面向遥感应用的中国区域高浓度气溶胶光谱辐射特性研究

The particles in high concentration aerosols have a very complex nature in, e.g., size, shape, composition, etc., which makes the quantity modeling of their optical scattering properties a difficult task. The current standard atmospheric radiative transfer models not entirely applicable to the high concentration aerosols in China, which prevents from obtaining adequate and accurate results in China through quantitative remote sensing. This project aims to build China high concentration aerosol models based on shape, physical and spectral radiative properties observed by long-term and high precision ground-based measurements. Then the physical and optical discrepancies of different aerosols are analyzed. Finally, the vector radiative transfer model is used to quantitative simulating the scattering and polarization effects of different aerosols under different observation conditions. The implementation of this project will contributes to the study of the radiative properties of high concentration aerosols in China and provides a theoretical basis for improving the precision of aerosol remote sensing under severe aerosol loadings.

中国地区高浓度气溶胶粒子的大小、形态、成分等十分复杂，其光学散射特性很难定量模型化。目前国际上标准的大气辐射传输模型对我国气溶胶模型的描述较为简化，无法准确模拟中国区域高浓度气溶胶的光谱辐射特性，这导致了目前卫星气溶胶产品在中国高浓度气溶胶污染天气下缺少观测产品、或精度较差。本项目拟基于长时间、高精度的地基观测数据构建中国高浓度气溶胶散射模型，在对比分析不同模型物理、光学特性差异的基础上，结合矢量辐射传输模型，定量模拟分析卫星遥感观测对高浓度气溶胶模型各参数的敏感性，以及不同观测条件下高浓度气溶胶粒子的散射、偏振效应差异。本项目的实施将有助于深刻了解中国地区高浓度气溶胶的光谱辐射特性，为提高中国地区高浓度气溶胶定量遥感反演的精度和适用性提供先验知识。

大气污染监测和全球气候变化研究迫切需要对高浓度气溶胶各参数进行高精度、实时、大范围的定量反演。如何结合地基、卫星等长时间大范围观测数据，有效提高中国区域高浓度气溶胶背景下卫星遥感反演的精度，这一问题已经成为研究热点。尽管我国在气溶胶定量遥感反演理论和方法研究方面已经取得不少成果，但目前卫星遥感技术在高浓度气溶胶背景下产品缺失或精度差。.在青年科学基金(资助号: 41501401)资助下,以提高对中国区域高浓度气溶胶特性的认知、提高气溶胶遥感反演的精度为目标，在构建高浓度气溶胶模型、研究其物理光学特性、研究模型对遥感反演的敏感性等方面进行了创新研究。项目执行期间，团队在气溶胶遥感领域发表6篇SCI。.本项目的实施和研究成果将有助于深刻了解中国地区重污染天气下高浓度气溶胶的组成、含量、光学及辐射特征，为提高中国地区高浓度气溶胶定量遥感反演的精度，提高我们对中国气溶胶辐射、气候效应的认识提供理论依据和技术支撑。