基于SBDART辐射传输模型的夜间辐射雾自动检测及时间序列分析

如何确定合适的阈值来区分夜间辐射雾、晴空地表和中高云一直是雾检测研究的重点。圣巴巴拉DISORT大气辐射传输模型(Santa Barbara DISORT atmospheric radiative transfer,SBDART)可模拟雾顶亮度温度。基于该模型获取MODIS B20与B31波段的亮温差(brightness temperature difference,BTD),将其用于夜间辐射雾检测。以MODIS卫星数据为可行性试验数据,用国家卫星气象中心提供的地面验证数据进行验证,结果表明,使用该模型监测夜间雾的准确率达78.3%,误判率为21.7%,可靠性指标为0.643,Kappa系数为0.730。为进一步验证方法的稳定性,选取8景卫星序列图像进行时间序列分析,结果显示Kappa系数均值为0.744,说明应用当前阈值方法对MODIS夜间雾检测具有可适用性。该方法为夜间雾预报和夜间雾参数反演提供了有效的参考。

基于MEMLS的查找表法雪深反演

利用分层积雪微波辐射模型(MEMLS)和积雪先验知识建立了新疆地区冬季雪深与特定微波频率通道亮温差(BTD)之间的查找表,并针对不同的地形以及坡向因素对积雪参数进行了修正以提高MEMLS输出精度。然后利用先进微波扫描辐计2(AMSR2)被动微波遥感数据反演了2013年1月和2014年1月整个新疆地区的每日积雪深度信息,并使用气象台站的观测数据以及实地测量数据进行精度验证。结果表明,该模型对雪深的估算精度要优于常用的Chang模型,可较好地用于反演新疆地区的积雪深度信息。

中国西北春季沙尘高发区及沙尘源解析

以波段亮温差算法(BTD)对中国西北2014~2018年春季460期MODIS L1B数据进行沙尘信息逐日提取,统计分析沙尘频数的空间分布规律,结合地貌特征及地表沉积物细颗粒组分含量进行沙尘源解析.结果表明:(1)中国西北沙尘活动呈“两区三带”分布特征,沙尘频发区主要分布于塔里木盆地和蒙古高原南部沙漠戈壁区;区内存在塔克拉玛干沙漠东南缘荒漠绿洲高频带(270~287次)、库姆塔格沙漠北缘高频带(240~250次)及巴丹吉林沙漠东北边缘荒漠绿洲高频带(240~250次).(2)中重度沙尘高频区主要分布于塔克拉玛干西北部沙漠绿洲.沙尘源主要为富含粉尘的边缘沙漠与冲积洪积扇缘戈壁交错带,内含丰富的干河床、干涸湖泊和绿洲退化地,该区域细物质组分含量高,易释放粉尘微粒并通过局地循环过程向周边地表扩散沉积,为区域高频、高浓度沙尘发生提供丰富的物质基础.

利用HJ-1B热红外数据估算晴天大气下行长波辐射

针对HJ-1B红外相机只有一个热红外通道的特点，本文利用大气辐射传输模型模拟和统计回93方法，发展了一个利用HJ-1B辐射亮温和大气水汽含量反演高分辨率大气下行长波辐射的参数化模型．为了分析模型的适宜性和误差来源，利用模拟数据对模型进行了精度评价，结果表明模型在大多数气候条件下反演结果较好，但在大气水汽含量较高时存在低估现象．误差分析表明，大气水汽含量、传感器辐射亮度、地表与大气的温差等方面的不确定性会对反演结果产生一定的影响．利用2009～2010年HJ-1B数据反演得到黑河流域和海河流域的瞬时下行长波辐射，并利用6个站点的地面观测数据对反演结果进行了验证．结果表明，除花寨子荒漠站外，其他各站点反演值与实测值的一致性较好，均方根误差在20W／m2左右，略好于MODIS数据的反演结果．花寨子站夏季时存在较多的高估现象，主要由地气温差过大引起，经过地气温差校正后，结果得到明显改善．