基于GOSAT卫星数据的大气甲烷反演误差分析及校正

【摘要】：大气甲烷(CH_4)高精度反演受到多种因素的影响,其中地表特征和大气状态的不确定性是重要的影响因素,如地表反射率、温度、湿度和压力廓线。地表反射率受到诸多因素的影响,难以获得精确的数据,会给反演结果带来较大误差。温度、湿度和压力廓线的不确定性亦是反演误差的重要来源,由此产生的系统误差难以避免,单独利用CH_4吸收带进行反演难以消除此种误差。针对各种参数不确定性的影响,本文提出比值光谱法和CO_2吸收带校正法进行校正。比值光谱法通过将绝对辐亮度谱转化为比值光谱,抑制地表反射率在反演过程中的作用。CO_2吸收带校正法利用CO_21.61μm吸收带,将CH_4柱含量转化为CH_4体积混合比,校正温度、湿度和压力廓线不确定性引起的系统误差。通过将两种校正方法结合,可同时抑制地表反射率和温度、湿度、压力廓线不确定性产生的影响,减小反演误差。利用温室气体观测卫星(GOSAT)的观测数据进行大气CH_4反演,采用比值光谱法和CO_2吸收带校正上述误差,结果显示校正后的CH_4体积混合比与GOSAT-Level2产品相当接近,反演精度可达-0.24%,反演结果较为稳健可靠。研究表明,比值光谱法和CO_2吸收带校正法可有效校正地表特征和大气状态参数不确定性引起的误差,提高大气CH_4反演精度。 【作者单位】： 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室;
【关键词】： 遥感 CH反演 误差校正 比值光谱法 CO吸收带
【基金】：国家自然科学基金项目(41175037)资助
【分类号】：P412.27
【正文快照】： 引言大气CH4是一种重要的温室气体,增温作用强,其浓度变化不仅对大气化学过程具有重要作用,而且影响着地气系统的辐射平衡,同时会影响气候和环境的变化。IPCC第四次评估报告指出,CH4的全球增温潜势是CO2的25倍,在全球温室效应中所起的作用约占20%[1]。自工业革命以来,大气CH4

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