基于权重函数修正的大气CO2垂直柱浓度遥测算法研究

CO2 is one of the important green gases, the monitor and control of CO2 has drawn a widely public attention. The spectral measurement has the characteristics of real-time, no-contact, inversion of a variety of gases, and it is getting more attention. While temperature and pressure have obvious effect on the spectral absorption structure of CO2, large error will be caused if it isn't corrected; moreover, the measure techniques for CO2 are mainly ground-based in situ and space-borne instruments, they can hardly to distinguish the little hot spots and little emission sources. There's hardly any instrument used for CO2 measurement from ground-based telemetry, and it's urgent need to develop. . In order to solve these problems, a method for measuring CO2 based on weighting function modification by atmospheric radiative transfer model(RTM) is presented in this project. The calculation methods of weighting function of CO2 and deduction of interfering gases are studied. Optimized parameters are input to RTM to improve the accuracy of calculation, achieving the pricise acquisition of CO2 vertical colunms by ground-based remote instrument. This project is mainly to solve the problem of effect from temperature and pressure, to realize the remote sensing of CO2 vertical column accurately.

CO2是重要的温室气体之一，CO2的监测与控制已经成为各国广泛关注的问题。光谱测量技术具有实时、非接触、多种气体同时反演等特点，日益得到重视。然而温度和压力对CO2的吸收结构有明显的影响，如果不进行修正就会造成很大的误差；同时，目前用于CO2测量的技术主要为地基点式和卫星设备，很难精确分辨出地面小“热点”和排放源的贡献，基于地基的CO2遥测方法和设备很少,亟需发展。. 为解决这些问题，本项目拟通过提出基于大气辐射传输模型对权重函数进行修正的CO2地基遥测方法，研究CO2权重函数因子的精确计算方法以及干扰气体的扣除方法，优化输入参数，并将这些参数输入辐射传输模型计算，以提高计算精度，实现地基直射太阳光遥测设备对CO2垂直柱浓度的精确获取。通过本项研究，解决地基CO2遥测中的温/压影响的修正以及地基直射太阳光遥测问题，实现对CO2垂直柱浓度的精确遥测。

CO2是重要的温室气体之一，CO2的监测与控制已经成为各国广泛关注的问题。光谱测量技术具有实时、非接触、多种气体同时反演等特点，日益得到重视。然而温度和压力对CO2的吸收结构有明显的影响，如果不进行修正就会造成很大的误差；同时，目前用于CO2测量的技术主要为地基点式和卫星设备，很难精确分辨出地面小“热点”和排放源的贡献，基于地基的CO2遥测方法和设备很少,亟需发展。为解决这些问题，项目组开展了基于大气辐射传输模型对权重函数进行修正的CO2地基遥测方法研究，研究了CO2权重函数因子的精确计算方法以及干扰气体的扣除方法，优化了输入参数并利用辐射传输模型计算提高计算精度，实现了对CO2气体受温度和压强变化影响的修正，快速、精确地获得CO2 垂直柱浓度信息；同时集成系统开展了实验室性能测试及标准浓度气体测量研究，开展了基于天顶散射光、地面反射光的地基和机载观测研究，并对排放源排放的CO2 浓度进行遥测研究，实现了对大气及排放源CO2 垂直柱浓度的定量遥测，为掌握大气CO2来源和分布研究提供了一种新的观测技术。