兰州大学《卫星气象学》第4章美国气象卫星观测系统2aqua.pptVIP

CERES是一个测量三个宽波段辐射量的辐射计，主要用于测量大气层顶处反射的太阳短波辐射（0.2-5μm），地表发射的长波辐射（5-100μm）以及大气窗区辐射（8-12μm），其分辨率在天底时大约为20千米。这些数据结合MODIS的测量能够被用于研究地球的辐射能量收支及云和气溶胶的辐射特性等。 ★ CERES 属于 EOS 的科学卫星仪器之一，可提供长期连续的辐射观测数据。 ★ CERES 数据的解析是以先前的研究任务为基础所拟定的，如 ERBE：Earth Radiation Budget Experiment ★ CERES不能直接获取辐射通量，因此发展了角度分布函数ADMS (Angular Distribution Models)算法，可将所测辐射率转换为基于卫星上的辐射通量 ★ 云和太阳辐射之间的相互作用是控制地球气候最重要的因子，CERES的测量能够使我们更加理解云与辐射间的关系，为气候研究的发展提供原动力 CERES技术指标 云与地球辐射能量系统测量仪（CERES）的主要科学目标： （1）用于气候变化分析，提供大气层顶部连续的、包括辐射通量在内的地球辐射收支实验数据； （2）将大气层顶部和地球表层辐射通量的数据精度提高一倍； （3）首次提供大气圈内计算辐射通量的长期数据； （4）提供将大气顶层辐射通量考虑在内的关于云的严格计算数据。 CERES的主要科学目标： CERES的数据算法流程： CERES的数据产品： CERES观测举例（1）： 反射的太阳短波辐射 出射的长波辐射 CERES观测举例（2）： CERES观测举例（3）： 通过云天和晴天辐射通量的差异来计算云、气溶胶等的辐射强迫 * MISR: 多角度成像分光辐射仪 MOPITT:对流层污染检测器 ASTER:星载热量散发和反辐射仪 表示方法：λ/Δλ ①多光谱成像技术（Multispectral Imaging），具有10~20个光谱通道。光谱分辨率为λ/Δλ≈10； ②高光谱成像技术（Hyperspectral Imaging），具有100~400个光谱通道的探测能力，一般光谱分辨率可达λ/Δλ≈100。 ③超高光谱成像（Ultraspectral Imaging），光谱通道数在1000左右，光谱分辨率一般在λ/Δλ≧1000。 大气红外探测器AIRS的主要目的是通过2378个红外通道（3.74至15.4微米）以及4个可见光/近红外通道（0.4至1微米）来获得高精度的大气温度廓线以及一些额外的地球/大气产品。该仪器的扫描宽度达到1650千米，近天底的水平分辨率为13.5千米，而垂直分辨率为1千米。 传感器存载体积 116.5cm×80cm×95.3cm 传感器展开后体积 116.5cm×158.7cm×95.3cm 重量 177kg 供电 220W 数据传输率 1.27Mbps 孔径 10 cm 可见光/近红外波长 0.4~1.0μm 可见光/近红外波段数 4 红外波长 3.74~15.4μm 红外波段数 2378 红外视场角 1.1o（星下点13.5km） 可见光/近红外视场角 0.2o（星下点2.3km） 垂直分辨率 1km 扫描采样 红外：90×1.1o 扫描宽度 99o（1650km） 热控 红外探测器：主动冷却器60K，被动辐射器150K，电子部件处于环境温度 指向精度 0.1o 开发单位 英国宇航系统公司 组织责任单位 美国喷气推动实验室 AIRS的技术指标 卫星大气探测要对数值天气预报作出重大贡献，一是仪器探测能力的提高，二是反演出的全球大气温、湿廓线精度能够达到无线电探空水平。 AIRS之前的星载大气探测仪由于受滤光片式分光技术限制，探测仪光谱分辨率（λ/△λ）仅为50~200左右，光谱和辐射测量精度不足，对大气温度和湿度的反演精度最高只能分别达到2.0K和20%。 只有当光谱分辨率R ≥ 1200，并且仪器的辐射测量绝对精度优于0.2K时，大气探测仪对温度的探测精度才可能达到无线电探空水平. AIRS的光谱特征 AIRS红外光谱覆盖示意图 AIRS在整个波段包含了 CO2强吸收带（15.5μm和4.3μm），主要用来探测大气温度；水汽吸收带（6.3μm）用于探测大气湿度和云的特性；O3吸收带(9.6μm）、CH4吸收带（7.7μm）, N2O吸收带（7.8μm和4.5μm）、 CO吸收带（4.67μm), O3、CH4、N2O等吸收带可以探测相应的臭氧和其他微量气体；另外，还包含一些窗区波段。 AIRS的通道特征 AIRS的数据产品： AIRS的数据介绍 1A和lB级数据集为经辐射定标和地理定标后的辐射率数据集。 2级数据集为温湿度廓线、云和地面参数数据集。 3级数据集为以升轨和降轨区分的在2级数据集