【摘 要】
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气象卫星在地-气系统的监测中发挥着越来越重要的作用,其中,星载多角度-多光谱-多偏振成像仪能够获得更多地球反射的太阳辐射信息,可用于大气参数的准确遥感,但同时也为大气遥感研究带来一系列新的问题。例如针对云特性遥感,如何更好设计仪器通道,这些信息能否用于提高对云的探测并改善特性反演结果,等等。本文利用偏振辐射传输理论和信息内容分析方法,系统研究多角度-多光谱-多偏振信息对云相态、粒子特征、光学和微物
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气象卫星在地-气系统的监测中发挥着越来越重要的作用,其中,星载多角度-多光谱-多偏振成像仪能够获得更多地球反射的太阳辐射信息,可用于大气参数的准确遥感,但同时也为大气遥感研究带来一系列新的问题。例如针对云特性遥感,如何更好设计仪器通道,这些信息能否用于提高对云的探测并改善特性反演结果,等等。本文利用偏振辐射传输理论和信息内容分析方法,系统研究多角度-多光谱-多偏振信息对云相态、粒子特征、光学和微物理特性（光学厚度COT、粒子有效半径Re、冰云粒子长宽比AR和表面粗糙度σ）的反演能力,并使用POLDER观测数据开展反演试验研究以验证理论分析的结果。结果表明,多角度-多偏振信息可以用于对云相态识别的优化。同时,多角度-多光谱-多偏振观测信息的引入能够大幅改善卫星反演云特性的信息含量,并且在100°-130°、130°-140°和140°-160°散射角范围下0.87、1.24、1.64和2.13微米通道反射率结合0.87和2.13微米通道偏振反射率（I0.87、I2.13、I1.24、Dolp0.87、Dolp2.13和I1.64）的观测组合能够使卫星遥感探测得到的云特性信息含量最大化。在考虑的四种不同云特性参数中,Re的反演存在显著的不确定性,可通过多角度-多光谱-多偏振观测信息的使用有效减少其不确定性并改善反演结果。最终,结合POLDER现有观测数据,开展了反演试验个例研究,验证了部分理论研究结论。本研究的开展有利于后续多角度偏振成像仪的研发设计与数据应用,也为云特性反演算法的研发与优化提供理论参考。
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