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利用CALIPSO激光雷达和红外成像辐射计识别撒哈拉地区沙尘气溶胶

刘晶晶  黄建平  陈斌  
【摘要】:云和气溶胶的辐射效应成为气候系统中最不确定的因素之一,而撒哈拉沙漠作为世界上最大的沙漠以及沙尘气溶胶的主要源地,在全球能量平衡中扮演着重要的角色,因此准确区分该地区的云和沙尘气溶胶具有非常重要的意义。CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations)卫星上的主动激光雷达CALIOP(Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization)能够准确区分薄沙尘和水云,当沙尘层很厚时,厚沙尘与冰云的PDFs会发生重叠,从而导致将厚沙尘误判成冰云。但已有研究表明:CALIPSO上的被动红外成像辐射计IIR(Infrared Imaging Radiometer)能够正确识别厚沙尘,但是对薄沙尘有一定的误判。基于CALIOP和IIR的这种优劣互补,Chen等(2010)发展了结合CALIOP和IIR来识别沙尘气溶胶的方法,被称为CLIM方法。该方法在很大程度上改进了CALIPSO激光雷达方法对塔克拉玛干厚沙尘的误判,本文采用CLIM方法研究撒哈拉地区云和沙尘气溶胶的识别问题。针对2008年春季撒哈拉地区,首先采用MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer),CloudSat,CALIPSO等卫星的联合观测以及地面观测资料获得云和沙尘气溶胶的分布,并以这种分布为准确值。然后将该值与CALIPSO激光雷达方法和CLIM方法的结果进行对比,结果表明,激光雷达方法的误判率为7.62%,而CLIM的误判率仅为3.14%,说明CLIM方法与卫星联合观测和地面资料的结果更一致。表明CLIM方法能够很大程度的改进撒哈拉地区CALIOP激光雷达方法对厚沙尘的误判,用CLIM方法来区分云和气溶胶有很好的应用前景。

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