基于多角度遥感和大气模式数据的气溶胶组份反演算法研究

批准号:
41471367
项目类别:
面上项目
资助金额:
81.0 万元
负责人:
李莘莘
依托单位:
学科分类:
D0113.遥感科学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
邹铭敏、张莹、范萌、余超、王甜甜、苏城林
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中文摘要
MISR独特的多角度设计和功能强大的反演算法能提供比目前其他卫星仪器更加丰富的气溶胶信息。但是MISR也存在算法难以实现、空间分辨率较粗、气溶胶模式较少且缺乏先验知识约束等缺点。本项目首先基于GEOS-Chem、GOCART等数据,将大气化学模式模拟结果转化为MISR气溶胶混合物,并通过辐射传输方程构造反演查找表。其次,借助卫星观测的表观反射率和相关大气参数模拟地表反射率,用来描述特定区域内的地表参数随波段和观测角度的变化情况,并构造经验正交函数进行求解不同气溶胶混合物下的气溶胶光学厚度。再次,开展MISR 混合物分解、组份归类与重组、权重分析等方面的研究,并将其应用到气溶胶组份和光学参数计算模型。最后,交叉对比地基观测,模式模拟,以及卫星反演结果,评价不同产品的适用性及误差来源。生产我国区域内长时间序列的气溶胶组份和光学特性产品,用于气候变化、灰霾解析、公共健康等研究领域。
英文摘要
The unique design of Multi-Angle Imaging Spectro-Radiometer (MISR) and its powerful retrieval algorithm can provide more particle information than many other satellite instruments. However, MISR also has limitations, such as the complex algorithm, the coarse resolution, and the limited and no prior information constrained aerosol model. First, our approach attempts to transform aerosol simulations of atmospheric chemistry model (e.g. GEOS-Chem and GOCART) to MISR mixtures, and then build the look-up table by the radiative transfer code. Second, the surface reflectance will be calculated based on the top of atmospheric reflectance of satellite and the related parameters to describe its variation in different angles. Then, the Empirical Orthogonal Function (EOF) will be generated to solve the aerosol optical depth of MISR mixtures. Third, we will conduct studies in MISR mixture disassembling, particle classification and recombination, and weight analysis, which will be applied to the calculation model for aerosol components and their optical properties. We will also jointly compare the ground-based measurements, model simulations, and satellite retrievals to evaluate their applicability and uncertainties. Finally, long-term MISR aerosol products in China will be released and used in research such as climate change, haze source apportionment and public health.
多角度MISR传感器虽然能够反演高精度的气溶胶光学厚度,但由于尚未解决气溶胶混合物较少和缺乏先验知识约束等问题,使得其气溶胶微物理和成份光学参数反演方面还有一定不足。本研究基于GEOS-Chem等大气化学模式数据,解决了如何将模拟输出转换为卫星遥感反演所需的关键参量等问题,并利用地基AERONET数据对大气化学模式产品进行了精度评价。其次,本研究完成了MISR 经验正交模型构建工作,同时对比了卫星遥感和模式模拟的水溶型、沙尘型、煤烟型等成份的气溶胶光学厚度在我国的分布情况。再次,本研究利用包括地基AERONET和GOCART等先验知识对MISR的气溶胶混合物进行筛选,结果证明了新计算的气溶胶光学特性具有较大的改进。最后,本研究构建了近地面颗粒物浓度遥感估算模型并进行验证,同时生产了我国及典型地区长时间序列的气溶胶光学和颗粒成份遥感产品。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.atmosenv.2016.06.075
发表时间:2016-09
期刊:Atmospheric Environment
影响因子:5
作者:Shenshen Li;Chao Yu-;Liangfu Chen;J. Tao;H. Letu;Wei Ge;Yidan Si;Yang Liu
通讯作者:Shenshen Li;Chao Yu-;Liangfu Chen;J. Tao;H. Letu;Wei Ge;Yidan Si;Yang Liu
Satellite and Ground Observations of Severe Air Pollution Episodes in the Winter of 2013 in Beijing, China
2013年冬季中国北京严重空气污染事件的卫星和地面观测
DOI:10.4209/aaqr.2015.01.0057
发表时间:2016
期刊:AEROSOL AND AIR QUALITY RESEARCH
影响因子:4
作者:Li Shenshen;Ma Zongwei;Xiong Xiaozhen
通讯作者:Xiong Xiaozhen
Estimation of Satellite-Based SO42- and NH4+ Composition of Ambient Fine Particulate Matter over China Using Chemical Transport Model
利用化学传输模型基于卫星估算中国环境细颗粒物 SO42- 和 NH4 组成
DOI:10.3390/rs9080817
发表时间:2017-08
期刊:REMOTE SENSING
影响因子:5
作者:Si Yidan;Li Shenshen;Chen Liangfu
通讯作者:Chen Liangfu
Impact of precursor gases and meteorological variables on satellite-estimated near-surface sulfate and nitrate concentrations over the North China Plain
前体气体和气象变量对卫星估算的华北平原近地表硫酸盐和硝酸盐浓度的影响
DOI:10.1016/j.atmosenv.2018.11.030
发表时间:2019-02
期刊:Atmospheric Environment
影响因子:5
作者:Si Yidan;Li Shenshen;Chen Liangfu
通讯作者:Chen Liangfu
DOI:10.1007/s00376-017-6275-3
发表时间:2018-02
期刊:Advances in Atmospheric Sciences
影响因子:5.8
作者:Yidan Si;Shenshen Li;Liangfu Chen;Chaoying Yu;Zifeng Wang;Yang Wang;Hongmei Wang
通讯作者:Yidan Si;Shenshen Li;Liangfu Chen;Chaoying Yu;Zifeng Wang;Yang Wang;Hongmei Wang
主被动遥感在黑碳气溶胶反演与排放校验中的方法研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2020
- 负责人:李莘莘
- 依托单位:
卫星遥感在大气细颗粒物组份探测与暴露评价中的应用研究
- 批准号:91543128
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:74.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:李莘莘
- 依托单位:
基于遥感与大气模式数据的霾光学厚度反演算法研究
- 批准号:41101400
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:李莘莘
- 依托单位:
国内基金
海外基金
