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中间层气辉光谱光度计高精度温度反演算法研究与验证

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基于光度学技术的气辉光谱探测仪器结构简洁、稳定性高,有望成为我国中高层大气温度组网观测的主力设备,为研究全球临近空间的温度分布和变化提供有力手段.但此类仪器容易受到自身差异性、观测环境条件等多因素影响,会带来组网观测时的数据一致性问题.针对这一问题,本文基于课题组研发的气辉光谱光度计(the Mesospheric Airglow Spectrum Photometer,MASP),建立 了一套多参数迭代反演算法(Multiple-parameter Iterative Inversion,MPII).该算法对图像圆心进行精准定位,并对图像畸变进行矫正,从而获得精确的实际观测合成光谱.综合考虑了天空杂散光、大气温度、滤光片温度、光学系统焦距和合成光谱调制度5个可变参数.反演温度的精确度相较于传统方法有显著提升.为验证反演算法的有效性和准确性,本文利用MASP与中国科学院国家空间科学中心研制的钠荧光多普勒激光雷达进行主被动遥感联合对比观测.基于钠荧光多普勒激光雷达观测温度,通过剔除大气背景辐射进行数据修正,并根据MPII算法进行温度反演.研究结果表明,相比于传统算法,MPII算法计算的反演温度与钠荧光多普勒激光雷达具有更好的一致性.
High-precision temperature retrieval algorithm and verification for mesospheric airglow spectrum photometer

牛书琦、郜海阳、闫召爱、任珂、寇蕾蕾、江百川、卜令兵

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中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室,南京 210044

南京信息工程大学大气物理学院,南京 210044

中国科学院国家空间科学中心,北京 100190

中国科学院大学,北京 100049

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温度反演 气辉光谱光度计 转动谱线 钠荧光多普勒激光雷达 对比观测

国家重点研发计划项目国家自然科学基金项目

2021YFC280250242374223

2024

10.1360/SSTe-2023-0214

中国科学(地球科学)
中国科学院

中国科学(地球科学)

CSTPCD北大核心
影响因子：1.828
ISSN：1674-7240
年,卷(期)：2024.54(5)