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气溶胶不确定性评估：一种融合遥感AQUA MODIS与AERONET数据的综合方法
摘要： 中分辨率成像光谱仪（MODIS）是广泛应用于全球每日环境与气候变化监测的传感器之一。本研究采用10公里分辨率的MODIS第六版气溶胶产品，结合地面观测数据监测气溶胶变化并评估其不确定性。根据地表类型（区分陆地与海洋），气溶胶光学厚度（AOD）通过不同算法反演获取?；谖鞯先菲芙夯魅送纾ˋERONET）站点数据，我们采用两种验证方法计算了AQUA卫星搭载MODIS反演AOD的精度。结果表明：研究时段内两种算法获得的MODIS与AERONET数据均具有良好一致性，相关系数较高。这些发现证实MODIS数据在西迪萨利姆AERONET站点表现优异，适用于突尼斯空气质量监测。通过AERONET全网络的验证工作建立了可信度基础，可深入分析突尼斯境内AOD空间变异特征。MODIS数据能以较高精度可靠识别研究区域主要沙尘源地及典型输送路径。
关键词： 水，遥感，气溶胶光学厚度，AERONET，气溶胶，MODIS
更新于2025-09-23 15:23:52
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研究巴基斯坦拉合尔地区的气溶胶光学厚度与埃斯特朗指数及其与气象参数的关系
摘要： 本研究利用2006-2014年AERONET（气溶胶机器人网络）数据，分析了500纳米波长气溶胶光学厚度（AOD）与Angstrom指数（440/870）（AE）的变化特征。为深入理解气溶胶变化规律，我们探究了气溶胶特性与温度、平均海平面气压、降雨量、露点及沙尘暴频率等气象参数的关联。同时验证了拉合尔地区MODIS-AOD长期观测数据与AERONET-AOD的一致性。结果显示：AOD月均值峰值出现在7月（1.00±0.34），对应AE值为0.85±0.29，表明该时期大气以沙漠/土壤尘气溶胶为主；AOD最低值出现在2月（0.47±0.26），对应AE值1.22±0.29，反映城市/工业气溶胶占主导。月均AE最大值出现于1月（1.36±0.15），最小值在6月（0.55±0.25）。AOD与温度、露点、相对湿度、能见度、降雨及沙尘暴频率呈正相关，与平均海平面气压和风速呈负相关；AE则与相对湿度和平均海平面气压正相关，与温度、露点、能见度、降雨及沙尘暴频率负相关。
关键词： 气溶胶光学厚度、安格斯特朗指数、气象参数、拉合尔
更新于2025-09-23 15:23:52
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结合PM2.5观测数据与卫星气溶胶光学厚度估算中国时空分布的PM1.0浓度
摘要： 粒径小于1.0微米（PM1.0）的颗粒物与公众健康和环境密切相关，需获取大量暴露数据以了解实际环境负荷。本研究提出基于广义回归神经网络模型的PM1.0估算策略，该策略结合地面PM2.5观测数据和卫星反演气溶胶光学厚度（AOD），对中国2015年7月至2017年6月期间的PM1.0浓度进行估算。结果表明：通过十折交叉验证法计算，PM1.0估算值与地面实测值吻合良好（R2=0.74，均方根误差19.0μg/m3，平均绝对误差11.4μg/m3）。日内估算性能呈现显著单峰变化（正午时段R2最高达0.80），季节性估算性能显示该方法能有效捕捉冬季PM1.0高污染事件。空间上，污染最严重区域集中在华北平原，其日均估算值呈双峰分布。此外，卫星反演AOD质量、插值算法稳健性及PM1.0在PM2.5中的占比被证实会影响模型估算精度。
关键词： 向日葵8号、PM1.0、神经网络、空气污染、气溶胶光学厚度
更新于2025-09-23 15:23:52
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中东地区气溶胶光学特性及其直接辐射强迫的气候学分析
摘要： 除气候扰动外，过去二十年中东地区的大气气溶胶还引发了空气污染、能见度下降及人体健康危害等问题。2013年借助气溶胶机器人网络（AERONET），研究人员在中东七个站点开展了气溶胶光学与辐射特性测量。研究期间分析了单次散射反照率（SSA）、安格斯散射指数（AE）、气溶胶光学厚度（AOD）和不对称参数（ASY）等光学特性。除利马索尔的CUT-TEPAK站外，所有站点春夏季均呈现高AOD值与低AE值，表明该时期存在粗模态颗粒物与沙尘暴。CUT-TEPAK站与土耳其埃尔代米的IMS-METU-ERDEMLI站AE最大值出现在夏秋季，而伊朗赞詹的IASBS站、沙特阿拉伯图瓦尔的KAUST校区、阿联酋马斯达尔的马斯达尔研究所、迈宰拉与太阳能村等站点AE峰值则出现在秋冬季节。除CUT-TEPAK和IMS-METU-ERDEMLI外，所有站点春夏季均观测到SSA与ASY最大值。采用圣巴巴拉离散坐标大气辐射传输模型（SBDART）计算选定站点的 aerosol radiative forcing（ARF）。地表ARF均为负值，表明气溶胶使辐射返回太空产生冷却效应。各站点地表平均ARF值分别为：CUT-TEPAK站-43.8 Wm?2、IASBS站-31 Wm?2、IMS-METU-ERDEMLI站-56.8 Wm?2、KAUST校区-61.7 Wm?2、马斯达尔研究所-52.5 Wm?2、迈宰拉站-54.9 Wm?2、太阳能村站-72.2 Wm?2。而大气层ARF正值显示存在大气增温效应。
关键词： 中东、气溶胶光学厚度、SBDART、气溶胶辐射强迫、AERONET
更新于2025-09-23 15:23:52
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一种改进的气溶胶光学厚度细模态分数反演算法 第二部分：在亚洲的应用与验证
摘要： 由于细颗粒气溶胶主要源于人为活动，细模态气溶胶光学厚度（fAOT）可用于推算PM2.5浓度。但基于卫星的fAOT产品（如中分辨率成像光谱仪MODIS数据）在陆地观测时存在较大不确定性。本研究采用亚洲地区数据对改进型查找表-光谱解卷积算法（LUT-SDA）进行测试与优化，通过引入季节变化参数替代2010-2014年AERONET数据建立的恒定年均值气溶胶参数，显著提升了算法精度。相较于原北京、香港和大阪版本，升级后的LUT-SDA使细模态占比（FMF）总均方根误差从0.24降至0.18。将该方法应用于2015-2016年间45个AERONET站点的fAOT反演验证显示：31%站点超过50%的反演值落在±(0.05+0.15×AERONET fAOT)误差范围内，42%站点40-50%反演值符合要求。与MODIS第6版fAOT相比，LUT-SDA反演结果与AERONET数据吻合度更高且偏差更低——约48%反演值处于误差包络内（RMSE=0.29），而MODIS仅22%达标（RMSE=0.42）。MODIS算法在亚洲多数区域存在严重低估现象（大量零值）。研究表明，优化后的LUT-SDA方法适用于卫星影像的大范围fAOT估算。
关键词： 中分辨率成像光谱仪、气溶胶光学厚度、细模态分数
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 利用卫星气溶胶光学厚度评估瓦伦西亚市颗粒物分布
摘要： 估算PM10和PM2.5的暴露水平需要掌握高时空分辨率的地表浓度数据。本文通过评估西班牙瓦伦西亚地区PM10与PM2.5地面监测数据与MODIS气溶胶光学厚度（AOD）卫星数据的关系，确定了该地颗粒物浓度。研究使用了瓦伦西亚空气污染监测控制网络的数据，以及空间分辨率为3公里的MODIS Terra和Aqua卫星"陆地海洋光学深度"科学数据集。针对PM10建立的线性回归模型斜率为25.99微克/立方米，截距为12.07微克/立方米（均方根误差=8.61微克/立方米）；PM2.5模型的斜率和截距分别为26.87微克/立方米和5.98微克/立方米（均方根误差=5.5微克/立方米）。
关键词： 瓦伦西亚，颗粒物，空气质量，气溶胶光学厚度，中分辨率成像光谱仪
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于HJ-1卫星CCD和IRS传感器的气溶胶光学厚度反演
摘要： 基于HJ-1卫星数据，借鉴中分辨率成像光谱仪（MODIS）算法开发了暗像元算法以实现高分辨率气溶胶光学厚度（AOD）反演。通过分析MODIS 1.65μm与2.1μm通道表观反射率关系，建立了利用HJ-1卫星1.65μm通道数据估算反照率的方法，并完成了基于HJ-1卫星的成都地区高分辨率AOD反演。反演结果与CE318实测数据对比显示相关系数达0.957，绝对误差为0.106。不同气溶胶模型反演结果表明，乡村气溶胶模型适合作为建立成都地区气溶胶反演查找表的通用模型。
关键词： 暗像素、反照率、气溶胶光学厚度、HJ-1卫星
更新于2025-09-23 15:22:29
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东非肯尼亚三个环境特征迥异的AERONET站点十年气溶胶光学特性及辐射强迫记录
摘要： 在气溶胶机器人网络（AERONET）框架下，研究了2006-2015年东非肯尼亚三个站点（CRPSM_马林迪、内罗毕和ICIPE_姆比塔）的气溶胶光学、微物理及辐射特性。440纳米波长处年均（±σ）气溶胶光学厚度（AOD440）以姆比塔最高（0.27±0.09），其次为马林迪（0.26±0.07），内罗毕最低（0.19±0.04）。季节性AOD440在本地旱季（高值）与雨季（低值）呈现显著差异。气溶胶光学特性（AOD、单次散射反照率SSA、不对称因子ASY及复折射指数RI）表现出显著时空异质性，揭示了本地旱季（JJA）以细模态气溶胶为主的复杂类型特征。主要气溶胶类型分析表明混合类型占主导，其次为生物质燃烧气溶胶。体积粒径分布显示粗模态气溶胶对总浓度贡献显著（尤其在AOD440>0.3时）。通过光谱AOD的King反演获取的气柱数谱分布（CSD）呈幂律分布，证实多源性特征。基于Santa Barbara DISORT大气辐射传输（SBDART）模型模拟的短波直接辐射强迫值与AERONET反演的TOA（大气层顶）、BOA（地表）及ATM（大气层内）结果相关性良好（r≥0.85）。年均（±σ）辐射强迫范围：TOA为-8.10±3.75至-13.23±4.87 Wm?2，BOA为-34.54±4.86至-46.11±10.27 Wm?2，ATM为26.63±6.43至36.24±7.26 Wm?2，对应大气加热率（AHR）0.74±0.12–1.02±0.20 K·天?1。SBDART模拟的DARF呈现显著季节性（旱季高/雨季低）。本研究结果为区域气候变化研究奠定基础，并可提升该非洲未充分探索区域气候模型的精度。
关键词： 气溶胶辐射强迫、气溶胶光学厚度、粒径分布、东非、AERONET（气溶胶地基遥感网络）、单次散射反照率
更新于2025-09-23 15:22:29
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气溶胶微物理模型及其他因素导致的气溶胶光学厚度反演不确定性量化研究——以臭氧监测仪（OMI）测量数据为例
摘要： 如今，卫星仪器已成功应用于众多领域的大气气溶胶测量与研究工作，因此对测量数据进行严格误差特征分析的需求日益增长。本文提出一种量化气溶胶光学厚度（AOT）反演不确定性的方法，重点研究两个关键方面：气溶胶微物理模型选择导致的不确定性，以及正向建模不完善引发的不确定性。我们将该方法应用于2004年发射的NASA地球观测系统（EOS）Aura卫星搭载的臭氧监测仪（OMI）的气溶胶光学厚度反演。通过采用能更真实地传递气溶胶微物理模型选择和正向模型误差的统计方法，改进了气溶胶光学厚度反演的不确定性评估。针对微物理模型选择问题，我们运用贝叶斯模型选择与模型平均法；利用高斯过程表征实测反射率与模拟反射率（即残差）之间的平滑系统性差异，并通过探索一组残差经验性地构建光谱相关性。在OMI仪器的陆地无云像元处理中，我们在原有OMI多波长气溶胶反演算法OMAERO基础上引入本文提出的贝叶斯模型选择和模型差异技术。通过弱吸收性气溶胶、希腊与俄罗斯森林火灾、撒哈拉沙漠尘埃等不同气溶胶特性的多个案例，验证了该方法及改进的不确定性特征分析效果。所提出的统计方法具有普适性，不仅限于该特定卫星反演应用场景。
关键词： OMI、高斯过程、OMAERO、不确定性量化、贝叶斯模型选择、气溶胶光学厚度
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚（2018年7月22日-27日）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于测云仪与太阳光度计组合的集成气溶胶消光廓线与不同高度太阳光度计测量结果的对比研究
摘要： 格拉纳达（西班牙）的气溶胶消光廓线是通过将测云仪与太阳/天空测量数据结合，在GRASP代码中获取的。为验证这些反演廓线的准确性，使用了位于不同高度的三台光度计。通过这些光度计计算了不同高度层的气溶胶光学厚度（AOD），并与同一高度层反演得到的积分消光值进行对比。所得AOD（来自GRASP及不同高度光度计）相关性良好，多数r2值超过0.6。两种AOD值的差异表明，反演的气溶胶消光廓线处于光度计的不确定度范围内，但该方法在低层高估消光值，在高层低估消光值。
关键词： 验证、GRASP、气溶胶光学厚度、气溶胶消光、测云仪
更新于2025-09-23 15:21:21