CALIPSO激光雷達(dá)水下信號(hào)反演大洋葉綠素濃度的探索.pdf

1、云-氣溶膠激光雷達(dá)和紅外探測(cè)衛(wèi)星 CALIPSO的主要載荷 CALIOP能同時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為532 nm和1064 nm的激光脈沖,研究表明主動(dòng)探測(cè)器 CALIOP在獲取大氣云層和氣溶膠層參數(shù)的同時(shí),532 nm激光脈沖能穿透海表,獲取海洋水體中顆粒物的后向散射信息。由于1064 nm波長(zhǎng)的光大部分表層海水吸收,因此本文旨在利用 CALIPSO提供的532 nm通道一級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品,計(jì)算 CALIOP接收系統(tǒng)光電倍增管的瞬態(tài)響應(yīng)函數(shù),對(duì)水下原始

2、數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,獲得校正后的顆粒物后向散射系數(shù),并研究其與 MODIS大洋葉綠素濃度之間的關(guān)系。
　　利用 CALIOP2008年532 nm地表后向散射信號(hào),結(jié)合胡永祥提出的拖尾峰值比方法計(jì)算地表引起的峰值信號(hào)以及其相鄰信號(hào)之間的關(guān)系。結(jié)果表明北半球冬季和夏季樣本數(shù)據(jù)特征呈現(xiàn)明顯的差異性,并且北半球春季、秋季樣本數(shù)據(jù)特征和冬季相同。并且北半球冬季數(shù)據(jù)中有43.6％的數(shù)據(jù)和夏季樣本數(shù)據(jù)特性一致,56.4%的數(shù)據(jù)特性和南極大陸以及格陵

3、蘭島相一致,由于南極大陸以及格陵蘭島常年被冰雪覆蓋,因此判定北半球冬季和夏季 CALIOP瞬態(tài)響應(yīng)的差異主要是由于冰雪因素引起。提取陸地表面后向散射信號(hào)以及該信號(hào)前一個(gè)采樣單元(bin)和緊鄰其后的10個(gè)采樣單元,利用 Li提出方法可以計(jì)算得到 CALIOP離散瞬態(tài)響應(yīng)函數(shù),使用最小二乘法進(jìn)而求得瞬態(tài)響應(yīng)的分段連續(xù)函數(shù)。不考慮冰雪因素的影響,則不同地球表面 CALIOP瞬態(tài)響應(yīng)函數(shù)是一致的。
　　由于 CALIOP拖尾現(xiàn)象的存在,

4、當(dāng)系統(tǒng)接收到來(lái)自海表的信號(hào)時(shí),使得該信號(hào)能量延伸到之后相鄰的幾個(gè)采樣單元當(dāng)中,造成測(cè)量的海洋次表層水體的后向散射信號(hào)偏大,因此為了獲得真實(shí)的后向散射信號(hào),需使用瞬態(tài)響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行校正。在廣闊的大洋海域,合理假設(shè)大洋海水中顆粒物的后向散射主要由浮游植物引起。本文利用2008年 CALIPSO提供的第三版本一級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和 AMSR-E提供的海面風(fēng)速產(chǎn)品以及 MODIS提供的葉綠素濃度和漫射衰減系數(shù)的年平均值,分別計(jì)算得到 CALIPSO532