云光学厚度反演新方法及其应用研究

云光学厚度（COD）对理解气溶胶－云－辐射的相互作用、对研究大气辐射场区域分布特征与长期变化趋势等都是很重要的。本课题围绕COD遥感方法与应用，设计3个重点研究内容。内容之一是发展3个COD反演方法，即从气象台站观测的实时、小时与日累积的辐射资料反演COD方法；多视场光度计探测COD的反演方法；以及基于我国地表与云特性的卫星遥感COD反演方法。内容之二是通过辐射比对与COD对比探测2方面，分析这3个方法的精度、适用性与优缺点、并分析中国地区ISCCP与MODIS的COD产品精度与误差影响因子。内容之三是应用这3个方法，反演我国90多个气象台站1960－2010年间COD资料，分析近50年来我国COD区域分布特征和长期变化趋势。研究成果对促进我国云光学特性遥感方法与应用研究并走向国际研究前沿、对研究云和气溶胶的辐射－气候影响有重要意义。

云光学厚度（COD）对研究气溶胶－云－辐射的相互作用、对研究云的气候影响等都是很重要的。COD的定量遥感问题至今并未很好解决。本课题瞄准COD遥感，有如下3个重点研究内容：1）发展COD反演新方法；2）分析COD遥感方法的精度与适用性；3）应用所发展COD遥感方法，反演我国气象台站1960以来COD数据，分析其变化趋势。本课题已实现了主要研究内容与目标。4年来围绕云光学特性遥感，在发展辐射标定、云和气溶胶光学特性反演新方法及其应用方面取得6个重要的研究成果，特别是创新了3个遥感反演新方法。第一个新方法是在国际上首次应用散射对总辐射比值反演云光学厚度，其最大好处是反演结果对云的散射相函数的不确定性不很敏感。第2个直接采用现场辐射观测，标定太阳散射、直射与总辐射，还包含气溶胶光学厚度反演的一个新方法，这个方法已用于标定中国香河与西班牙IZANA二个国际辐射基准站的太阳辐射观测。这2个方法都在国际著名的SCI刊物上发表。第3个是采用不同视场的太阳直射测量综合反演COD与云有效粒子尺度一个新方法，在理论原理上是基于1.5度的太阳直射测量对云有效粒子半径非常敏感，而约5度的太阳直射测量对COD更加敏感，这一方法还有待于进一步实验论证与应用研究。课题应用所发展的方法，反演得到了我国北京、郑州、拉萨、格儿木等地1960年以来COD数据以及南极美国South Pole站1993至2013年COD数据。此外，课题还发展了一个大气水汽和臭氧0.3至4m波段内透过率得参数化模式。在这些研究方面已发表SCI论文3篇，EI论文3篇。课题所发展的云光学特性遥感反演新方法与研究成果，有应用前景，对研究云和气溶胶的辐射－气候影响有重要意义。