方面，大气Ring效应在光学厚度中所占比例较小，在反演过程中易受其他气体影响，部分参数不能获取(如气溶胶非对称因子、单次散射反照率)。
发明内容
为解决目前的测量方法难以获得气溶胶非对称因子、单次散射反照率等光学特性的技术问题，本发明提供一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置。
本发明采用以下技术方案实现：一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其用于测量大气气溶胶的光学特性，其包括以下步骤：
选择观测参数以及气溶胶光学参数，以建立大气辐射传输模型；
通过所述大气辐射传输模型，分析并计算O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对所述气溶胶光学参数的敏感性，以确定所述气溶胶光学参数中的反演关键参数，并选择相应的测量方式；
将所述反演关键参数进行参数化表示，以获取相应的气溶胶光学参量；
先通过不同的所述气溶胶光学参量获取不同的大气气溶胶状态，再将不同大气气溶胶状态代入所述大气辐射传输模型，以模拟出差分大气质量因子形式的O4吸收强度并建立查找表；
根据所述反演关键参数及所述测量方式，搭建能够全天空观测的地基被动差分吸收光学***；
通过所述地基被动差分吸收光学***获取大气中全天空不同角度的实际散射光谱，并对所述实际散射光谱进行被动差分吸收光谱拟合，以测量实际的差分大气质量因子形式的O4吸收强度；
将O4吸收强度的实际测量结果与所述查找表中的模拟结果进行最小二乘拟合，并进行反演以获取符合一个预设真实大气条件的气溶胶光学特性。
本发明通过先建立大气辐射传输模型，再分析O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对所述气溶胶光学参数的敏感性，进而确定反演关键参数，然后进行参数化表示，最后在大气辐射传输模型中进行模拟以获得模拟结果，另外，通过搭建地基被动差分吸收光学***以进行实际测量，并将实际测量结果与模拟结果进行最小二乘拟合，根据拟合结果进行反演以获取符合真实大气条件的气溶胶光学特性，解决了目前的测量方法难以获得气溶胶非对称因子、单次散射反照率等光学特性的技术问题，得到了在不需要绝对光强的前提下对大气消光的测量，且避免了气溶胶水平不均匀性和垂直分布差异引入的误差，实现了全天空不同角度观测，可实现气溶胶光学参量的实时准确获取，而且为估算气溶胶辐射强迫提供更准确的数据支撑，并为大气模式研究提供了更准确的输入参数的技术效果。
作为上述方案的进一步改进，所述气溶胶光学特性包括气溶胶单次散射反照率ssa和非对称因子g；最小二乘拟合的代价函数的最小化公式为：
其中，Measα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的测量值，Simα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的模拟值，σ(Measα)为测量值Measα的误差。
作为上述方案的进一步改进，差分大气质量因子形式的O4吸收强度的表示公式为：
式中，dSCD表示O4的差分斜柱浓度，VCD表示大气中的总柱浓度。
作为上述方案的进一步改进，所述反演关键参数的确定方法包括以下步骤：
(1)选取所述气溶胶光学参数中影响O4吸收强度的至少两种观测参数；
(2)分别计算至少两种观测参数所对应的扫描模式下O4吸收强度对不同含量的气溶胶的区分度并进行比较；
(3)将对应较大的区分度的至少一个观测参数定义为至少一个反演关键参数。
作为上述方案的进一步改进，反演获取所述气溶胶光学特性的方法包括以下步骤：
判断最小二乘拟合中代价函数的最小化随机变量是否位于所述实际测量结果的测量值与所述模拟结果的模拟值的预置自由度取值范围内；
在所述最小化随机变量未位于所述自由度取值范围内时，根据所述测量值与所述模拟值的差值重新选择所述气溶胶光学参数并反复迭代直至所述最小化随机变量位于所述自由度取值范围内；
在所述最小化随机变量位于所述自由度取值范围内时，实时获取相应的气溶胶光学特性。
作为上述方案的进一步改进，所述地基被动差分吸收光学***为地基二维多轴差分***光谱***，并包括望远镜、二维转动平台、光纤束、光谱仪、保温盒、倾角仪以及电子罗盘；望远镜用于接收太阳散射光，并将处理后的光束经过光纤束输送至光谱仪；望远镜通过二维转动平台实现高度角范围为-度和方位角范围为-度扫描观测；光谱仪设置在保温盒中，并用于采集所述光束以获取所述实际散射光谱；倾角仪用于显示望远镜的仰角，所述电子罗盘用于显示望远镜的方位角。
作为上述方案的进一步改进，定义在大气中边界层内气溶胶在垂直方向上均匀分布，在边界层以上的自由对流层中气溶胶随高度升高呈指数衰减；所述气溶胶光学参量包括气溶胶廓线，所述气溶胶廓线通过气溶胶光学厚度t、边界层高度h、边界层内气溶胶所占权重w表示，且参量化公式为：
式中，A为指数函数的归一化常数，β为自由对流层高度；
最小二乘拟合的代价函数的最小化公式为：
其中，Measα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的测量值，Simα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的模拟值，σ(Measα)为测量值Measα的误差。
进一步地，所述气溶胶廓线的参量化公式为：
式中，Ht为大气中对流层的高度。
作为上述方案的进一步改进，所述观测参数包括太阳天顶角、方位角，观测仰角、方位角；所述气溶胶光学参数包括气溶胶光学厚度、单次散射反照率、非对称因子、气溶胶边界层高度以及气溶胶廓线线型；
所述查找表中的参量包括太阳天顶角、太阳相对方位角、单次散射反照率、非对称因子、地表反射率、模型中光子数量、光子厚度、盒子型权重、盒子型高度、自由对流层高度β、痕量气体廓线、波长、仰角、模型中气体名。
本发明还提供一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量装置，其应用上述任意所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其包括：
模型建立模块，其用于选择观测参数以及气溶胶光学参数，以建立大气辐射传输模型；
敏感性分析模块，其用于通过所述大气辐射传输模型，分析并计算O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对所述气溶胶光学参数的敏感性，以确定所述气溶胶光学参数中的反演关键参数，并选择相应的测量方式；
参量化模块，其用于将所述反演关键参数进行参数化表示，以获取相应的气溶胶光学参量；
模拟模块，其用于先通过不同的所述气溶胶光学参量获取不同的大气气溶胶状态，再将不同大气气溶胶状态代入所述大气辐射传输模型，以模拟出差分大气质量因子形式的O4吸收强度并建立查找表；
***搭建模块，其用于根据所述反演关键参数及所述测量方式，搭建能够全天空观测的地基被动差分吸收光学***；其中，所述地基被动差分吸收光学***包括望远镜、二维转动平台、光纤束、光谱仪、保温盒、倾角仪以及电子罗盘；望远镜用于接收太阳散射光，并将处理后的光束经过光纤束输送至光谱仪；望远镜通过二维转动平台实现高度角范围为0-90度和方位角范围为0-360度扫描观测；光谱仪设置在保温盒中，并用于采集所述光束以获取所述实际散射光谱；倾角仪用于显示望远镜的仰角，所述电子罗盘用于显示望远镜的方位角；
测量模块，其用于通过所述地基被动差分吸收光学***获取大气中全天空不同角度的实际散射光谱，并对所述实际散射光谱进行被动差分吸收光谱拟合，以测量实际的差分大气质量因子形式的O4吸收强度；以及
对比拟合模块，其用于将O4吸收强度的实际测量结果与所述查找表中的模拟结果进行最小二乘拟合，并进行反演以获取一个预设符合真实大气条件的气溶胶光学特性。
相较于现有的气溶胶光学参量的测量方法，本发明的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置，其具有以下有益效果：
1、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其首先建立大气辐射传输模型，其次分析O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对所述气溶胶光学参数的敏感性，进而确定反演关键参数，然后进行参数化表示，再然后在大气辐射传输模型中进行模拟以获得模拟结果，最后通过搭建地基被动差分吸收光学***以进行实际测量，并将实际测量结果与模拟结果进行最小二乘拟合，根据拟合结果进行反演以获取符合真实大气条件的气溶胶光学特性，尤其是可以获得目前的测量方法难以获得的气溶胶非对称因子、单次散射反照率，而气溶胶非对称因子、单次散射反照率决定了气溶胶粒子的前向散射特性以及散射消光在总消光中所占比重，这样有助于对不同类型气溶胶进行区分和进一步研究。而且，本发明利用地基被动差分吸收光谱技术观测O4吸收反演气溶胶光学特性具有巨大的应用潜力，而且采用O4吸收反演获取气溶胶光学特性可以获取更多的气溶胶参量，同时反演更为稳定、快速，不仅可以增强人们对气溶胶光学特性的认识，还可以为模式提供准确的参数输入，对于认清气溶胶对全球气候作用、找出全球变暖成因以及大气化学研究都具有重要意义。
2、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，通过辐射传输模型与实际观测相结合进行测量，一方面探索O4吸收在不同大气条件以及观测姿态下对气溶胶光学参数的敏感性，分析确定反演关键参数和最佳测量方法，从而后续建立稳定、快速、准确的反演方案，另一方面搭建能实现全天空不同角度测量的地基二维多轴差分***光谱***，结合辐射传输模型和迭代优化来获得更多并且更为准确的气溶胶光学参数。
3、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，以DOAS遥感技术为基础，结合二维多轴技术，提出基于二维多轴DOAS技术的气溶胶光学参量反演的新方法，实现了在不需要绝对光强的前提下对大气消光的测量，且避免了气溶胶水平不均匀性和垂直分布差异引入的误差，二维多轴的设计，实现了全天空不同角度观测，使该技术具有更加广阔的应用空间。
4、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，针对O4气体在大气中分布基本不变，其吸收强度主要依赖于光子传输路径和散射过程的特点，建立了多气溶胶光学参量同时反演的模型，进而同时精确获取多个气溶胶光学参量。而且，该测量方法可以应用于大气气溶胶实时观测中，可以研究地区气溶胶的来源、演变和转化，为准确估算辐射强迫提供更准确的观测数据，并为大气模式研究提供了更准确的输入参数，为治理城市大气污染，研究气溶胶对环境和气候的影响提供数据支持。
附图说明
图1为本发明实施例1的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法的流程图；
图2为图1所示的测量方法的总体研究思路示意图；
图3为图1所示的测量方法的O4吸收强度的敏感性分析示意图；
图4为图1所示的测量方法在俯仰角观测方式下O4吸收对AOD的敏感性分析示意图；
图5为图1所示的测量方法在方位角观测方式下O4吸收对AOD的敏感性分析示意图；
图6为图1所示的测量方法中O4吸收对非对称因子(g)的敏感性分析示意图；
图7为图1所示的测量方法中O4吸收对单次散射反照率(ssa)的敏感性分析示意图；
图8为图1所示的测量方法中的反演气溶胶光学参数的算法示意图；
图9为本发明实施例3的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法所搭建的地基被动差分吸收光学***的结构示意图；
图10为本发明实施例4的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法中外场观测结果与对比实验分析图。
符号说明：
1 望远镜 4 光谱仪
2 二维转动平台 5 保温盒
3 光纤束 6 倾角仪
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1以及图2，本实施例提供了一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，该测量方法用于测量大气气溶胶的光学特性。本实施例的测量方法为基于被动差分吸收光谱仪观测的O4吸收研究气溶胶非对称因子和单次散射反照率的测量方法，其包括以下步骤(步骤一至步骤七)。
步骤一、选择观测参数以及气溶胶光学参数，以建立大气辐射传输模型(McArtim)。本实施例中所选择的观测参数包括太阳天顶角、方位角，观测仰角、方位角，并且气溶胶光学参数可以包括气溶胶光学厚度、单次散射反照率、非对称因子、气溶胶边界层高度以及气溶胶廓线线型。
步骤二、通过大气辐射传输模型(McArtim)，分析并计算O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对气溶胶光学参数的敏感性，以确定气溶胶光学参数中的反演关键参数，并选择相应的测量方式。请参阅图3，在本实施例中，在敏感度分析中使用McArtim来计算，它的输入参数包括：压强和温度廓线，地面或云的反照率，气溶胶消光系数廓线和气溶胶散射非对称因子，还包括如臭氧等气体的廓线。由于O4吸收随仰角、太阳天顶角或相对方位角、气溶胶参数(包括AOD、非对称因子、单次散射反照率、非对称因子、消光系数)等变化，因此进行精确计算时必须考虑这些参数的影响。在敏感性分析中假设各种观测几何和多种气溶胶情况，利用McArtim来定性的分析O4吸收与仰角、太阳天顶角、太阳方位角和气溶胶各参数之间的关系。故，本实施例中反演关键参数的确定方法包括以下步骤：
(1)选取气溶胶光学参数中影响O4吸收强度的至少两种观测参数；
(2)分别计算至少两种观测参数所对应的扫描模式下O4吸收强度对不同含量的气溶胶的区分度并进行比较；
(3)将对应较大的区分度的至少一个观测参数定义为至少一个反演关键参数。
为确定最佳测量方式，以气溶胶光学厚度(对O4吸收影响最大)为例，在俯仰角和方位角两种扫描模式下研究了O4吸收强度对气溶胶参量的敏感性。如图4所示，通过对比可以发现在俯仰角测量模式下，在中低气溶胶条件下不同仰角O4吸收强度对气溶胶变化不敏感且各仰角测量结果差别不明显；如图5所示，在方位角扫描模式下，O4吸收强度对不同含量气溶胶区分明显，因此在测量中选取多方位角测量模式。此外，在多方位角扫描过程中，增加的方位角可以提供更多的有效观测结果，增加准确性。通过O4吸收强度的敏感性分析，可以找出合适的观测姿态和相关反演参量，制定合适的测量方法和反演方案。
请参阅图6以及图7，敏感性研究表明，在方位角扫描模式下，O4吸收强度对不同非对称因子和单次散射反照率都具有较好的区分能力，因此选择利用方位角扫描观测方式进行外场实验。
步骤三、将反演关键参数进行参数化表示，以获取相应的气溶胶光学参量。在本实施例中，通过不同状态下的灵敏度分析确定了反演关键参量后，可用参数化的方式表示气溶胶光学参量(廓线及其他参数)。定义在大气中边界层内气溶胶在垂直方向上均匀分布，在边界层以上的自由对流层中气溶胶随高度升高呈指数衰减。气溶胶光学参量包括气溶胶廓线，因此，气溶胶廓线通过气溶胶光学厚度t、边界层高度h、边界层内气溶胶所占权重w表示，且参量化公式为：
式中，A为指数函数的归一化常数，β为自由对流层高度。
步骤四、先通过不同的气溶胶光学参量获取不同的大气气溶胶状态，再将不同大气气溶胶状态代入大气辐射传输模型，以模拟出差分大气质量因子形式的O4吸收强度并建立查找表。在本实施例中，为了提高大气辐射传输模型计算效率，采用对关注波段取中心波长，利用该波长下的O4吸收强度表示整个波段中O4吸收强度。差分大气质量因子形式的O4吸收强度的表示公式为：
式中，dAMF表示O4吸收强度用差分大气质量因子表示的形式，dSCD表示O4的差分斜柱浓度，VCD表示大气中的总柱浓度。敏感性研究表明，方位角扫描模式下，O4吸收强度对不同非对称因子和单次散射反照率都具有较好的区分能力，因此选择利用方位角扫描观测方式进行外场实验。
这里需要说明的是，本实施例的查找表中的参量包括太阳天顶角、太阳相对方位角、单次散射反照率、非对称因子、地表反射率、模型中光子数量、光子厚度、盒子型权重、盒子型高度、自由对流层高度β、痕量气体廓线、波长、仰角、模型中气体名，具体可见下表。
表1查找表的建表参数表
步骤五、根据反演关键参数及测量方式，搭建能够全天空观测的地基被动差分吸收光学***。在本实施例中，根据多方位角和多高度角的扫描要求，基于现有的固定方位角的地基多轴差分吸收光学***，增加多方位角扫描功能、改进望远镜获取更小的视场角以及增加精准的角度扫描控制机构。根据灵敏度分析确定的***关键参数和测量方式，对现有的地基被动DOAS***需要进行以下改进：第一要实现多方位角测量；第二由于直射光入射望远镜内会导致O4吸收强度偏低，因此***设计中需要将望远镜视场角减小，此外还可以通过改变仪器放置地点减少直射太阳光的影响；第三要精准的角度扫描控制机构。
步骤六、通过地基被动差分吸收光学***获取大气中全天空不同角度的实际散射光谱，并对实际散射光谱进行被动差分吸收光谱拟合，以测量实际的差分大气质量因子形式的O4吸收强度。在本实施例中，根据O4探测的多方位角扫描要求，采用二维MAX-DOAS测量***。结合角度传感器和二维扫描电机，对测量仰角和方位角进行精准控制和跟踪，实现全天空不同角度光谱的准确获取。
步骤七、将O4吸收强度的实际测量结果与查找表中的模拟结果进行最小二乘拟合，并进行反演以获取符合真实大气条件的气溶胶光学特性。请参阅图8，本实施例中反演获取气溶胶光学特性的方法包括以下步骤：
(a)判断最小二乘拟合中代价函数的最小化随机变量是否位于实际测量结果的测量值与模拟结果的模拟值的预置自由度取值范围内；
(b)在最小化随机变量未位于自由度取值范围内时，根据测量值与模拟值的差值重新选择气溶胶光学参数并反复迭代直至最小化随机变量位于自由度取值范围内；即：每次判断的结果为最小化随机变量未位于自由度取值范围内时，则直接迭代至步骤一中；
(c)在最小化随机变量位于自由度取值范围内时，实时获取相应的气溶胶光学特性。
在一些实施例中，气溶胶光学特性包括气溶胶单次散射反照率ssa和非对称因子g；最小二乘拟合的代价函数的最小化公式为：
其中，Measα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的测量值，Simα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的模拟值，σ(Measα)为测量值Measα的误差。
在另一些实施例中，最小二乘拟合的代价函数的最小化公式则为：
综上所述，相较于现有的测量方法，本实施例的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法具有以下优点：
1、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其首先建立大气辐射传输模型，其次分析O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对气溶胶光学参数的敏感性，进而确定反演关键参数，然后进行参数化表示，再然后在大气辐射传输模型中进行模拟以获得模拟结果，最后通过搭建地基被动差分吸收光学***以进行实际测量，并将实际测量结果与模拟结果进行最小二乘拟合，根据拟合结果进行反演以获取符合真实大气条件的气溶胶光学特性，尤其是可以获得目前的测量方法难以获得的气溶胶非对称因子、单次散射反照率，而气溶胶非对称因子、单次散射反照率决定了气溶胶粒子的前向散射特性以及散射消光在总消光中所占比重，这样有助于对不同类型气溶胶进行区分和进一步研究。而且，本实施例利用地基被动差分吸收光谱技术观测O4吸收反演气溶胶光学特性具有巨大的应用潜力，而且采用O4吸收反演获取气溶胶光学特性可以获取更多的气溶胶参量，同时反演更为稳定、快速，不仅可以增强人们对气溶胶光学特性的认识，还可以为模式提供准确的参数输入，对于认清气溶胶对全球气候作用、找出全球变暖成因以及大气化学研究都具有重要意义。
2、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，通过辐射传输模型与实际观测相结合进行测量，一方面探索O4吸收在不同大气条件以及观测姿态下对气溶胶光学参数的敏感性，分析确定反演关键参数和最佳测量方法，从而后续建立稳定、快速、准确的反演方案，另一方面搭建能实现全天空不同角度测量的地基二维多轴差分***光谱***，结合辐射传输模型和迭代优化来获得更多并且更为准确的气溶胶光学参数。
3、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，以DOAS遥感技术为基础，结合二维多轴技术，提出基于二维多轴DOAS技术的气溶胶光学参量反演的新方法，实现了在不需要绝对光强的前提下对大气消光的测量，且避免了气溶胶水平不均匀性和垂直分布差异引入的误差，二维多轴的设计，实现了全天空不同角度观测，使该技术具有更加广阔的应用空间。
4、该基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，针对O4气体在大气中分布基本不变，其吸收强度主要依赖于光子传输路径和散射过程的特点，建立了多气溶胶光学参量同时反演的模型，进而同时精确获取多个气溶胶光学参量。而且，该测量方法可以应用于大气气溶胶实时观测中，可以研究地区气溶胶的来源、演变和转化，为准确估算辐射强迫提供更准确的观测数据，并为大气模式研究提供了更准确的输入参数，为治理城市大气污染，研究气溶胶对环境和气候的影响提供数据支持。
实施例2
本实施例提供了一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，该测量方法在实施例1的基础上对气溶胶廓线的参量化公式进行进一步细化。在本实施例中，因为大部分的气溶胶位于边界层内，所以气溶胶的消光对β不灵敏，在此假设为一常数5km。此外，设置对流层整个高度为15km，则有：
通过上式即可解出A的值，气溶胶廓线最终可表示为：
当然，在其他一些实施例中，气溶胶廓线的参量化公式为：
式中，Ht为大气中对流层的高度。
实施例3
请参阅图9，本实施例提供了一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其与实施例1的测量方法相似，区别在于本实施例的地基被动差分吸收光学***为地基二维多轴差分***光谱***(二维MAX-DOAS)，而且包括望远镜1、二维转动平台2、光纤束3、光谱仪4、保温盒5、倾角仪6以及电子罗盘。望远镜1用于接收太阳散射光，并将处理后的光束经过光纤束3输送至光谱仪4。望远镜1通过二维转动平台2实现高度角范围为0-90度和方位角范围为0-360度扫描观测。光谱仪4设置在保温盒5中，并用于采集光束以获取实际散射光谱。倾角仪6用于显示望远镜1的仰角，电子罗盘用于显示望远镜1的方位角。其中，二维转动平台2搭载望远镜1等设备置于室外，光谱仪4等放在室内并通过温控装置减少温度改变对测量光谱的影响。本实施例可以通过扣除背景光谱，对光谱中的偏置电流等进行修正，进一步提高信噪比。
实施例4
请参阅图10，本实施例提供了一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其在实施例1的基础上增加以下步骤。
在实施例1的基础上，选择合适的观测地点(可以为多个观测地)，根据敏感性分析确定的测量方法开展外场观测实验，同时也可考虑相对亮度等，反演获取气溶胶光学特性(光学厚度、气溶胶廓线、非对称因子、单次散射反照率)，并与其它仪器结果进行对比验证，对测量方式和算法进一步优化改进。
实施例5
本实施例提供了一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量装置，其应用实施例1-4中所提供的任意一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法。其中，该测量装置包括模型建立模块、敏感性分析模块、参量化模块、模拟模块、***搭建模块、测量模块以及对比拟合模块。
模型建立模块用于选择观测参数以及气溶胶光学参数，以建立大气辐射传输模型。敏感性分析模块用于通过大气辐射传输模型，分析并计算O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对气溶胶光学参数的敏感性，以确定气溶胶光学参数中的反演关键参数，并选择相应的测量方式。参量化模块用于将反演关键参数进行参数化表示，以获取相应的气溶胶光学参量。模拟模块用于先通过不同的气溶胶光学参量获取不同的大气气溶胶状态，再将不同大气气溶胶状态代入大气辐射传输模型，以模拟出差分大气质量因子形式的O4吸收强度并建立查找表。
请继续参阅图9，***搭建模块用于根据反演关键参数及测量方式，搭建能够全天空观测的地基被动差分吸收光学***。其中，地基被动差分吸收光学***包括望远镜1、二维转动平台2、光纤束3、光谱仪4、保温盒5、倾角仪6以及电子罗盘。望远镜1用于接收太阳散射光，并将处理后的光束经过光纤束3输送至光谱仪4。望远镜1通过二维转动平台2实现高度角范围为0-90度和方位角范围为0-360度扫描观测。光谱仪4设置在保温盒5中，并用于采集光束以获取实际散射光谱。倾角仪6用于显示望远镜1的仰角，电子罗盘用于显示望远镜1的方位角。
测量模块用于通过地基被动差分吸收光学***获取大气中全天空不同角度的实际散射光谱，并对实际散射光谱进行被动差分吸收光谱拟合，以测量实际的差分大气质量因子形式的O4吸收强度。对比拟合模块用于将O4吸收强度的实际测量结果与查找表中的模拟结果进行最小二乘拟合，并进行反演以获取符合真实大气条件的气溶胶光学特性。
实施例6
本实施例提供了一种计算机终端，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现实施例1的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法的步骤。
实施例1的测量方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成独立运行的程序，安装在计算机终端上，计算机终端可以是电脑、智能手机、控制***以及其他物联网设备等。实施例1的测量方法也可以设计成嵌入式运行的程序，安装在计算机终端上，如安装在单片机上。
实施例7
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时，实现实施例1的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法的步骤。
实施例1的测量方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序，计算机可读存储介质可以是U盘，设计成U盾，通过U盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其用于测量大气气溶胶的光学特性，其特征在于，其包括以下步骤：
选择观测参数以及气溶胶光学参数，以建立大气辐射传输模型；
通过所述大气辐射传输模型，分析并计算O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对所述气溶胶光学参数的敏感性，以确定所述气溶胶光学参数中的反演关键参数，并选择相应的测量方式；
将所述反演关键参数进行参数化表示，以获取相应的气溶胶光学参量；
先通过不同的所述气溶胶光学参量获取不同的大气气溶胶状态，再将不同大气气溶胶状态代入所述大气辐射传输模型，以模拟出差分大气质量因子形式的O4吸收强度并建立查找表；
根据所述反演关键参数及所述测量方式，搭建能够全天空观测的地基被动差分吸收光学***；
通过所述地基被动差分吸收光学***获取大气中全天空不同角度的实际散射光谱，并对所述实际散射光谱进行被动差分吸收光谱拟合，以测量实际的差分大气质量因子形式的O4吸收强度；
将O4吸收强度的实际测量结果与所述查找表中的模拟结果进行最小二乘拟合，并进行反演以获取符合一个预设真实大气条件的气溶胶光学特性。
2.如权利要求1所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，所述气溶胶光学特性包括气溶胶单次散射反照率ssa和非对称因子g；最小二乘拟合的代价函数的最小化公式为：
其中，Measα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的测量值，Simα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的模拟值，σ(Measα)为测量值Measα的误差。
3.如权利要求1所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，差分大气质量因子形式的O4吸收强度的表示公式为：
式中，dSCD表示O4的差分斜柱浓度，VCD表示大气中的总柱浓度。
4.如权利要求1所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，所述反演关键参数的确定方法包括以下步骤：
(1)选取所述气溶胶光学参数中影响O4吸收强度的至少两种观测参数；
(2)分别计算至少两种观测参数所对应的扫描模式下O4吸收强度对不同含量的气溶胶的区分度并进行比较；
(3)将对应较大的区分度的至少一个观测参数定义为至少一个反演关键参数。
5.如权利要求1所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，反演获取所述气溶胶光学特性的方法包括以下步骤：
判断最小二乘拟合中代价函数的最小化随机变量是否位于所述实际测量结果的测量值与所述模拟结果的模拟值的预置自由度取值范围内；
在所述最小化随机变量未位于所述自由度取值范围内时，根据所述测量值与所述模拟值的差值重新选择所述气溶胶光学参数并反复迭代直至所述最小化随机变量位于所述自由度取值范围内；
在所述最小化随机变量位于所述自由度取值范围内时，实时获取相应的气溶胶光学特性。
6.如权利要求1所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，所述地基被动差分吸收光学***为地基二维多轴差分***光谱***，并包括望远镜(1)、二维转动平台(2)、光纤束(3)、光谱仪(4)、保温盒(5)、倾角仪(6)以及电子罗盘；望远镜(1)用于接收太阳散射光，并将处理后的光束经过光纤束(3)输送至光谱仪(4)；望远镜(1)通过二维转动平台(2)实现高度角范围为0-90度和方位角范围为0-360度扫描观测；光谱仪(4)设置在保温盒(5)中，并用于采集所述光束以获取所述实际散射光谱；倾角仪(6)用于显示望远镜(1)的仰角，所述电子罗盘用于显示望远镜(1)的方位角。
7.如权利要求1所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，定义在大气中边界层内气溶胶在垂直方向上均匀分布，在边界层以上的自由对流层中气溶胶随高度升高呈指数衰减；所述气溶胶光学参量包括气溶胶廓线，所述气溶胶廓线通过气溶胶光学厚度t、边界层高度h、边界层内气溶胶所占权重w表示，且参量化公式为：
式中，A为指数函数的归一化常数，β为自由对流层高度；
最小二乘拟合的代价函数的最小化公式为：
其中，Measα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的测量值，Simα为在α角度下差分大气质量因子形式的O4吸收强度的模拟值，σ(Measα)为测量值Measα的误差。
8.如权利要求7所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，所述气溶胶廓线的参量化公式为：
式中，Ht为大气中对流层的高度。
9.如权利要求1所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，所述观测参数包括太阳天顶角、方位角，观测仰角、方位角；所述气溶胶光学参数包括气溶胶光学厚度、单次散射反照率、非对称因子、气溶胶边界层高度以及气溶胶廓线线型；
所述查找表中的参量包括太阳天顶角、太阳相对方位角、单次散射反照率、非对称因子、地表反射率、模型中光子数量、光子厚度、盒子型权重、盒子型高度、自由对流层高度β、痕量气体廓线、波长、仰角、模型中气体名。
10.一种基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量装置，其应用如权利要求1-9中任意一项所述的基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法，其特征在于，其包括：
模型建立模块，其用于选择观测参数以及气溶胶光学参数，以建立大气辐射传输模型；
敏感性分析模块，其用于通过所述大气辐射传输模型，分析并计算O4斜柱浓度在不同大气状态和观测姿态下对所述气溶胶光学参数的敏感性，以确定所述气溶胶光学参数中的反演关键参数，并选择相应的测量方式；
参量化模块，其用于将所述反演关键参数进行参数化表示，以获取相应的气溶胶光学参量；
模拟模块，其用于先通过不同的所述气溶胶光学参量获取不同的大气气溶胶状态，再将不同大气气溶胶状态代入所述大气辐射传输模型，以模拟出差分大气质量因子形式的O4吸收强度并建立查找表；
***搭建模块，其用于根据所述反演关键参数及所述测量方式，搭建能够全天空观测的地基被动差分吸收光学***；其中，所述地基被动差分吸收光学***包括望远镜(1)、二维转动平台(2)、光纤束(3)、光谱仪(4)、保温盒(5)、倾角仪(6)以及电子罗盘；望远镜(1)用于接收太阳散射光，并将处理后的光束经过光纤束(3)输送至光谱仪(4)；望远镜(1)通过二维转动平台(2)实现高度角范围为0-90度和方位角范围为0-360度扫描观测；光谱仪(4)设置在保温盒(5)中，并用于采集所述光束以获取所述实际散射光谱；倾角仪(6)用于显示望远镜(1)的仰角，所述电子罗盘用于显示望远镜(1)的方位角；
测量模块，其用于通过所述地基被动差分吸收光学***获取大气中全天空不同角度的实际散射光谱，并对所述实际散射光谱进行被动差分吸收光谱拟合，以测量实际的差分大气质量因子形式的O4吸收强度；以及
对比拟合模块，其用于将O4吸收强度的实际测量结果与所述查找表中的模拟结果进行最小二乘拟合，并进行反演以获取符合一个预设真实大气条件的气溶胶光学特性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911046353.4A CN110687020B (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911046353.4A CN110687020B (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110687020A true CN110687020A (zh) | 2020-01-14 |
| CN110687020B CN110687020B (zh) | 2023-11-07 |
Family
ID=69114851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911046353.4A Active CN110687020B (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110687020B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113552081A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-26 | 中国科学技术大学 | 一种基于超高光谱遥感无盲区臭氧垂直分布的遥测*** |
| US20210389290A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | Chinese Research Academy Of Environmental Sciences | Intelligent Monitoring and Analysis Method for Air Pollution and Device Thereof |
| CN114295574A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-08 | 中国科学技术大学 | 基于超光谱遥感的大气污染物水平分布反演方法 |
| CN114324206A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-12 | 复旦大学 | 基于被动多轴差分吸收光谱技术的天空条件分类方法 |
| CN116466368A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-07-21 | 成都远望科技有限责任公司 | 基于激光雷达和卫星资料的沙尘消光系数廓线估算方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735632A (zh) * | 2012-06-26 | 2012-10-17 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 利用天空散射光测量大气污染气体水平分布和近地面竖直分布的装置及方法 |
| CN103234942A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-08-07 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 利用天空散射光测量大气水平能见度的方法及装置 |
| CN108519340A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-11 | 刘诚 | 一种卫星遥感污染气体柱浓度时空分布反演算法 |
| CN108872093A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-11-23 | 复旦大学 | 基于被动遥感的o4吸收校正及气溶胶消光廓线反演方法 |
| CN108918436A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-30 | 刘诚 | 基于max-doas对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法 |
-
2019
- 2019-10-30 CN CN201911046353.4A patent/CN110687020B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735632A (zh) * | 2012-06-26 | 2012-10-17 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 利用天空散射光测量大气污染气体水平分布和近地面竖直分布的装置及方法 |
| CN103234942A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-08-07 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 利用天空散射光测量大气水平能见度的方法及装置 |
| CN108519340A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-11 | 刘诚 | 一种卫星遥感污染气体柱浓度时空分布反演算法 |
| CN108872093A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-11-23 | 复旦大学 | 基于被动遥感的o4吸收校正及气溶胶消光廓线反演方法 |
| CN108918436A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-30 | 刘诚 | 基于max-doas对气溶胶及痕量污染气体的垂直廓线反演算法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| WONEI CHOI 等: "Effects of spatiotemporal O4 column densities and temperature-dependent O4 absorption cross-section on an aerosol effective height retrieval algorithm using the O4 air mass factor from the ozone monitoring instrument", 《REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT》 * |
| 吴丰成 等: "基于多轴差分吸收光谱技术的查找表法反演气溶胶消光廓线研究", 《光学学报》 * |
| 王杨 等: "多轴差分吸收光谱技术反演气溶胶消光系数垂直廓线", 《物理学报》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210389290A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | Chinese Research Academy Of Environmental Sciences | Intelligent Monitoring and Analysis Method for Air Pollution and Device Thereof |
| CN113552081A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-26 | 中国科学技术大学 | 一种基于超高光谱遥感无盲区臭氧垂直分布的遥测*** |
| CN113552081B (zh) * | 2021-07-06 | 2022-04-12 | 中国科学技术大学 | 一种基于超高光谱遥感无盲区臭氧垂直分布的遥测*** |
| CN114295574A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-08 | 中国科学技术大学 | 基于超光谱遥感的大气污染物水平分布反演方法 |
| CN114324206A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-12 | 复旦大学 | 基于被动多轴差分吸收光谱技术的天空条件分类方法 |
| CN114324206B (zh) * | 2021-12-18 | 2024-01-16 | 复旦大学 | 基于被动多轴差分吸收光谱技术的天空条件分类方法 |
| CN116466368A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-07-21 | 成都远望科技有限责任公司 | 基于激光雷达和卫星资料的沙尘消光系数廓线估算方法 |
| CN116466368B (zh) * | 2023-06-16 | 2023-08-22 | 成都远望科技有限责任公司 | 基于激光雷达和卫星资料的沙尘消光系数廓线估算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110687020B (zh) | 2023-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110687020B (zh) | 基于四聚氧吸收反演气溶胶光学特性的测量方法及其装置 | |
| Shabanov et al. | Effect of foliage spatial heterogeneity in the MODIS LAI and FPAR algorithm over broadleaf forests | |
| Hase et al. | Application of portable FTIR spectrometers for detecting greenhouse gas emissions of the major city Berlin | |
| Dufour et al. | Spaceborne estimate of atmospheric CO 2 column by use of the differential absorption method: error analysis | |
| Washenfelder et al. | Carbon dioxide column abundances at the Wisconsin Tall Tower site | |
| Connor et al. | Orbiting Carbon Observatory: Inverse method and prospective error analysis | |
| CN106526614B (zh) | 一种优化激光雷达探测大气成分谱线分析的方法 | |
| CN111579504B (zh) | 基于光学遥感的大气污染成分垂直分布反演方法 | |
| CN110058258B (zh) | 一种基于混合型激光雷达的大气边界层探测方法 | |
| Zeng et al. | Constraining aerosol vertical profile in the boundary layer using hyperspectral measurements of oxygen absorption | |
| Song et al. | Tomographic reconstruction of atmospheric gravity wave parameters from airglow observations | |
| Martins et al. | Infrared sounding of the trade‐wind boundary layer: AIRS and the RICO experiment | |
| US9335258B2 (en) | System and method of retrieving mass density distributions and thermal profiles from the atmosphere to identify molecular constituents that may absorb spectral energy | |
| Zeng et al. | Remote sensing of angular scattering effect of aerosols in a North American megacity | |
| CN115480032A (zh) | 基于地面遥感测量的点源排放强度预测方法 | |
| Xiang et al. | Design of inversion procedure for the airborne CO 2-IPDA LIDAR: A preliminary study | |
| Wang et al. | New technique for aerosol detection in haze day using side‐scattering lidar and its inversion method | |
| Pikelnaya et al. | Intercomparison of multiaxis and long‐path differential optical absorption spectroscopy measurements in the marine boundary layer | |
| US9952146B1 (en) | Determining gas concentration near planetary surfaces | |
| CN115544806A (zh) | 基于多角度卫星观测数据的森林生物量反演方法 | |
| Chance et al. | An upper limit for stratospheric hydrogen peroxide | |
| CN114577750A (zh) | 含碳气体探测***、方法、设备及计算机可读存储介质 | |
| Queißer et al. | Large-area quantification of subaerial CO2 anomalies with portable laser remote sensing and 2D tomography | |
| Liu et al. | Algorithm for retrieving surface pressure from hyper-spectral measurements in oxygen A-band | |
| Queißer et al. | 2-D tomography of volcanic CO 2 from scanning hard-target differential absorption lidar: the case of Solfatara, Campi Flegrei (Italy) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |