2014大气遥感重点

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1、论述题大气遥感在环境监测中有什么作用？原理：遥感监测是对一段间隔以外的物体或发生的某种现象通过仪器来进行观测。遥感监测是一种在远处不用直接接触物体或发生的某种现象既可得到所需要的信息，并对信息进行辨认、加工和分析。遥感技术是目前世界上较先进的技术，将遥感技术用于环境监测上有很多好处，如不需求采样就可以对污染源进行定位以及跟踪；还可以设置自动报警装置，当发现污染源，便可以自动跟踪污染源、监测污染范围以及在大气中的扩散等。遥感监测可以分为以下类型：紫外、可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术和微波遥感技术。对大气气溶胶的监测气溶胶指在大气中的各种固、液态的可见与不可见得

2、微粒或其他物质，通常人们说的烟、雾等均在气溶胶的范围之内。在以往的大气监测中，很难发现大气中的气溶胶，并对其进行检测，而当遥感监测用于大气监测中后，可以使用超高分辨率的卫星对气溶胶空间具体的分布与其运动变化的趋势进行监测，恰恰弥补了地面监测中的不足。对沙尘暴的监测沙尘暴在我国是长发生的自然灾害之一，其严重影响人们生活和生态环境，同时也严重污染大气，沙尘暴的特点是：突发性强，具有较大的危害，也是属于大气气溶胶的一种。我国科学家于1993年4月在北京、天津对沙尘暴的特性进行遥感监测，得出在发生沙尘暴天气时，可见光通道1和2的反射率明显上升，强度越大，反射率也越大。目前的研

3、究表明，红外通道数据对确定沙尘暴的位置极其准确，而对于监测大尺度的沙尘暴他的运动轨迹也相当准确。对臭氧层的监测臭氧层对地球上的人类以及其他动植物均起到保护作用，在大气遥感监测中同样可以通过遥感监测了解臭氧层的变化情况与空洞形成的位置。目前，在南极上空出现臭氧空洞，据大气遥感监测得出，其空洞每年还在不断扩大当中，这对地球上的生物非常不利。我国科学家也利用激光雷达对对流层一定高度范围内的臭氧分布进行了测量，结果表明，用激光的不同波段，也可以得到地球上空比较精确的臭氧层分布情况。对城市热岛效应的监测 城市热岛效应是城市内聚集着大量的人口，呼吸、取暖、自身的热量等在一定范围内

4、聚集，导致局部地区的气温高出周围地区。城市热岛也是大气热污染现象，是城市化发展的必然趋势。在大气遥感监测中可以利用热红外遥感测定地物的温度，根据热效应的差异，有效地探测出热源。利用大气遥感监测对热图像作等量的分割，正确绘制出区域正常情况下的等温线，若是在之后的监测中发现等温线出现变化，便说明此处必然有影响温度变化的因素。因此，大气遥感监测可以准确分析城市热岛的时空分布特征、强度等。简答题比较可见光、近红外、热红外辐射传输方程因为源函数是表示由于多层次发射或多次散射造成的强度增大量。在可见光和近红红外波段主要考虑的是多次散射造成的辐射强度增大，而热红外、微波则一般考虑多

5、层次的发射。平面平行介质，辐射传输方程可以写为：或其中μ=cosθ，τ是光学厚度(此时已是垂直计量)。对于平面平行大气，且忽略大气中的多次散射和发射，则传输方程为：解为：热红外辐射传输方程：其中表示大气的下行辐射，表示传感器接收的总辐射；表示温度为T时的黑体辐射；表示地表比辐射率，表示整层大气的总透过率，表示地表的多向反射率分布函数；表示传感器第ｉ通道的波长响应函数。分别表示传感器的天顶角和方位角，分别表示大气下行辐射的天顶角和方位角。方程中右边第一项表示地表热红外辐射经大气吸收衰减后到达传感器的辐射，第二项表示大气上行辐射项；第三项表示大气下行辐射项经地表反射后通过

6、大气传输到传感器的辐射。可见光、近红外、热红外大气辐射物理传输过程在介质中传输的一束辐射，将因它与物质的相互作用而减弱。另一方面，辐射强度也可以由于相同波长上物质的发射以及多次散射而增强，多次散射使所有其它方向的一部分辐射进入所研究的辐射方向。可见光、近红外波段的大气自身辐射可以忽略不计，主要考虑多次散射的影响。也就是说 在可见光、近红外波段范围内，大气分子吸收的影响很小，主要是散射引起衰减。MODIS水汽数据近、热红外产品有什么不一样，反演步骤MODIS数据反演大气水汽的方法主要是选择水汽的吸收通道（0.905、0.936和0.94μm）与大气窗区通道（0.865和

7、1.24μm）的比值作为反演方法。近红外水水汽反演的具体算法总结如下：（1）卫星观测到的辐射值可些为（忽略光子在地表的上的多次反射，即假设光子在地表上只反射一次）LSensorλ=LSumλTλρλ+LPathλ（1）（2）定义一个使得（2）这里我们假定在气溶胶光学厚度非常小的时候可以忽略，因此原式可化为（3）（3）利用通道比值法获取透射率： 透射率是通过水汽的吸收通道（0.905、0.936和0.94μm）与大气窗区通道（0.865和1.24μm）的比值计算出来的，上面有说到。因此有：例如0.94μm的透射率可以表示为：（4）如果地面反射率随波长是