大气气溶胶成分遥感研究进展

大气气溶胶成分的复杂变化导致其在气候变化评估中具有很高的不确定性。气溶胶成分遥感利用遥感观测的气溶胶光学-微物理参数,定量估计整层大气气溶胶主要成分含量,具有实时快速、空间覆盖、保持气溶胶自然状态等特点。本文介绍了近年来气溶胶成分遥感在理论基础和观测研究方面的进展情况。首先,在简要回顾反演算法发展的基础上,以目前较先进的成分遥感分类模型(包括黑碳、棕色碳、沙尘、非吸光有机物、细粒子无机盐、海盐和水)为例,详细分析了气溶胶成分遥感反演的思路。据此提出了基于气溶胶综合光学-微物理特性(包括光学吸收/散射、粒径尺度、形状等敏感性特征参数)的气溶胶成分遥感识别方法。之后,结合气溶胶混合方式,讨论了复折射指数计算方法及其对成分反演的影响,并给出了利用同步化学采样观测验证气溶胶成分遥感的一些结果示例。最后,结合观测手段拓展、成分模型优化、反演精度提升、应用能力推广等4个方向,展望了大气气溶胶成分遥感的发展趋势,及其在全球气候变化评估等领域的应用。

基于随机森林和遥感的台风降水云光谱与降水关系研究

台风降水云系的云顶光谱-微物理信息与降水强度的变化密切相关,是卫星遥感定量反演降水的重要参数。以2001—2012年西北太平洋的7个典型超强台风和5个非超级台风为研究对象,基于热带测雨卫星搭载的测雨雷达与可见光红外扫描仪的融合资料,建立了降水云顶光谱-微物理参数反演台风降水的随机森林(RF)模型。结果表明:随机森林模型的交叉验证显示,反演的降水强度与观测的降水强度的相关系数为0.773,均方根误差为0.299 mm/h,表明该模型具有较高的降水反演精度。在随机森林构建过程输入的所有云顶光谱—微物理参数中,3.7μm云顶亮温对模型的方差贡献最大,重要性最高;而由于台风中心云系整体均发展旺盛且云顶较高,10.8μm云顶红外通道亮温以及云光学厚度、云水含量对模型的方差贡献较小,重要性低。