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采用加权函数修正的差分光学吸收光谱反演环境大气中的CO2垂直柱浓度

孙友文 谢品华 徐晋 周海金 刘诚 王杨 刘文清 司福祺 曾议

采用加权函数修正的差分光学吸收光谱反演环境大气中的CO2垂直柱浓度

孙友文, 谢品华, 徐晋, 周海金, 刘诚, 王杨, 刘文清, 司福祺, 曾议
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  • 采用加权函数修正的差分光学吸收光谱技术(weighting function modified differential optical absorption spectroscopy, WFM-DOAS)测量环境大气中的CO2垂直柱浓度. 以直射太阳光测量光谱为例, 演示了WFM-DOAS算法的实现过程. 将环境大气分为50层, 借助辐射传输模拟软件SCIATRAN对各个测量光谱进行了模拟计算, 获得了最小二乘法拟合所需的目标气体CO2及干扰气体H2O、CH4 的柱权重函数和太阳归一化光谱常量. 采用WFM-DOAS方法对一整天的直射太阳光测量光谱进行了反演, 得到的反演误差均小于3%. 最后比较了两种不同DOAS算法对同一条测量光谱的反演结果, 验证了WFM-DOAS算法在红外被动气体遥感的优越性.
    • 基金项目: 环保公益性行业(气象)科研专项(批准号: GYHY201106045-1, 201109007);国家自然科学基金(批准号: 41275037, 41105011)资助的课题.
    [1]

    Shindell D T, Faluvegi G, Koch D M, Schmidt G A, Unger N, Bauer S E 2009 Science 326 716

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    Krings T, Gerilowski K, Buchwitz M, Reuter M, Tretner A, Erzinger J, Heinze D, Burrows J P, Bovensmann H 2011 Atmos. Meas. Tech. 4 2207

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    Sun Y W, Liu W Q, Wang S M, Huang S H, Zeng Y, Xie P H, Chen J, Wang Y P, Si F Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 140704 (in Chinese) [孙友文, 刘文清, 汪世美, 黄书华, 曾议, 谢品华, 陈军, 王亚萍, 司福祺 2012 物理学报 61 140705]

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-06
  • 修回日期:  2013-01-07
  • 刊出日期:  2013-07-05

采用加权函数修正的差分光学吸收光谱反演环境大气中的CO2垂直柱浓度

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 合肥 230031;
  • 2. 哈佛大学哈佛-史密松天体物理研究中心, 美国 MA
    基金项目: 

    环保公益性行业(气象)科研专项(批准号: GYHY201106045-1, 201109007)

    国家自然科学基金(批准号: 41275037, 41105011)资助的课题.

摘要: 采用加权函数修正的差分光学吸收光谱技术(weighting function modified differential optical absorption spectroscopy, WFM-DOAS)测量环境大气中的CO2垂直柱浓度. 以直射太阳光测量光谱为例, 演示了WFM-DOAS算法的实现过程. 将环境大气分为50层, 借助辐射传输模拟软件SCIATRAN对各个测量光谱进行了模拟计算, 获得了最小二乘法拟合所需的目标气体CO2及干扰气体H2O、CH4 的柱权重函数和太阳归一化光谱常量. 采用WFM-DOAS方法对一整天的直射太阳光测量光谱进行了反演, 得到的反演误差均小于3%. 最后比较了两种不同DOAS算法对同一条测量光谱的反演结果, 验证了WFM-DOAS算法在红外被动气体遥感的优越性.

English Abstract

参考文献 (26)

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