2011年春季北极地区臭氧低值事件的卫星遥感监测 被引量：9

1

作者 刘年庆 黄富祥 王维和 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第27期2315-2318,共4页

利用FY-3B SBUS和NOAA SBUV/2观测资料,监测2011年3月1日～4月5日北极地区臭氧低值事件发生发展全过程.臭氧低值区臭氧总量在200～250DU,局部极低值在200DU左右,达到臭氧洞水平,比通常水平低100～200DU.此次北极臭氧低值事件开始于3月1... 利用FY-3B SBUS和NOAA SBUV/2观测资料,监测2011年3月1日～4月5日北极地区臭氧低值事件发生发展全过程.臭氧低值区臭氧总量在200～250DU,局部极低值在200DU左右,达到臭氧洞水平,比通常水平低100～200DU.此次北极臭氧低值事件开始于3月1日,结束于4月5日,期间经历扩展-消亡、围绕极地自西向东方向旋转、由极区沿经线向中纬度扩散等多个发展变化过程.这次非常罕见的北极地区臭氧低值事件影响范围除极区外,还波及从欧洲到俄罗斯中部的广大人口密集地区,导致这些地区地表紫外线强度的急剧增强,对人类身体健康和环境造成重要影响,应该引起高度关注. 展开更多

关键词 北极 臭氧低值事件 FY-3卫星 紫外臭氧垂直 探测仪 臭氧垂直廓线

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大气/真空环境紫外臭氧垂直探测仪光谱辐照度定标研究 被引量：17

2

作者 杨小虎 王淑荣 黄煜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期22-27,共6页

为进一步提高紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)在轨探测及数据反演精度,提出了SBUS地面定标的一系列改进方案,其中为实现地面定标与在轨工作环境一致的全波段真空辐射定标是改进的第一项。通过构建SBUS大气/真空光谱辐照度响应度比对测试装置,... 为进一步提高紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)在轨探测及数据反演精度,提出了SBUS地面定标的一系列改进方案,其中为实现地面定标与在轨工作环境一致的全波段真空辐射定标是改进的第一项。通过构建SBUS大气/真空光谱辐照度响应度比对测试装置,实测了两种环境下SBUS整机对同一光源的光谱辐照度响应。结果显示,在250～300nm波段,真空/大气相对偏差约0.8%;在300～400nm波段,真空/大气比对结果随波长变化,最大偏差略高于15%。而仪器250～400nm波段定标环境引入的单项不确定度,真空定标比以往大气定标减小了1.8%。理论分析及实验验证后发现SBUS反射元件Al+MgF2膜层在真空/大气下光谱反射率会发生变化,从而证实了SBUS在真空环境下定标的必要性。 展开更多

关键词 遥感 辐射定标 光谱辐照度定标 Al+MgF2膜 紫外臭氧垂直探测仪

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风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线产品反演试验 被引量：15

3

作者 黄富祥 刘年庆 +2 位作者 赵明现 王淑荣 黄煜 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第17期2556-2561,共6页

新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS,是我国第一次自主研制的卫星臭氧探测仪,目前正处于在轨测试阶段.利用现阶段观测数据,开展臭氧垂直廓线反演试验,并将观测数据和反演廓线与美国NOAA卫星同类仪器SBUV/2进... 新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS,是我国第一次自主研制的卫星臭氧探测仪,目前正处于在轨测试阶段.利用现阶段观测数据,开展臭氧垂直廓线反演试验,并将观测数据和反演廓线与美国NOAA卫星同类仪器SBUV/2进行了初步对比.通过太阳辐照度观测、5个短波长通道N-值,以及反演廓线的比较和分析,表明我国首次自主研制的风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪SBUS观测数据和反演产品均达到较高精度,反演廓线与SBUV/2的相对偏差百分率大约为±7%. 展开更多

关键词 风云三号气象卫星 紫外臭氧垂直探测仪 臭氧垂直廓线

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风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法及对比反演试验 被引量：12

4

作者 黄富祥 赵明现 +1 位作者 杨昌军 董超华 《自然科学进展》 北大核心 2008年第10期1136-1142,共7页

从正演模型和反演计算两个方面,介绍风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法FY-V1.0,并比较了与美国NOAA目前两种业务反演算法V6和V8的差异.利用美国NOAA/SBUV(/2)的L1b观测数据,开展FY-V1.0与V8的对比反演试验.对比反演试验结果表明:在... 从正演模型和反演计算两个方面,介绍风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法FY-V1.0,并比较了与美国NOAA目前两种业务反演算法V6和V8的差异.利用美国NOAA/SBUV(/2)的L1b观测数据,开展FY-V1.0与V8的对比反演试验.对比反演试验结果表明:在全球低(纬度数<30°)、中(30°≤纬度数<60°)、高(60°≤纬度数<90°)3个纬度带,FY-V1.0反演廓线都与V8产品很好地吻合,FY-V1算法相对反演精度在±2以内.初步分析表明,卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法的误差主要有3个来源:一是下垫面理想化假设,二是多次散射和反射辐射的辐射查算表插值计算,三是先验臭氧廓线X0缺乏对中国区域的代表性.分析认为,未来FY-V1.0算法反演精度改进主要在二个方面:一是利用TOMRAD模式开展多次散射和反射辐射的直接计算,代替目前的辐射查算表插值计算方法;二是通过增加臭氧廓线气候数据库中国区域廓线,或者改进中国区域先验臭氧廓线X0生成方法,改进其对中国区域的代表性. 展开更多

关键词 风云三号卫星 紫外臭氧垂直探测仪 反演算法 对比反演试验

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紫外臭氧垂直探测仪波长精度分析与波长定标新方法的研究 被引量：9

5

作者 林冠宇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2668-2674,共7页

对紫外臭氧垂直探测仪波长扫描机构中的凸轮廓线、摆杆长度和齿轮组传动等误差,及受温度因素对波长精度影响进行分析,得出理论波长精度为±0.035nm。地面采用C-T型1.5m单色仪和标准氘灯相结合的新方法,对大气臭氧吸收12条波长及160... 对紫外臭氧垂直探测仪波长扫描机构中的凸轮廓线、摆杆长度和齿轮组传动等误差,及受温度因素对波长精度影响进行分析,得出理论波长精度为±0.035nm。地面采用C-T型1.5m单色仪和标准氘灯相结合的新方法,对大气臭氧吸收12条波长及160～400nm光谱进行波长定标,分析定标的不确定度为±0.026nm。通过在轨波长测试的结果表明:仪器的波长精度为±0.023nm,与理论分析值相符,验证了波长精度的理论分析、定标方法和不确定度计算的正确性。 展开更多

关键词 紫外臭氧垂直探测仪 波长精度 波长定标 不确定度

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地外太阳紫外光谱测量 被引量：8

6

作者 王淑荣 李福田 +8 位作者 宋克非 王立朋 汪龙祺 林冠宇 黄煜 刘海波 曲艺 黄富祥 王维和 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1271-1277,共7页

介绍了我国自主研制的用于地外太阳紫外光谱测量的FY-3紫外臭氧垂直探测仪,利用该仪器成功获得了地外太阳紫外光谱数据。该紫外臭氧垂直探测仪是一台结构紧凑,工作波段为160～400nm的紫外-真空紫外光谱辐射仪。报导了该探测仪的组成和... 介绍了我国自主研制的用于地外太阳紫外光谱测量的FY-3紫外臭氧垂直探测仪,利用该仪器成功获得了地外太阳紫外光谱数据。该紫外臭氧垂直探测仪是一台结构紧凑,工作波段为160～400nm的紫外-真空紫外光谱辐射仪。报导了该探测仪的组成和工作原理,描述了它的3种工作模式,即大气模式、太阳模式和标准灯模式。介绍了太阳模式下该探测仪的光谱辐照度定标,受光源性能所限,光谱辐照度定标分160～300nm和250～400nm两个波段进行。最后,给出了利用紫外臭氧垂直探测仪获得的太阳紫外光谱和数据处理结果。结果表明,利用该探测仪在轨获得的160～400nm太阳连续光谱和250～340nm间12个特征波长的太阳分立光谱与美国SBUV/2获得的测量数据的一致性在±5%以内。 展开更多

关键词 紫外臭氧垂直探测仪 紫外光谱 太阳光谱

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风云三号A星紫外臭氧垂直探测仪反演产品的比较和评估 被引量：7

7

作者 黄富祥 刘年庆 +2 位作者 张鹏 赵明现 董超华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1568-1576,共9页

为了考察和评估我国首次自主研制并由新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS的观测数据和反演产品的精度和稳定性,利用SBUS在轨观测数据开展了臭氧垂直氧廓线反演试验,并将反演产品与NO-AA卫星同类仪器SBUV/2产... 为了考察和评估我国首次自主研制并由新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS的观测数据和反演产品的精度和稳定性,利用SBUS在轨观测数据开展了臭氧垂直氧廓线反演试验,并将反演产品与NO-AA卫星同类仪器SBUV/2产品数据进行了系统比较。首先使用自主研发的风云三号紫外臭氧垂直廓线反演算法FY_V1.0开展臭氧廓线反演试验,输入数据为SBUS2008年7月17日～8月30日在轨观测数据。然后,采用3种方法,即匹配像元数据直接比较,赤道地区平均反演廓线比较以及反演廓线与先验廓线残差比较,将反演结果与SBUV/2产品进行了比较。最后,基于各种比较结果进行分析和评估。结果显示,与NOAA-16和17卫星SBUV/2反演产品相比,SBUS反演产品多数高度层相对偏差百分率在±10%之间,部分层相对偏差达到±15%;在20°N～20°S比较平均反演臭氧垂直廓线,最大差异为5.4DU,最小差异为0,多数在±0.3DU之间;比较反演廓线与先验廓线的残差表明,较大残差发生的高度以及残差正负性等方面存在明显差异。结论认为,在未对数据做任何订正的条件下,SBUS反演臭氧垂直廓线产品在多数高度层精度尚可,但是,与SBUV/2产品相比,SBUS获取的臭氧垂直廓线存在较大的系统性偏差,需要通过与SBUV/2的交叉定标进行订正。 展开更多

关键词 风云三号A星 NOAA卫星 紫外臭氧垂直探测仪 臭氧垂直廓线反演

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紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)辐射定标和反演臭氧垂直廓线验证 被引量：5

8

作者 黄富祥 黄煜 +3 位作者 Lawrence E.Flynn 王维和 曹冬杰 王淑荣 《气象科技进展》 2013年第4期108-115,共8页

风云三号卫星（FY-3）是中国第二代极轨气象卫星，紫外臭氧垂直探测仪（SBUS）是该卫星11个主要星载遥感仪器之一。阐述了卫星发射前和发射后紫外臭氧垂直探测仪定标、数据及产品验证的结果。主要内容包括仪器发射前的定标和特性描述、... 风云三号卫星（FY-3）是中国第二代极轨气象卫星，紫外臭氧垂直探测仪（SBUS）是该卫星11个主要星载遥感仪器之一。阐述了卫星发射前和发射后紫外臭氧垂直探测仪定标、数据及产品验证的结果。主要内容包括仪器发射前的定标和特性描述、在轨监测、臭氧垂直廓线反演产品检验，以及其产品在2011年北极严重臭氧损耗中的监测应用。紫外臭氧垂直探测仪发射前定标，实验室定标不确定性估计大约为4.7%，在轨监测表明漫反射板反射率252nm通道大约衰减15%，其他11个通道大约衰减3%～5%。与美国NOAA卫星同类载荷SBUV/2s反演产品进行比较，FY-3A SBUS反演产品相对差异百分率大约为±7%，而FY-3B SBUS产品相对偏差百分率大约为±6%。利用FY-3 SBUS臭氧垂直廓线监测2011年春季北极严重臭氧损耗，表明从对流层上层到平流层下部的臭氧损耗占臭氧总量损耗的70%～80%。 展开更多

关键词 定标 风云三号卫星 臭氧垂直廓线 紫外臭氧垂直探测仪

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青藏高原卫星紫外后向散射辐射的正演仿真 被引量：2

9

作者 孙诗雅 黄富祥 夏学齐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期256-263,共8页

为了定量评估像元下垫面反射率等要素对青藏高原卫星臭氧遥感数据精度的影响,设计了青藏高原卫星太阳紫外后向散射辐射的正演仿真计算。首先提取NOAA卫星SBUV/2青藏高原像元下垫面的观测数据,结合提取的臭氧垂直廓线数据,设计青藏高原... 为了定量评估像元下垫面反射率等要素对青藏高原卫星臭氧遥感数据精度的影响,设计了青藏高原卫星太阳紫外后向散射辐射的正演仿真计算。首先提取NOAA卫星SBUV/2青藏高原像元下垫面的观测数据,结合提取的臭氧垂直廓线数据,设计青藏高原正演仿真计算的输入参数,最后输入风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪正演仿真计算系统开展正演仿真计算,利用计算结果,考察卫星紫外臭氧垂直探测仪通道辐射观测值随下垫面特征参数的变化特征。结果表明:当太阳天顶角在30°~88°内变化时,仪器各个通道的辐亮度观测值都随太阳天顶角增大而减小,变率在-0.002%~-46.24%,变率随着波长的增大而增大,其中第12通道的最大达到-46.24%;当像元下垫面反射率在0~0.8内变化时,仪器通道辐亮度观测值的变化特征随波长不同而有显著差异,其中短波长的第1~6通道,对观测值的影响几乎可以忽略不计,而长波长的第7~12通道,观测值随着下垫面反射率的增大而增大,而且这种变率随着波长的增大而快速增加,第12通道的最大变率达到2903.2%;像元下垫面有效气压的改变,对仪器通道辐亮度观测值的影响可以忽略不计。 展开更多

关键词 卫星遥感 青藏高原 紫外臭氧垂直探测仪 正演计算 辐射传输

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FY-3A紫外臭氧垂直探测仪程控设计与实现 被引量：2

10

作者 汪龙祺 王淑荣 +3 位作者 李福田 阚珊珊 刘海波 宋克非 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期303-310,共8页

描述了FY-3A气象卫星紫外臭氧垂直探测仪的组成和4种主要工作模式,即大气测量模式、太阳连续测量模式、太阳分立测量模式及标准灯测量模式。在此基础上对在轨运行的任务进行了分析说明。针对仪器运行参数多、测量模式转换复杂等特点,提... 描述了FY-3A气象卫星紫外臭氧垂直探测仪的组成和4种主要工作模式,即大气测量模式、太阳连续测量模式、太阳分立测量模式及标准灯测量模式。在此基础上对在轨运行的任务进行了分析说明。针对仪器运行参数多、测量模式转换复杂等特点,提出了合理的在轨运行控制方案,介绍了其程控设计要点与实现。给出了FY-3A星紫外臭氧垂直探测仪在轨测量的太阳模式和大气模式紫外辐射遥感数据,其太阳分立模式波长重复性为±0.03nm,自动增益转换功能使系统的动态范围达到106量级。实验结果表明,FY-3A星紫外臭氧垂直探测仪在轨工作正常,测量模式转换和执行准确,其运控方案完备,数据获取有效,仪器在轨工作处于最佳性能状态。 展开更多

关键词 星载紫外臭氧垂直探测仪 在轨运行 软件 设计

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紫外臭氧垂直探测仪波长定标研究(英文) 被引量：1

11

作者 杨小虎 《大气与环境光学学报》 CAS 2014年第2期159-167,共9页

介绍了一种新的紫外臭氧垂直探测仪波长定标方法。结合连续光谱和单色仪产生特征谱线克服了一些特殊波段内离散线谱的缺失。紫外臭氧垂直探测仪的波长定标系统主要由高稳定氙灯光源、1.5 m车尔尼-特纳型单色仪以及前置、后置光学系统构... 介绍了一种新的紫外臭氧垂直探测仪波长定标方法。结合连续光谱和单色仪产生特征谱线克服了一些特殊波段内离散线谱的缺失。紫外臭氧垂直探测仪的波长定标系统主要由高稳定氙灯光源、1.5 m车尔尼-特纳型单色仪以及前置、后置光学系统构成。该新方法的基本原理主要是一个相互定标校准的过程。紫外臭氧垂直探测仪自带汞灯在紫外波段给波长定标系统提供参考标准光谱,波长定标系统则反过来给紫外臭氧垂直探测仪提供12个更高线性精度的臭氧吸收特征光谱。该波长定标结果完全满足臭氧反演所需要的波长准确度及光谱带宽精度要求。 展开更多

关键词 波长定标 紫外臭氧垂直探测仪 车尔尼-特纳型单色仪 臭氧反演

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FY-3紫外臭氧垂直探测仪10~6动态范围线性测量及修正

12

作者 杨小虎 王淑荣 黄煜 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期19-22,共4页

基于对FY-3紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)106动态范围线性测量的需求,提出了一种将中性减光片法和双光阑法相结合的思路,两者相互弥补,得出了SBUS整个动态范围的线性度,并进行了非线性修正。不确定度分析得出该方法的合成标准不确定度为0.4... 基于对FY-3紫外臭氧垂直探测仪(SBUS)106动态范围线性测量的需求,提出了一种将中性减光片法和双光阑法相结合的思路,两者相互弥补,得出了SBUS整个动态范围的线性度,并进行了非线性修正。不确定度分析得出该方法的合成标准不确定度为0.44%,而传统的距离平方反比定律法对于103-104动态范围的合成标准不确定度为0.62%,证明了该方法对于大动态范围光电探测器系统线性测量的有效性和优越性。 展开更多

关键词 测量 线性 中性减光片法 双光阑法 FY-3紫外臭氧垂直探测仪

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