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第二章 课题研究目标与内容 课题1:新一代风云卫星沙尘暴遥感监测方法及其业务系统集成技术研究

1、研究目的: 以我国风云气象卫星为主,结合国外先进遥感载荷资料,研究沙尘暴定量遥感的新技术和新方法.突破风云二号双星沙尘暴遥感监测,静止/极轨全球沙尘暴监测等关键技术,完成静止/极轨沙尘暴多源综合监测业务系统集成,建设新一代的具有全球监测能力的国家级沙尘暴遥感监测系统.

2、主要研究内容: 基于星座观测体系的静止气象卫星沙尘暴遥感监测技术研究 利用我国风云二号C星和D星以及将要发射的后续风云二号E星星座观测体系,结合GEONETCast转发的欧洲和美国静止气象卫星资料,研究不同观测角度、不完全匹配光谱、非重叠视场的沙尘暴遥感监测方法,实现全球范围内每六小时一次、中国及周边地区至少每半小时一次的沙尘天气遥感监测. 基于新一代极轨气象卫星风云三号的沙尘暴定量遥感技术研究 利用风云三号中分辨光谱成像仪、臭氧廓线和总量探测仪等新型遥感资料,发挥风云三号具有全球观测能力的特点,开展全球沙尘暴的多光谱、高分辨率定量遥感方法研究,解决半天亮背景、夜间无可见光沙尘暴定量遥感的技术难题,形成中国、东亚和全球沙尘暴的定量遥感能力. 卫星反演与地面观测的融合技术研究 利用中国气象局沙尘暴地面监测网络,结合卫星遥感产品,通过数据融合技术,在一定程度上解决有云区卫星遥感沙尘暴的问题,形成卫星反演与地面观测的融合产品. 沙尘暴遥感监测业务系统集成技术研究 将静止气象卫星沙尘暴遥感监测与极轨气象卫星沙尘暴遥感监测集成在统一的沙尘暴卫星数据处理与业务软件运行平台之上,实现从卫星资料质量控制、定标与定位处理、投影变换到数据融合、产品生成于一体的国家级沙尘暴遥感监测业务系统. 国外新型遥感数据源的沙尘暴定量反演方法研究 研究基于CALIPSO星载激光雷达观测反演沙尘气溶胶消光系数廓线的方法,获取沙尘气溶胶垂直结构信息;

利用PAROSOL卫星搭载的地表方向和偏振反射率探测仪(POLDER)资料开展沙尘暴识别及其微物理参数的反演研究;

利用偏振信息对地表特性变化不敏感但对沙尘气溶胶微物理特征敏感的优势,发展多通道、多角度偏振信息遥感沙尘气溶胶光学特性的新方法;

利用目前OMI在轨业务运行1B数据,开发相应算法和反演技术,生成沙尘监测产品,并与OMI已有的产品进行比对分析,提高我国区域内沙尘监测数据的精度.

3、考核指标: 实现中国及周边区域每半小时一次的静止气象卫星沙尘暴监测,全球区域每6小时一次的沙尘暴活动监测;

建立静止/极轨沙尘暴多源综合监测业务系统,并在国家级业务单位投入运行;

提出风云三号气象卫星TOU仪器气溶胶指数算法和气溶胶光学厚度反演算法以及沙尘气溶胶识别算法;

在OMI气溶胶指数算法基础上,提出气溶胶光学厚度反演以及沙尘气溶胶识别的算法;

建立适合中国北方地区的从星载激光雷达反演沙尘气溶胶消光系数廓线的方法.