BRD和DOAS SO_2总量遥感反演算法的比对

作者：闫欢欢; 李晓静; 王维和; 张兴赢; 陈良富; 韩冬; 余超; 高玲

来源：中国科学:地球科学 , 2017, 47(09): 1071-1083.

DOI：10.1360/n072016-00266

• SO2
• DOAS
• BRD
• 比对

大气中SO2是一种对城市大气环境变化和全球辐射能量平衡有着重要影响的痕量气体.BRD（Band Residual Difference Algorithm）和DOAS（Differential Optical Absorption Spectroscopy）算法是两种主要的SO2总量遥感反演算法,分别被用于美国和欧洲不同卫星载荷数据的SO2反演.然而,目前缺少两种算法在相同观测条件下SO2反演的精度比较及不确定性分析、在物理数学反演机制上的差异追因.因此,本文基于相同的仿真模拟数据和卫星紫外辐射观测数据,反演获得不同大气状况下的BRD和DOAS SO2总量并进行精度比较验证.从算法反演通道、O3吸收、气溶胶、地表反射率和观测角度影响等方面,讨论分析BRD和DOAS反演结果差异及反演误差的原因.结果表明,在低浓度SO2情况下,BRD反演SO2总量更接近于正演输入SO2总量,DOAS反演结果存在高估,但相对于BRD算法,DOAS算法长时间序列卫星反演结果更能表现出SO2的季节变化特征;在高浓度SO2情况下,BRD（310.8314.4nm）和DOAS（315327nm）反演结果的绝对值差异明显且存在低估,BRD（310.8314.4nm）SO2反演值及反演精度都低于DOAS（315327nm）反演结果.基于高光谱分辨率大气辐射传输模型SCIATRAN的反演不确定性分析结果显示,反演通道选择、紫外O3吸收、气溶胶、地表反射率和观测角度对SO2总量反演精度的影响较大.本研究对于SO2卫星遥感反演算法的改进及SO2反演产品的应用具有重要的科学意义,也可促进中国未来大气成分SO2卫星遥感产品的研发.

• 单位
  青岛大学师范学院; 遥感科学国家重点实验室; 国家卫星气象中心; 中国科学院遥感与数字地球研究所