基于夜光数据的大气遥感研究进展

随着美国国防气象卫星(DMSP)、苏奥米国家极地轨道伙伴卫星(Suomi NPP)等一系列夜间微光遥感卫星的发射,夜间微光遥感得到越来越多的学者关注。国内外学者不断探索微光数据在定量遥感中的应用,但基于夜光数据的大气遥感研究成果的系统性整理和总结的研究却相对较少。基于此,对过去20年基于夜间微光数据在大气遥感中的研究进行了全面的综述。从微光成像仪辐射定标、微光辐射传输模型以及基于微光数据的大气参数研究三个方面总结归纳了夜间微光卫星遥感定量化研究的进展,梳理了微光数据在大气遥感研究中的应用现状与特点,以期为夜间微光数据在大气遥感的深入研究中提供有价值的参考。

用于大气遥感探测的临边成像光谱仪

分析了大气临边成像光谱探测的原理,依据应用要求设计研制了光栅色散型紫外/可见临边成像光谱仪原理样机。该样机采用宽波段折射式消色差前置望远光学系统与改进的Czerny-Turner光谱成像系统匹配的结构形式,工作波段为540～800nm(一级光谱)和270～400nm(二级光谱),通过切换紫外、可见带通滤光片来实现两个波段分别探测,质量为8kg,体积为450mm×250mm×200mm。用该样机进行了实验室光谱实验,并对光谱分辨率进行了分析,测量了该样机的实际光谱分辨率。测量结果表明,该样机的实际光谱分辨率为1.3nm,接近其理论光谱分辨率1.12nm,满足设计指标1.4nm的要求,并具有体积小、质量轻等特点,适合空间遥感应用。

大气遥感与卫星气象学研究的进展与回顾

大气遥感作为大气科学中的重要基础与技术支柱,是20世纪60年代以来迅速发展的一门年轻学科。中国大气科学工作者在这方面也紧密结合国家需求与国际学术前沿,从20世纪60年代开始在理论研究,技术发展与实验研究,以及在气象、环境和国防应用等多方面开展了活跃的研究与发展工作。作者主要对中国科学界在大气遥感与卫星气象学发展方面作简要回顾,并着重介绍中国科学院大气物理研究所在大气遥感的基础与方法研究方面的一些进展,以及对大气遥感发展中的作用。主要内容包括:中国大气遥感的简要发展过程、卫星气象的早期发展、卫星红外遥感的基础理论研究、大气微波遥感的理论与实验研究、大气激光遥感研究、大气光学遥感研究。

大气遥感研究展望

对大气遥感研究发展方向作了展望 ,重点论述了如下几个方面 :1)未来大气遥感研究若干特点 ;2 )主被动式相结合的卫星大气遥感 ;3)大气遥感技术与应用集成 ;4 )大气和地表物理参数的综合遥感 ;5 )气溶胶与云光学特性遥感 ;6 )微量气体时空分布遥感 ;7)地基大气遥感及走向综合集成。

近年来大气遥感研究进展

本文着重介绍中国科学院大气物理研究所2003年以来在大气遥感研究方面的主要进展与成果,内容包括:(1)遥感技术与设备的发展;(2)大气气溶胶遥感;(3)云遥感;(4)大气微量气体遥感;(5)反演方法发展;(6)大气辐射传输算法研究。气溶胶的光学特性遥感研究是近年来热点之一,本文简要论述在气溶胶光学特性地基和卫星遥感反演算法、中国大气气溶胶光学特性时空分布特性、气溶胶辐射强迫遥感研究等方面所取得的成果。

星载对地观测偏振传感器及其大气遥感应用

偏振反映电磁波的方向特性,是除强度之外电磁波的另一维度的信息。在电磁波与大气颗粒物的相互作用中,偏振由于其对颗粒物物理特征的高敏感性,可以有效提高卫星遥感探测的丰度和精度,改善对大气中特性复杂的气溶胶和云等成分的探测能力。首次综合介绍了我国研制的4种类型星载对地观测偏振传感器,包括多角度偏振相机、推扫式偏振成像仪、摆扫式偏振仪、多通道偏振辐射计,并分析了代表性的国产偏振传感器的指标参数,总结了各类载荷的探测能力。在此基础上,介绍了星载偏振传感器的主要定标方法,包括发射前实验室定标、星上定标和在轨定标。偏振载荷具有增加卫星观测维度和精度、对大气颗粒物粒径和形状特征敏感、改善弱信号探测等方面的综合优势,能够获取全球范围内高精度的大气气溶胶和云参数。星载对地观测偏振传感器具有广阔的大气遥感应用空间和潜力,可在细颗粒物PM2.5卫星遥感、关键气候因子观测及评估、极端环境事件监测、气溶胶生态效应评估、对地观测高精度大气校正等多个领域发挥作用。

空间外差光谱技术及其在大气遥感探测中的应用

基础研究表明大气微量气体成分的精确反演需要超高分辨率光谱数据,空间外差光谱技术是近年来得以迅速发展的新型超光谱分析技术,综合了光栅及傅里叶变换光谱技术的特点。对空间外差光谱技术基本原理进行了分析,阐述了空间外差干涉数据复原光谱信息流程。针对大气主要温室气体CO_2开展空间外差光谱技术在大气遥感探测方面的应用研究,通过地基遥感观测实验,分析空间外差光谱系统的探测灵敏度,验证超光谱数据对大气微量气体浓度变化检测能力。实验表明空间外差光谱技术在大气遥感探测尤其是微量气体成份探测中具有针对性和优越性。

太赫兹大气遥感技术

由于其独特的大气敏感特性,太赫兹波在大气遥感领域起着越来越重要的作用。国际上太赫兹大气遥感技术发展方兴未艾。2004年,美国NASA发射AURA卫星,探测仪器中包括了具有两种极化的2.5 THz辐射计;2007年,欧空局ESA研制了Marschals外差式光谱仪,采用临边探测方式探测气体成分在亚毫米波段热辐射的高光谱。我国在轨气象卫星风云三号已经具备毫米波段辐射计,风云四号卫星是世界上首颗搭载太赫兹遥感仪的地球静止轨道气象卫星。针对我国大气遥感的现状,在概述国内外太赫兹遥感应用和技术的基础上,提出发展自主知识产权的大气遥感技术的思路;大力发展自主知识产权的太赫兹关键器件、太赫兹探测仪系统集成,研究太赫兹大气探测的新原理和反演新方法,整体提升我国在大气遥感领域的技术水平。

地基大气遥感的循环迭代反演法

地基大气遥感的循环迭代反演法徐寄遥，王英鉴（中国科学院空间科学与应用研究中心，北京１０００８０）关键词地基大气遥感，循环迭代反演法文［ｌ］考虑了退卷积后测量仪器的残余影响，提出了等效仪器函数概念及大气参量分布的参考光谱反演法，它利用测量仪器的光谱响应...

基于GPS的大气遥感探测系统设计

论文研究了基于GPS的大气遥感探测系统及其关键技术,主要包括基于GPS的大气遥感系统的工作原理、系统组成以及系统设计、硬件组成和软件设计等几个方面,并给出了具体案例,解决了基于GPS的大气遥感探测系统的关键技术及难点。

卫星激光大气遥感数据反演探讨

卫星激光遥感是继红外、可见和微波之后的一种新型主动探测手段,其数据反演是卫星应用的关键技术和重要环节。卫星激光大气遥感主要有气体成分浓度、气溶胶/云垂直廓线和三维风场等三个应用方向。针对大气CO2和气溶胶/云等要素,分别介绍了天基激光差分吸收和后向散射探测原理,探讨了CO2反演bottom-up算法和气溶胶/云反演层次查找分类算法流程。此外,设计了卫星遥感分级数据产品并给出了反演算法地基和机载验证途径。该研究可服务于激光大气遥感卫星的顶层设计。

“大气遥感”课程思政教学内涵建设与创新实践

生态文明建设是国家战略;课程思政已成为新时代我国高等学校本科教育改革的主要方向;大气遥感课程作为遥感科学与技术专业的核心课,旨在为国家培养解决大气环境等领域突出问题的专门性人才,课程思政尤为重要。基于教学大纲,结合学校特色与国家现实需求,深挖“大气遥感”课程包含的丰富思政元素,通过教学方法改革融合课程与思想政治教育,将思想政治教育元素贯穿到课程教学目标、教学内容、教学方法和教学评价等各个环节,并通过以赛促思想政治教育等途径完善创新实践机制,驱动思想政治教育深入发展,以此达到专业课程的正确价值导向,为国家培养合格人才,切实为推进生态文明建设做出贡献。

地基大气遥感探测技术简介

随着科学技术的新进展,气象事业近20年来有了飞速的发展,数值预报、计算机通信及数字数据处理、图形工作站等新技术推动了气象工作向自动化、智能化方向发展,较好地解决了数据传输、加工、存储及输出的问题,但是目前我国大气探测装备仍较落后,这表现在时空分辨率低,自动化程度低,数据质量差,这种状态急需改变。现在已有一些成熟的遥测和遥感技术用于大气探测,如自动气象站、气象卫星和天气雷达,本文着重就气象基本参数如温、湿和风等的地基大气遥感探测计划作一简要的介绍。1 为何要发展地基大气遥感探测1.1遥感的优越性目前我国业务上使用的常规高空探测方法延用几十年了,它自身存在着明显的不足。表现在:

空气激光:面向大气遥感的高分辨光谱技术

空气激光是以空气为增益介质产生的无谐振腔自由空间相干辐射,具有高准直度、高相干性以及高强度等显著优势.基于高功率超短激光脉冲非线性传输成丝过程,可以远程诱导产生空气激光从而为大气遥感探测提供理想光源.得益于空气激光产生时伴随的原子分子相干激发过程,空气激光远程探测技术具有高光谱分辨率和高探测灵敏度,为痕量分子探测、温室气体监测以及工业污染物检测等远程遥感应用提供了有力工具.本文简单介绍空气激光的物理机制,着重回顾空气激光远程探测的各种应用并对未来研究做出展望.

五毫米大气遥感微波辐射计

叙述了最近研制成功的５ｍｍ微波辐射计系统，此辐射计系统用于遥感大气中的氧气。在辐射计中采用了全功率型接收机和周期定标技术，且采用了一种新方法来稳定系统增益，提高测量灵敏度。整个系统由ＰＣ计算机控制，天线可在方位平面和俯仰平面扫描。接收机的输出由ＰＣ计算机采集并存储，在ＰＣ计算机上进行数字处理，反演出大气的信息。整个测量过程在计算机上实时显示。

“新型卫星载荷大气遥感及应用”专辑前言

大气遥感技术在无需直接采样的情况下,就可以远程获取大气中被探测成分的关键信息,具有监测范围广、速度快、成本低、不受人为干扰等优势,在大气污染防控、气候变化、碳达峰和碳中和等领域发挥着越来越重要的作用,例如联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)已提出通过增加卫星遥感观测扩大全球碳观测网络,并建立新型“自上而下”通量计算方法对碳排放清单估算进行支撑和验证。

“新型卫星载荷大气遥感及应用”专辑征稿

大气遥感技术因其具有监测范围广、速度快、成本低、便于长期动态监测等优势,在大气环境管理和大气污染控制等领域发挥着不可替代的作用。近年来,随着我国多颗大气环境新型卫星的成功发射,其搭载的多种先进载荷使得大气气溶胶、污染气体、温室气体的高精度遥测成为可能。为了展现这些新型卫星载荷大气遥感相关技术及其业务应用的最新进展,《大气与环境光学学报》拟于2022年第4期策划出版“新型卫星载荷大气遥感及应用”专辑,现面向全国征集相关领域的综述与原创研究论文,欢迎赐稿!

CLASS激光雷达大气遥感系统

美国加州Lassen Research公司最近推出多普勒激光雷达系统CLASS(Coherent Lidar Atmospheric Sensing System),以对近地层和近距离内大气(包括晴空大气)进行独特的高分辨率的探测。它体积小。

地球同步对流层污染监测卫星、大气遥感新概念

地球同步对流层污染监测卫星(GEO TROPSAT)任务是测量对流层臭氧化学成分的新方法,这些化学成分包括臭氧、一氧化碳、二氧化氮和悬浮微粒。GEO TROPSAT任务包括构成星座的三台仪器,它们作为第二有效载荷被装在围绕地球飞行的一些地球同步通信卫星上。这里所推荐的方法可大大降低把一种科学有效载荷置于地球同步轨道的成本,而且还能为卫星的拥有者产生收益。地球同步轨道的有利地位使得人们能够同时以高时间分辨率和高空间分辨率测量对流层的微量气体,从而更好地了解大气臭氧化学。作为研究(而不是业务)活动而进行的科学数据处理将每日多次以优于25 km的地面覆盖区提供同一地区的大气微量气体数据。高时间分辨率能够辨别短的时标过程、昼夜间的变化、季节性的倾向以及年际变化。

地球与大气遥感

国际照相与光学工程师协会于1991年召开了题为“地球与大气遥感”的专题会议,会后出版了本次会议的会议录,现将该会议的论文题目介绍如下: