基于DPC/GRASP的全球海洋气溶胶光学特性反演与性能评估

研究气溶胶粒子的空间分布及其复杂的光学特性对于阐明海洋大气环境和全球气候变化具有重要意义。本研究基于高分五号02[GF-5(02)]星搭载的多角度偏振成像仪(DPC)的观测数据,并结合大气和地表特性的通用反演(GRASP)算法的Components模块,研究了全球海洋上空多种气溶胶光学特性的空间分布,并通过气溶胶自动观测网(AERONET)对结果进行了初步对比验证。结果显示,DPC/GRASP方案对海面多种气溶胶参数具有较好的反演能力。具体而言,气溶胶光学厚度(AOD)、埃斯特朗指数(AExp)、细粒子气溶胶光学厚度(FAOD)、粗粒子气溶胶光学厚度(CAOD)以及单次散射反照率(SSA)与AERONET观测结果的相关系数分别为0.961、0.848、0.837、0.914和0.750。而AOD的正平均偏差(0.034)表明,DPC/GRASP在海面上会略高估气溶胶的浓度,这主要是源于对细粒子气溶胶的略微高估。在全球空间分布上,DPC/GRASP的AOD与中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品具有很高的一致性,这表明DPC能正确描述海面气溶胶的空间分布。本研究展示了DPC数据对全球海洋多种复杂气溶胶参数优异的监测能力,为未来大气硬件仪器的研制和气溶胶反演算法的开发提供了宝贵经验和研究基础。