红外高光谱资料反演有云时大气温湿廓线的模拟研究

在模拟星载红外高光谱辐射观测值对云高和有效云量的敏感性基础上展开了有云时大气温湿廓线反演的模拟研究,用特征向量统计反演法反演大气温湿廓线时进行云顶高度分类在一定程度上可提高反演精度,但在云顶以下高度反演误差仍然较大。在AIRS像元中加入匹配的晴空MOD IS红外观测值,可以提高云顶以下高度的反演精度,云顶所在高度越高大气参数反演精度提高越大,尤其是温度反演精度,有云时模拟的均方根误差在整层大气中几乎小于2K。

红外高光谱观测值反演云参数

最小局部比辐射率变化MLEV算法根据在红外长波10～15μm区，云的吸收、发射和散射具有相对有限的局部谱变化的特征，利用对云敏感的长波红外辐射观测值来同时反演单层云的云顶高度和有效云比辐射率谱。先给定一些假想的云高初始猜测，最佳的云高和比辐射率谱解使得用这些不同云高计算得到的比辐射率谱的局部变化最小，该算法适用于高光谱（光谱分辨率从0．25～1cm^-1）的大气红外探测器。通过用两种不同方案的内部比较及与激光雷达观测和MODIS业务云高产品的对比验证，说明对卫星红外高光谱观测资料采用MLEV算法同时反演单层云的云顶高度和云有效比辐射率谱是非常有效的，尤其是对中高云。

两种红外晴空辐射订正方法及其反演大气参数的比较

比较了目前开发的两种红外晴空辐射订正算法:1)匹配的红外和微波探测值融合的算法,如AIRS/AMSU晴空订正算法(大气红外探测器AIRS,先进的微波探测器AMSU);2)匹配的红外成像与探测值融合的算法,如AIRS/MODIS晴空订正算法(中分辨率光谱成像仪MODIS)。结果表明,相对于MODIS的晴空观测值而言,AIRS/MODIS晴空订正算法优于AIRS/AMSU晴空订正算法,而且AIRS/MODIS晴空订正辐射值反演的大气温湿廓线与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的客观分析场更接近;尽管这两种晴空订正算法本质上相当不同,但都是有效且互补的,当微波探测资料不能获得时,融合红外成像仪和探测器资料就成为唯一可靠的、间接使用有云影响的红外观测值的办法。