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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 - LaSRC（地表反射率代码）：概述、应用及基于MODIS、VIIRS、LANDSAT和Sentinel 2数据的验证
摘要： 本文提出了一种通用方法，用于从多种传感器获取地表反射率数据。该技术基于Terra平台获取的庞大数据库，通过结合MODIS和MISR数据推导蓝红波段比值的显式动态图谱，是对过去15年MODIS和LANDSAT业务化处理方法的改进。我们将展示该方法在MODIS、VIIRS、LANDSAT和Sentinel-2数据中的应用，并利用AERONET数据进行验证[1]。
关键词： 气溶胶、地表反射率、验证
更新于2025-09-23 15:23:52
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改进的云筛选方法用于天空辐射计测量分析及其在亚洲沙尘检测中的应用
摘要： 开发了一种采用变率检验和粗模态检验两步连续流程的云筛选方法，旨在更有效地剔除天空辐射计反演中的云污染数据。通过对比云量观测和激光雷达测量的统计特征，评估了新云筛选方法的性能。变率检验能有效剔除受较厚低云污染的数据，而粗模态检验则可识别可能受薄卷云污染的数据。总体而言，该方法被认为能改进现有天空辐射计网络（SKYNET）数据质量。随后将该云筛选方法应用于天空辐射计测量的沙尘检测，利用地面天气观测（SYNOP）沙尘报告及国立环境研究所激光雷达测量的黄沙指数评估检测效果，结果表明新方法有助于有效识别沙尘，同时剔除与沙尘信号相似的云污染信号。
关键词： 灰尘、云层遮蔽、气溶胶、天空网络（SKYNET）
更新于2025-09-23 15:23:52
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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。基于西迪萨利姆气溶胶机器人网络（AERONET）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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大西洋上空基于激光雷达的船载气溶胶垂直分布探测： 从纯净海洋环境到复杂的沙尘-烟雾混合情形
摘要： 多波长拉曼激光雷达PollyXT定期搭载研究船"极地之星号"（Polarstern）执行跨大西洋南北向科考任务。本文详细展示并分析了2015年11月从布雷默港至开普敦的PS95航次与2016年4/5月从蓬塔阿雷纳斯至布雷默港的PS98航次期间获取的激光雷达数据。最新配置的PollyXT通过增设近程接收器，显著提升了海洋边界层（MBL）的探测覆盖率。三个典型案例揭示了大西洋上空观测到的气溶胶特征：首例为秋季PS95航次期间南非附近海域观测到的纯海洋性气溶胶——其边界层内光学特性值（接近零的退偏振比，355nm和532nm波长处53sr的激光雷达比）表明该区域存在典型海洋气溶胶；边界层顶部检测到干燥海洋气溶胶层（两波长退偏振比升至约10%，证实颗粒非球形特征）。同航次第二个案例展示了加那利群岛附近近乎纯净的撒哈拉沙尘羽流。第三例则针对PS98航次在佛得角群岛附近探测到的多层撒哈拉沙尘（部分混杂生物燃烧烟尘），该案例中沙尘纯度较高（边界层部分混合沙尘），而第三例呈现近乎纯净的海洋边界层。统计分析显示：热带地区沙尘下混与高纬度人为影响共同导致边界层光学特性的纬度差异，南半球边界层光学特性则符合典型海洋值。干燥海洋层的颗粒退偏振比介于4-9%。通过PS95和PS98的夜间测量数据，本文论证了利用激光雷达比、颗粒退偏振比及?ngstr?m指数进行气溶胶分类的潜力——其中激光雷达比与退偏振比是判别颗粒类型的主要指标，而?ngstr?m指数变异性较强。
关键词： PollyXT、大西洋、退偏振、海洋边界层、极星号、激光雷达、气溶胶
更新于2025-09-23 15:23:52
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海洋气溶胶空气-水界面单层模型的夜间氧化作用——中子反射法与原位红外反射吸收光谱（IRRAS）联用研究
摘要： 本文描述了针对海洋气溶胶空气-水界面单层模型的老化实验，该模型由典型糖脂——半乳糖脑苷脂（GCB）构成。研究发现海洋气溶胶中存在脂多糖，而GCB被用作这些更复杂脂多糖的替代物。研究分别考察了纯GCB单层膜、与棕榈酸形成的混合膜（棕榈酸在海洋气溶胶中含量丰富，且与GCB能形成稳定吸引性混合膜，尤其在亚相存在二价盐时），以及与棕榈油酸（棕榈酸的不饱和类似物）形成的混合膜。相比简单的单组分体系，这类混合膜是更真实的大气气溶胶模型。 我们专门设计了一套开创性的原位分析反应装置，首次将中子反射法（NR）与傅里叶变换红外反射吸收光谱法（IRRAS）结合，用于研究空气-水界面的混合有机单层膜。这两种技术的联用比以往更能精细观测多组分单层膜。通过互补的布儒斯特角显微镜（BAM）也研究了空气-水界面的结构。 本研究重点考察了一氧化氮自由基（NO3?）对有机膜的氧化作用——这是夜间大气中的关键氧化剂。结论表明：在具有大气相关时间尺度内，NO3?氧化无法完全移除脑苷脂单层膜，其饱和尾链会保留在界面。该现象普遍存在于纯水和盐水亚相，以及单组分和双组分膜中。分子不饱和尾段的行为更具变异性，受共沉积物种相互作用影响。最意外的是，我们发现亚相中CaCl2的存在显著延长了不饱和尾段的寿命——这为大气中物质滞留时间比简化模型系统实验室研究结果更长提供了新解释。因此，夜间海表微层产生的气溶胶在大气相关时间尺度内很可能仍覆盖着表面活性剂分子，这将影响液滴表面张力及化学物质跨空气-水界面的传输。
关键词： 棕榈酸、单分子层、中子、硝酸根自由基、棕榈油酸、反射率、气溶胶、红外线、脑苷脂、布鲁斯特角显微镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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CALIPSO激光雷达三级气溶胶廓线产品：版本3算法设计
摘要： CALIPSO（云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测）三级气溶胶廓线产品提供全球网格化、经质量筛选的月平均气溶胶消光廓线数据，这些数据由CALIOP（正交偏振云-气溶胶激光雷达）反演获得。本文阐述了生成第三代产品所采用的质量筛选与平均计算方法?；∈淙胧菸狢ALIOP二级气溶胶消光廓线及层分类信息（气溶胶、云和晴空）。在聚合处理前，通过系列滤波器对消光廓线进行质量筛选，以降低层检测误差、层分类误差、消光反演误差以及地表间歇性信号异常导致的偏差影响。从样本剔除频率、平均消光值及平均气溶胶光学厚度（AOD）三个维度比较了各滤波器的相对影响。"消光质量控制标志"滤波器对抑制三级平均消光的高估偏差最为有效，而"误分类卷云边缘"滤波器对剔除误判为气溶胶的卷云最为严格。研究在全球和区域尺度分析了质量筛选对月平均气溶胶消光的影响。应用质量滤波器后，三级算法通过垂直积分月平均质量筛选消光廓线来计算月平均AOD。这种积分计算方式避免了先集合消光廓线再平均AOD值可能导致的低估偏差。最终质量筛选使全球海洋和全球陆地的三级平均AOD分别降低24%和31%，凸显了质量筛选的重要性。
关键词： 版本3，气溶胶，激光雷达，光学深度，CALIPSO，质量筛选，消光
更新于2025-09-23 15:22:29
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CALIPSO第四版数据发布的消光与光学深度反演结果
摘要： 搭载于云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测系统（CALIPSO）的云-气溶胶偏振激光雷达（CALIOP）自2006年6月中旬以来持续开展近全球高度解析的云层与气溶胶层测量。2016年11月发布的CALIOP数据产品第4.10版（V4）对获取这些层空间和光学特性的算法进行了全面升级，因此V4与先前数据版本存在显著和细微差异。本文阐述了消光反演算法的改进，并展示了这些变更对CALIPSO激光雷达二级数据产品中消光系数和光学深度估算值的影响。气溶胶和冰云的激光雷达比普遍高于先前数据版本，导致V4中的消光系数和光学深度总体更高。文中描述了新实施的不透明层消光系数反演算法并分析其影响，在这些不透明层中也获取了精确的激光雷达比估算值。对于半透明卷云，CALIOP V4光学深度与MODIS集合6报告的光学深度对比显示，较之早期CALIOP第3版与MODIS集合5的对比有显著改善。
关键词： 检索算法、云层、CALIOP、激光雷达、光学厚度、CALIPSO、气溶胶、消光、第4版
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于计算气候模型中光解速率和太阳加热的辐射传输?？椋篠olar-J v7.5
摘要： Solar-J是一个针对太阳光谱的综合辐射传输模型，可同时满足地球系统模型中太阳加热与光化学的需求。该模型是Cloud-J的光谱扩展版本——Cloud-J作为计算0.18-0.8微米区域光解速率的标准工具被广泛应用于多种化学模型。其核心采用八流散射、平面平行辐射传输求解器并包含球面校正功能，通过云层积分法精确处理相关云层的平均效应。该模型运用展开至八阶的气溶胶与云层散射相函数，从而避免了多数太阳加热代码中普遍存在的各向同性等效近似。0.8-12微米的光谱扩展使其能计算散射与吸收的阳光，进而获取整个地球大气中的气溶胶直接辐射效应与加热率。Solar-J扩展部分采用了来自快速辐射传输模型（RRTMG-SW）的相关k气体吸收带（主要为水蒸气），该模型专为通用环流模式（GCM）短波应用设计。在晴空无气溶胶的热带大气中，Solar-J与RRTMG-SW对流层加热剖面的匹配度良好。我们对比了两种代码在含液态水层云和冰晶卷云的云层大气中的表现：对于层云，两者采用相同物理参数时发现RRTMG-SW的双流散射会导致所有太阳天顶角下行星反照率存在约3%的系统偏低偏差；而使用RRTMG-SW三种不同参数化方案处理卷云时，偏差高达20-40%且随太阳天顶角变化遍布整个大气层。实质上，Solar-J整合了RRTMG-SW与Cloud-J的优势组件，构建出高保真度的地球大气阳光散射吸收模块——其波长积分、散射处理及云场平均这三个主要组件的误差均保持在较低水平。虽然Solar-J的精确解需要更高计算成本（单大气模拟约为RRTMG-SW的5倍），但通过降低精度要求或计算加速选项可在保持改进保真度与平衡误差的同时控制成本。
关键词： 太阳能加热、云层、Cloud-J、气候模型、辐射传输、光解速率、散射、气溶胶、RRTMG-SW、Solar-J
更新于2025-09-23 15:22:29
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2011年DRAGON-MD和DISCOVER-AQ实验期间，基于AERONET地面辐射计与LARGE机载原位剖面数据的气溶胶单次散射反照率对比研究
摘要： 利用气溶胶机器人网络（AERONET）中CIMEL太阳-天空辐射计获取的单次散射反照率（SSA）数据，与2011年夏季NASA兰利气溶胶组实验（LARGE）团队在DRAGON-MD（分布式区域气溶胶网格观测网络-马里兰）和DISCOVER-AQ（基于柱状及垂直解析空气质量相关观测推导地表条件信息）联合实验期间开展的飞机航测同步原位采样进行了对比。当气溶胶光学厚度（AOD）在440纳米处≥0.4时（AERONET平均SSA：0.979），经插值至550纳米的AERONET单次散射反照率平均值比LARGE航测数据（平均SSA：0.99）低0.011。最大观测差异为0.023，所有差异均在声明的SSA精度综合不确定度范围内（AERONET为0.03，LARGE为0.02）。针对较低气溶胶负荷条件（AOD≥0.2）也分析了单次散射反照率均值，发现其与气溶胶光学厚度存在关联——在AERONET和LARGE数据集中，较低AOD均对应显著更低的单次散射反照率?；谔寤兄蛋刖?、虚部折射指数及柱状水汽测量等其他反演产品，探究了SSA变化趋势的多种成因。此外，还评估了DRAGON-MD研究站点之一戈达德太空飞行中心及另外两个中大西洋AERONET站点自1999年以来的长期记录中SSA随AOD的变化趋势。
关键词： 气溶胶，DRAGON-MD，大型，单次散射反照率，DISCOVER-AQ，AERONET
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过气溶胶光学厚度改进无云但高气溶胶负荷条件下的直接法向辐照度反演
摘要： 利用埃及三个站点（阿斯旺、开罗和塞得港）测量的全球地表太阳辐射及其直接与散射分量数据，检验了两种已发表分解模型在无云条件下根据实测水平面总辐射估算逐时直接法向辐照度的能力。测试模型未能复现测量数据的时间变异性——我们发现这部分源于气溶胶大气含量的大幅波动。我们提出改进的分解模型公式，该公式考虑了现场测量获取的1000纳米波段气溶胶光学厚度（AOD）。相较于原模型，在埃及三地均显著降低了偏差与均方根误差。但由于气象站很少测量AOD，我们还量化了当AOD源自MODIS观测数据或哥白尼大气监测服务（CAMS）产品时改进模型的表现。可能因其更精细的时间分辨率更适配AOD快速变化的表征，CAMS产品取得了最佳效果。因此建议在埃及等气溶胶普遍存在的区域，采用改进分解模型与CAMS产品的组合来估算逐时直接法向辐照度。需说明的是，改进后的分解模型虽在全天空条件下普遍适用，但其显著效益（可能具有限制性）已在无云条件下得到验证。
关键词： 埃及，直接法向辐照度，气溶胶，中东和北非地区
更新于2025-09-23 15:22:29