星载激光雷达数据应用于海气间二氧化碳交换通量估算的探索

本研究提出将云-气溶胶激光雷达和红外探测者观测卫星(CALIPSO)的激光雷达数据应用于海气间二氧化碳交换通量研究的新思路。计划通过对星载激光雷达数据的研究分析，综合其他卫星资料，参考现有经验关系，建立以星载激光海面后向散射、水下散射及卫星海表温度为参量的海气界面二氧化碳交换通量估算模型。期望该项研究有助于减小全球海气二氧化碳交换通量遥感的不确定性，提供新的认识和数据，提高海气二氧化碳交换通量遥感的空间分辨率，对于进一步认识了解全球气候变化做出贡献。同时拓宽星载激光雷达数据的应用领域，为今后新型卫星传感器研制提供依据。星载激光雷达应用于海气间二氧化碳交换通量估算的研究未见文献报道，符合高精度、定量化、高分辨率多传感器综合遥感的国际空间遥感研究发展的趋势，属于目前国际激光遥感的前沿。

本研究提出将云-气溶胶激光雷达和红外探测者观测卫星(CALIPSO)的激光雷达数据应用于海气间二氧化碳(CO2)交换通量研究的新思路。本研究采用海气界面CO2分压差法来估算海气CO2交换通量，即利用参数化的海气界面CO2 交换系数和海气界面CO2 分压差实现海气CO2交换通量估算，这是当前国内外卫星遥感海气交换通量普遍采用的方法。研究主要包括星载激光雷达数据应用于海气界面CO2 交换系数估算和海气界面CO2 分压差估算两部分内容。. 对于第一部分，以CALIPSO星载激光雷达532 nm通道海表后向散射信号为参量，选用了与CALIPSO激光雷达信号准同步的AMSR-E海面风速数据为参考，考虑了包含线性、平方、立方项的海面风速与气体传输速率混合关系模型，回归建立了单参量计算海水施密特数为660时的海气界面气体传输速率k660模型，在海面中低风速条件下，该模型的反演结果与传统遥感结果一致。. 对于第二部分，以CALIPSO星载激光雷达532 nm通道水下后向散射信号和准同步的AMSR-E海表温度(SST)数据为参量。解决了CALIPSO星载激光雷达532 nm通道水下后向散射信号提取的关键问题。建立了以SST数据和激光水下散射数据双参数估算海气界面CO2 分压差的模型。. 本研究通过对星载激光雷达数据的研究分析，综合其他卫星资料，参考现有经验关系，建立了以星载激光海面后向散射、水下散射及卫星海表温度为参量的海气界面二氧化碳交换通量估算模型。可提高海气二氧化碳交换通量遥感的空间分辨率，拓宽了星载激光雷达数据的应用领域。