利用MODIS数据进行气溶胶时空分布研究数据与研究区域

利用MODIS数据进行气溶胶时空分布研究数据与研究区域研究区域概况陕西属于大陆性气候。地处东经 1052911115和北纬31423935之间。地势的总特点是南北高，中部低。北山和秦岭把陕西分为三大区域：从北到南是陕北高原，关中平原，秦巴山区。其中陕北以温带大陆性气候为主，兼具沙漠气候特征；关中平原是典型的温带季风气候，四季分明，温度适中；陕南在维度上仍属北方但是由于秦岭和汉中盆地的影响体现亚热带的气候风貌，降水明显，湿度较同纬度地区相对偏高，冬季温暖湿润，有小江南之称8。图1: 陕西气候分布图2.2 研究数据 为了对全球变化进行观测研究，美国国家宇航局（NASA）建立了为期20年的EOS计划，先后发射了一系列卫星系统，对太阳辐射、大气、海洋和陆地进行全面综合的整体观测。MODIS是EOS的一个重要设备，是新一代“图谱合一”的光学遥感仪器，也是 EOS 上唯一的一个以 X波段向地面直接发布观测数据的系统 Error! Reference source not found.。MODIS具有36个波段(0.42-14.24m)，扫描宽度为 2330km，为反演有关陆地、云、气溶胶、水汽、臭氧、海色、生物地球化学等产品提供了丰富的信息Error! Reference source not found.。MODIS 数据空间分辨率有三个尺度，（可见光通道1 (660nm）和通道 2（860nm）具有 250m 星下点的分辨率，可见和近红外的通道 37 具有 500m 的分辨率，通道 836 具有 1000m 的分辨率Error! Reference source not found. 。因此 MODIS 数据适合于气溶胶、地表和云的高分辨率监测Error! Reference source not found. 。其中，1- 9 通道都可以探测到气溶胶信息，对气溶胶进行研究分析。MOD04 数据为大气 2级标准数据,本文所使用的数据是 ID 号为MOD04的气溶胶产品（Aerosol Protuct），10 公里空间分辨率，提供每日数据。包含整个海洋和部分陆地（湿润地区）上空的气溶胶光学厚度空间分布，并且还提取了海洋上空的气溶胶粒径分布以及陆地上空气溶胶类型。该产品所得的陆地和海洋上空气溶胶反演算法是不同的，海洋上空气溶胶的反演以通道反射率法以查找表为基础，考虑了 5 种小粒子模式和 6 种大粒子模式。针对 MODIS 光谱通道计算卫星观测辐射，分别生成各类模式的查找表，用于反演气溶胶光学厚度。查找表参数包括 0.55m 的光学厚度、太阳天顶角、卫星天顶角以及由太阳和卫星方位角确定的相对相位角Error! Reference source not found.。陆地上空气溶胶的反演方法在晴空无云的上空，卫星观测反射率随大气气溶胶光学厚度单调增加，利用这种关系反演大气气溶胶光学厚度的算法（暗像元算法） Error! Reference source not found.。利用陆表在红和蓝波段反射率低的特性，根据植被指数 NDVI 或短波红外波段观测值进行暗像元判识，并依据一定的关系假定这些暗像元在可见光红或蓝波段的地表反射率，用于反演气溶胶光学厚度Error! Reference source not found.。该算法基于表观反射率的大气贡献项，即利用卫星观测的路径辐射反演气溶胶光学厚度。MODIS 气溶胶产品的内容包括陆地和海洋