高时间分辨率红外数据大气校正和地表温度/比辐射率反演方法研究

时间序列地表温度是表征地气能量交换过程的重要物理参数，在全球温度和气候变化研究中发挥着举足轻重的作用。静止气象卫星红外数据时间分辨率高、观测角度一致，是目前唯一切实可行的获取长时间序列具有高度一致性地表温度数据的有效手段。然而，目前时间序列红外数据大气校正和温度/比辐射率反演方法仍存在很多缺陷，难以精确反演地表温度和比辐射率，迫切需要更为深入的研究来解决时间序列地表温度反演问题。本研究拟利用我国风云静止气象卫星红外数据，配合一天较少时刻的大气廓线数据，通过探索温度昼夜变化规律，提出静止气象卫星时间序列红外数据大气校正新方法；而后，仅利用白天时刻经过大气校正的时间序列中/热红外数据，建立新的中/热红外通道地表比辐射率反演模型，并在地表比辐射率数据支持下发展地表温度反演算法；最后构建交叉验证体系检验模型的精度。本研究可为我国风云系列静止卫星的遥感应用提供技术支撑，具有非常重要的理论和应用价值。

时间序列地表温度对于研究温度昼夜变化规律，全球温度变化规律具有十分重要的意义。本研究首先利用静止气象卫星红外数据时间分辨率高、观测角度一致的优势，基于欧洲中期气象预报中心ECMWF提供的一天仅4个时刻的大气廓线数据，提出了改进的四参数温度昼夜变化模型的静止气象卫星时间序列热红外数据大气校正方法；其次，利用经过大气校正的时间序列中/热红外数据，将适用于可见光谱段的BRDF模型引入中红外谱段，发展了一种仅利用白天中/热红外数据的温度不变光谱指数地表比辐射率反演方法；随后，基于静止气象卫星自身的响应特性，建立了FY-2C静止气象卫星热红外数据普适性劈窗算法反演地表温度；最后，考虑到静止气象卫星空间分辨率低的特点，本项目基于国外极轨Terra卫星MODIS传感器地表温度与比辐射率产品，建立了综合观测天顶角、观测时间、空间分辨率、光谱等一致性处理技术的极轨与静止卫星交叉验证方法，并对反演模型的精度进行了验证。本项目产出成果可以为我国风云系列静止气象卫星提供温度反演技术支撑。通过本项目研究，共发表文章12篇，其中，SCI文章5篇，EI文章6篇，其他文章1篇。