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大气SO2柱总量遥感反演算法比较分析及验证
被引量：
11
1
作者
闫欢欢
李晓静
+4 位作者
张兴赢
王维和
陈良富
张美根
徐晋
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第8期144-160,共17页
卫星遥感技术已成为城市污染气体SO_2监测和全球火山活动监测及预警的重要手段.目前新的PCA(principal component analysis)算法有效减小了反演数据噪声,并替代之前业务算法BRD(band residual difference)用于边界层SO_2柱总量产品的反...
卫星遥感技术已成为城市污染气体SO_2监测和全球火山活动监测及预警的重要手段.目前新的PCA(principal component analysis)算法有效减小了反演数据噪声,并替代之前业务算法BRD(band residual difference)用于边界层SO_2柱总量产品的反演.然而,目前对PCA算法反演产品精度的评价和验证研究较少,缺少与BRD算法产品进行长时间序列的比较以评估算法适用性,尤其在中国大气污染重点城市区域.本文利用地基多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)观测及多尺度空气质量模式系统(RAMS-CMAQ)大气化学模式模拟等数据,评估PCA和BRD反演算法的精度及误差.另外,选取洁净海洋地区、中国大气污染重点城市区域和高浓度火山喷发三种情况,比较分析PCA与BRD SO_2总量的时空格局变化差异及对不同SO_2总量下的适用性,并对两种算法反演不确定性进行分析讨论.结果表明,在中国京津冀、珠江三角洲和长江三角洲区域,PCA SO_2总量反演值低于BRD,BRD反演结果更接近于地基的MAX-DOAS观测值,冬季BRD和PCA SO_2总量值低于RAMS-CMAQ模拟结果,夏季7月和8月BRD SO_2总量值高于RAMS-CMAQ模拟结果.在SO_2总量接近于0值的洁净海洋地区,PCA算法产品噪声水平低于BRD算法,但PCA反演结果整体偏差大于BRD算法.在高浓度火山喷发情况下,当SO_2总量大于25 DU时BRD SO_2总量反演值低于PCA,且随着SO_2总量增大,两种算法反演值差异亦增大.该研究对于OMI(Ozone Monitering Instrument)SO_2产品的应用具有重要的参考价值,通过分析不同反演算法的差异及对其不确定性追因,对于算法改进研究也具有重要的科学意义.
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关键词
污染气体SO2
卫星遥感反演算法
比较验证
不确定性分析
下载PDF
职称材料
题名
大气SO2柱总量遥感反演算法比较分析及验证
被引量：
11
1
作者
闫欢欢
李晓静
张兴赢
王维和
陈良富
张美根
徐晋
机构
中国气象局国家卫星气象中心
中国科学院遥感与数字地球研究所
中国科学院大气物理研究所
中国科学院安徽光学精密机械研究所
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第8期144-160,共17页
基金
国家卫星气象中心青年人才基金项目、高分辨率对地观测系统重大专项气象应用示范项目(批准号:E310/1112)
公益气象行业专项(批准号:GYHY201106045)
+1 种基金
欧盟FP7框架国际合作项目(批准号:606719)
国家自然科学基金(批准号:41501413)资助的课题~~
文摘
卫星遥感技术已成为城市污染气体SO_2监测和全球火山活动监测及预警的重要手段.目前新的PCA(principal component analysis)算法有效减小了反演数据噪声,并替代之前业务算法BRD(band residual difference)用于边界层SO_2柱总量产品的反演.然而,目前对PCA算法反演产品精度的评价和验证研究较少,缺少与BRD算法产品进行长时间序列的比较以评估算法适用性,尤其在中国大气污染重点城市区域.本文利用地基多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)观测及多尺度空气质量模式系统(RAMS-CMAQ)大气化学模式模拟等数据,评估PCA和BRD反演算法的精度及误差.另外,选取洁净海洋地区、中国大气污染重点城市区域和高浓度火山喷发三种情况,比较分析PCA与BRD SO_2总量的时空格局变化差异及对不同SO_2总量下的适用性,并对两种算法反演不确定性进行分析讨论.结果表明,在中国京津冀、珠江三角洲和长江三角洲区域,PCA SO_2总量反演值低于BRD,BRD反演结果更接近于地基的MAX-DOAS观测值,冬季BRD和PCA SO_2总量值低于RAMS-CMAQ模拟结果,夏季7月和8月BRD SO_2总量值高于RAMS-CMAQ模拟结果.在SO_2总量接近于0值的洁净海洋地区,PCA算法产品噪声水平低于BRD算法,但PCA反演结果整体偏差大于BRD算法.在高浓度火山喷发情况下,当SO_2总量大于25 DU时BRD SO_2总量反演值低于PCA,且随着SO_2总量增大,两种算法反演值差异亦增大.该研究对于OMI(Ozone Monitering Instrument)SO_2产品的应用具有重要的参考价值,通过分析不同反演算法的差异及对其不确定性追因,对于算法改进研究也具有重要的科学意义.
关键词
污染气体SO2
卫星遥感反演算法
比较验证
不确定性分析
Keywords
trace
gas
SO2
satellite
remote
sensing
comparison
and
validation
uncentainty
analysis
分类号
TP79 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大气SO2柱总量遥感反演算法比较分析及验证
闫欢欢
李晓静
张兴赢
王维和
陈良富
张美根
徐晋
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
11
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