曹亚楠
- 作品数：10 被引量：56H指数：5
- 供职机构：中国科学院安徽光学精密机械研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国人民解放军总装备部预研基金更多>>
- 相关领域：天文地球理学机械工程更多>>
- 飞尘气溶胶粒子散射特性分析：对比实验和米散射方法被引量：2
- 2015年
- 采用Mie散射理论计算了可见光波段等效球飞尘气溶胶粒子的Stokes散射矩阵,并与实验得到的空间随机取向的非球形飞尘气溶胶粒子结果进行了对比分析;由理论与实验方法得到的散射相函数,采用离散坐标法计算了两者的双向反射函数(BRDF),并对此结果进行了分析研究。结果表明:实验测量的非球形飞尘气溶胶粒子群的散射矩阵和基于球形粒子假设的Mie散射理论计算结果在大多数散射角上都不相同,但是不对称因子却大致相同;球形-非球形粒子群的BRDF随反射角的变化趋势基本一致,但是球形粒子群的BRDF曲线分布具有更大的波动趋势;随着光学厚度的增加,球形-非球形粒子群的BRDF曲线分布均趋于平坦,计算结果趋于一致。因此在飞尘气溶胶粒子散射特性研究中,当光学厚度较小时,用球形假设的方法会造成一定的误差,BRDF相对误差最大可以达到60%,需考虑粒子非球形特性造成的影响;而当光学厚度较大时,BRDF相对误差一般不会超过10%,采用球形假设的方法具有一定的适用性。
- 张学海魏合理戴聪明曹亚楠李学彬
- 关键词：飞尘MIE理论散射特性气溶胶
- AIRS红外高光谱卫星数据反演卷云光学厚度和云顶高度被引量：4
- 2015年
- 基于大气红外探测器L1B红外高光谱辐射观测资料,结合中分辨率成像光谱仪（moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS）云产品数据,利用通用大气辐射传输模式（combined atmospheric radiative transfer model,CART）,根据模式模拟和AIRS实际观测亮温的亮温差,研究从AIRS红外波段1 070～1 135cm^-1高光谱数据反演卷云的光学厚度和云顶高度。将反演的卷云光学厚度与云顶高度作为输入参数模拟计算650～1 150cm^-1波段卷云大气顶的辐射亮温谱,并将模拟值与AIRS观测亮温谱进行了对比分析。将反演的卷云光学厚度和云顶高度和AIRS的760通道（900.56cm^-1,11.1μm）的亮温以及MODIS卷云反射率进行了对比分析。最后将反演的卷云云顶高度和MODIS云顶高度进行了对比分析。研究结果表明：反演所使用的650～1 150cm^-1波段模式模拟和观测亮温谱吻合得很好,说明CART可以较好的模拟AIRS亮温谱。反演的卷云参数与AIRS在大气窗口区的760通道（900.56cm^-1,11.1μm）的亮温的分布满足低亮温对应较大的卷云光学厚度和高云顶高度。反演的卷云参数和MODIS卷云的反射率分布满足高卷云光学厚度和云顶高度对应高卷云反射率。反演的卷云云顶高度和MODIS的卷云云顶高度之间线性相关系数相对较高,且都在8.5～11.5km的概率较高,两者的概率分布趋势一致。说明CART可以用于反演卷云的性质,反演结果具有一定的可靠性。
- 曹亚楠魏合理戴聪明张学海
- 关键词：卷云红外高光谱AIRS光学厚度云高
- 卷云短波反射特性的模拟计算研究被引量：9
- 2012年
- 利用通用大气辐射传输(CART)软件模拟计算了0.4～2.5μm波段卷云大气反射率,分析了卷云大气的反射率随波长、光学厚度、有效尺度、卷云高度和地表类型变化情况,并模拟计算了0.55,1.38,2.75μm波段卷云大气反射率间关系。结果表明,可见光到近红外波段,卷云大气反射率随卷云光学厚度的增大而增大。可见光波段,卷云大气反射率随卷云粒子有效尺度变化很小;近红外波段,卷云大气的反射率随卷云粒子有效尺度增大而减小;近红外大气强吸收波段,卷云大气的反射率随卷云高度的增大而增大。大气窗口区卷云大气的反射率随地表类型的变化有显著的变化。通过0.55μm和2.75μm波段,1.38μm和2.75μm波段的卷云大气反射率间关系可以反演卷云光学厚度和有效尺度。
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- 关键词：大气光学短波辐射光学厚度
- 卷云高度对大气的红外光谱辐射影响的研究被引量：11
- 2012年
- 利用通用大气辐射传输软件（CART）计算了不同高度卷云大气红外光谱辐射亮温，着重分析了卷云高度对不同红外波段红外亮温谱、卷云有效尺度以及光学厚度反演的影响。研究发现：对流层顶以下，大气窗口波段的亮温随着卷云高度的变化和大气温度廓线基本一致，790～960cm^-1波段亮温的斜率随卷云高度的增加而变大。亮温差BTD[900一1231cm^-1】对薄卷云和小的有效尺度随卷云高度的变化较明显。对于厚卷云，亮温差BTD[900～1559cm^-1】随卷云高度的变化基本上不依赖于卷云有效尺度和光学厚度。在卷云参数的光学定量遥感中需考虑卷云高度变化的影响。
- 曹亚楠陈秀红魏合理
- 关键词：红外光谱
- 基于大气红外探空仪和中分辨率成像光谱仪观测的冰云大气红外辐射特性研究被引量：3
- 2014年
- 利用中分辨率成像光谱仪（MODIS）二级云产品、大气红外探空仪（AIRS）二级大气产品和AIRSLIB红外高光谱数据，采用通用大气辐射传输（CART）模式，选择9μm（带宽为1070～1135cm2）、11．03／am（带宽为886～928cm^-1）和12．02μm（带宽为815～850cm^-1）波段对冰云大气顶的亮温进行了模拟与分析。对反演冰云参数和MODIS云产品下的模拟亮温分别与AIRS观测亮温间关系进行了分析与比较，并对反演冰云参数下的模拟亮温和AIRS观测亮温的亮温差的概率分布进行了研究。结果表明：基于反演的冰云光学厚度和云顶高度的三波段模拟亮温和AIRS实际观测亮温分布一致，模拟计算和AIRS实际观测亮温间相关系数达0．98以上。11．03μm和12．02μm波段模拟计算和AIRS实际观测亮温间亮温差主要分布在0～5K，9μm波段亮温差主要分布在0～±0．5K。建立在反演冰云参数基础上的实际大气条件下的大气辐射特性模拟研究具有准确性和可靠性。
- 曹亚楠魏合理边建
- 关键词：大气光学大气辐射卫星观测遥感
- 利用MODIS数据同时反演中国近海海域气溶胶光学厚度和Junge谱指数被引量：1
- 2014年
- 基于中分辨率成像光谱辐射仪第15和16两个近红外通道的反射率数据和空间几何角度参量，利用Junge谱近似实际大气气溶胶模型，采用一种物理迭代法，同时反演了中国近海海洋上空气溶胶光学厚度和Junge谱指数，并对反演方法进行了验证．结果表明：在所研究的海域上空，大部分气溶胶的光学厚度处于0．02～0．17间，Junge谱指数的范围集中在2．8～3．8问，且都有从海岸到远海递减的趋势，得到了合理的气溶胶Junge谱指数与气溶胶光学厚度的空间分布．将反演结果与中分辨率成像光谱辐射仪产品和气溶胶观测网数据作对比，发现反演结果更加逼近气溶胶观测网数据的观测值，具有更高的反演准确度，在该区域具有较好的适用性，以及一定的可行性与可靠性．
- 边健曹亚楠徐梦春徐青山
- 关键词：气溶胶反演光学厚度
- 利用MODIS资料模拟计算水云大气红外辐射特性被引量：4
- 2014年
- 利用MODIS二级云产品和大气产品资料,采用通用大气辐射传输软件模拟计算了水云存在的情况下8.55μm、11.03μm和12.02μm波段水云大气顶亮温,并对三波段的MODIS云顶观测亮温和模拟计算的亮温进行了对比分析.结果表明:利用MODIS卫星观测云参量、大气参量和空间几何参量,结合通用大气辐射传输软件模拟计算的亮温和MODIS云顶亮温分布基本一致,亮温差较小,主要分布在-10K^10K附近.模拟计算的三个通道亮温差BTD(8.55~11.03μm)和BTD(11.03~12.02μm)的变化符合水云的情况.
- 曹亚楠魏合理徐青山戴聪明陈秀红
- 关键词：大气辐射水云大气光学卫星观测MODIS
- 取向比对椭球气溶胶粒子散射特性的影响被引量：6
- 2015年
- 利用T矩阵和离散坐标法研究了取向比对椭球粒子散射特性的影响,计算了小尺度范围内椭球粒子的散射特征参量,包括消光效率因子、不对称因子、单次散射反照率、散射相矩阵及双向反射函数(BRDF).结果表明,椭球粒子的散射特性与取向比密切相关,粒子取向比会影响散射参量的振荡频率和振幅,与球形粒子散射参量的相对差异也呈周期振荡趋势.研究还发现,某些特殊粒子尺寸的散射参量与粒子取向比基本无关.在多次散射条件下,分析不同取向比粒子群的BRDF随反射角和光学厚度的变化特性.结果显示:不同取向比粒子群的BRDF随反射角的变化趋势基本一致,球形粒子群比非球形粒子群的BRDF曲线波动振幅更大;球形-非球形粒子的BRDF相对差异随光学厚度和取向比的增大而减小,随入射角的增大而增大.
- 张学海魏合理戴聪明曹亚楠李学彬
- 关键词：T矩阵
- 基于MODIS云产品的北京地区卷云特性统计分析被引量：10
- 2013年
- 利用2007年1月到2008年12月北京地区MODIS云产品数据(MYD06),对北京地区卷云的光学厚度、有效尺度、和卷云云顶高度的概率分布和季节变化进行了统计分析,并对卷云出现的概率分布进行了研究。结果表明,卷云的云顶高度主要分布在6～12 km处,典型高度在9 km左右,卷云云顶高度分布随季节变化而变化。卷云的有效尺度主要分布在20～80μm之间,40～50μm间概率最大。卷云有效尺度随季节变化不大,并在一定程度上依赖于卷云的云顶高度。北京上空出现的冰云基本上都是不透明冰云。卷云光学厚度主要分布在0～10间,光学厚度小于5出现的概率大。冬季北京地区卷云出现的概率较小,光学厚度较小。
- 曹亚楠魏合理徐青山
- 关键词：卷云光学厚度云顶高度概率分布
- 大气气溶胶消光系数测量新方法被引量：16
- 2014年
- 利用光在镀膜玻璃管中传输的特点,介绍了一种测量大气气溶胶消光系数的新方法。该方法将某一波长的光以一定角度入射到充满气溶胶的玻璃管中,经管壁的多次折返大大增加了光程,气溶胶对光的衰减信息可以通过玻璃管两端的探测器测量得到,利用比值计算方法消除光电转换过程中因光强波动、管壁不均匀以及分子散射等带来的测量误差,提高了气溶胶消光系数测量的灵敏度。将用该方法测量气溶胶在波长550nm上的消光系数,与能见度仪测量结果对比表明此方法测量结果是合理的,且该方法具有原理简单、操作方便等特点。
- 宫纯文李学彬李建玉曹亚楠朱文越徐青山魏合理
- 关键词：大气光学气溶胶消光系数
