卫星遥感气溶胶的不确定性和对其长期趋势的监测影响：审查和观点

1、卫星遥感气溶胶的不确定性和对其长期趋势的监测影响：审查和观点摘要：由于气候研究越来越多地关注气溶胶，因此已经产生了许多全球卫星气溶胶产品。气溶胶参数和强化物理过程现在被纳入许多通用循环模型（GCM）中，以通过它们与能量和水循环的相互作用来解释其对地球气候的直接和间接影响。然而，存在这些卫星产品存在重大差异的突出问题，必须大幅度降低，以缩小气溶胶气候影响的估计范围。在本文中，针对一些广泛使用和相对较长的卫星气溶胶产品，包括AVHRR，TOMS，MODIS等，针对气溶胶光学深度（AOD）检索中的许多关键不确定因素，MISR和SeaWiFS。根据影响被动卫星气溶胶检索质量的四个关键因素，我们系统地回

2、顾了为这些传感器开发的算法：校准，云屏蔽，气溶胶类型分类和表面效应。为了进一步了解这些不确定因素，NOAAAVHRR数据用于进行各种测试，有助于估计每个因素引起的不确定性范围。最后，提出了应对这些问题的建议，并为环境监测和气候研究制定了一个统一和统一的高质量气溶胶数据库。1简介工业化和人类活动导致大量微量气体和气溶胶粒子释放到大气中。气溶胶是影响辐射能量传递的主要大气变量，也是水汽转化为云滴和雨滴的主要大气变量因此，大多数的大气环流模型（GCM）现在将气溶胶参数和物理过程与气溶胶的能源和水的循环，气候气溶胶的直接和间接影响是可以解决的。然而，气溶胶仍然是估计气候强迫的最大不确定性之一（IPCC

3、，2007）,这在很大程度上是由于全球尺度缺乏可靠的测量。气溶胶的气候迫使许多全球的估计基于模拟的化学传输模型（CTM）加上或由GCM（下巴etal.，2002；汉森等人，2002；Ramaswamyetal.，2001；Takemura等，2002）。由于全球卫星反演气溶胶产品问世（Kingetal.，1999；考夫曼等，2002）结合增加地面气溶胶观测站数（Holben等人，1998），建模的研究开始使用观测数据对模型的不确定性。然而，在气溶胶直接辐射强迫一些建模的研究中估计仍存在很大差异（Bellouinetal.，2005；郑etal.，2005；余etal.，2006；Zhaoeta

4、l.，2008a）利用卫星产品由不同传感器产生不同的检索算法。图1。不同卫星输入数据和自2000以来重叠期的反演算法在海洋上全球平均A0D的比较。假设不同的气溶胶模型（甚至检索气溶胶模型，如MODIS算法），不同的检索算法。将AOD从检索渠道标准550nm取决于用或检索和外推可能引入额外的误差的气溶胶模型，尤其是使用固定的气溶胶模型的算法（如图）。因此，我们决定在代替外推到标准波长550nm的AOD检索通道显示。作为测量的气溶胶，气溶胶光学厚度（AOD）是一个基本的光学特性衍生出许多地球diobservation卫星（AVHRR、MODIS、MISR,T5oms/OMI,SeaWiFS,等）从

5、上世纪70年代末到现在。虽然一些国际比较研究（Kingetal.，1999；李等，2009）进行，对造成差异的原因进行了一些见解（Jeongetal.，2005；Jeong和李，2005；Zhaoetal.，2005A，B；卡恩etal.，2007；kokhanovskyetal.，2007；Mishchenko等人，2007，2009；刘和Mishchenko，2008），进展一直缓慢，协调差异，并生成集成的产品，优势，个别产品的同时保留自己的弱点，规避或减轻（金尼等人，2006,2009）。这给用户社区在从丰富的库存中选择气雾剂产品提出了最大的挑战。此外在使用建模的研究，集成的产品应该提供

6、一个无缝的长期时间序列监测由于自然或人为原因任何趋势变化（Mishchenko等人，2007年b）。由于越来越多的气雾剂产品将从新的传感器产生的（例如，CALIPSO，阳伞，外膜蛋白，APS，VIIRS），一致性问题显得更加尖锐。这是在图1中显示的海洋上的几个突出的气雾剂产品近几年同期使用不同的输入数据集和算法计算比较时间序列显示全球平均气溶胶光学厚度。出现差异，无论在幅度和时间趋势。差异量的总体范围约50%的平均值。涉及的因素包括云掩膜的差异，地表边界条件的处理，关于成分的气溶胶微物理特性的假设，和仪器的校准（设备定标），为下文的论述，在参考引用。虚假的趋势可能导致的fi高效的检索算法和/或

7、错误校正的输入数据（Zhaoetal.，2008b）。不恰当的假设中所使用的算法作为气雾剂的类型和尺寸分布等关键参数,可能会导致一个虚假的AOD长期趋势的地区fl影响工业和生物质燃烧污染和沙漠颗粒由于地域偏见重下。一致校准是一个更严重的问题，研究的趋势，AOD使用历史不良的卫星辐射数据。AOD的长期趋势的迹象可以逆转由于校准（Zhaoetal.，2008b）。然而，采样差异的工具也使得区域事件的明显的差异，主要贡献（Ignatovetal.,2005；卡恩etal.，2007）。鉴于AOD的空间和时间的变化，控制有关实际的卫星测量频率的假设，“平均”从这些仪器的数据集可以被视为区域性或全球性的

8、AOD必须更加仔细地检查，统计表示，odespecially为仪器低重访频率（如MISR）。这当然会对这些数据集用于评估长期趋势的方式产生影响。前citherefore，AOD的任何趋势的物理原因，fiED，我们必须争取在检索算法，将数据集的深刻见解，以及数据采样，以保证不会造成任何明显fi不能文物的时间和空间在检索产品的足迹。2全球AOD的长期产品概述气雾剂产品已从AVHRR检索，汤姆/OMI，SeaWiFS的MODIS和MISR,个相对长的时间周期。历史的气雾剂产品是来自AVHRR和汤姆的测量，最长的记录超过25年。由于气溶胶遥感是不包括在原来的仪表设计，从这些传统乐器的气溶胶反演是主体更

9、多的限制比SeaWiFS反演MODIS和MISR。然而，它们的持续时间长，使它们非常适合气候研究。2.1TOMS产品这个数据是由美国宇航局的总臭氧测绘光谱仪卫星观测产生.由于低附近所有陆地表面UV表面反照率（包括沙漠）除冰或雪，近紫外测量所有平台的汤姆已被用来检测气溶胶和检索他们的AOD和单次散射反照率（SSA）在海洋和大陆（托雷斯etal.，199&2002）。AOD炉已通过与表面的气溶胶机器人网络（AERONET）测量的比较验证。网格化月平均AODs在1X1分辨率从1979到2000可供我们研究。目前TOMS气溶胶algorithm（版本2）发生了重要的升级，降低显fi明显高估（图3中观察

10、到的）在与其他卫星数据集的1版记录海洋。图2。在0.63AM1985年4月来自AVHRR辐射AOD月平均图（左图）和回顾性校准AVHRRradiancesfiguusingre2。momodisnthlyradianmeancesM（rightaps面板厚度）。gacp-avhrr气溶胶数据这个数据是美国国家航空和航天局全球气候项目的产品（GACP）成立于1998。气溶胶反演算法是基于AQP1的表达（0.63Mm）和通道（0.85Mm）AVHRR观测在海洋（Mishchenkoetal.，1999；geogdzhayevetal.，2002）和ap的_ISCCPDX辐射数据（Rossow和Sc

11、hif来了，1999）。该算法同时检索A0D和angstrOM指数（AE）。对产品精度的广泛研究已经对船载测量和鼠尾草，MODIS和MISR的观测（Mishchenkoetal.，2003,2007a；刘etal.，2004；葛ogdzhayevetal.,2004；斯米尔诺夫等，2006）。月平均值AOD（0.55Mm）和AE的网格在1X1决议形成fiNAL全球气溶胶气候学为1983年7月至本期海洋（Mishchenko等人，2007年c）。图3。全球平均值计算从帕特莫斯实验产品的五版本的比较，参考了其他的气雾剂产品Jeong和李（2005）进行了比对研究汤姆和GACPAOD生产的两种产品的

12、总趋势是相似的，但它们的大小差别超出了AOD由于不同渠道使用的光谱依赖造成的差异（紫外光和可见光）。两气雾剂产品也表现出良好的综合能量。利用各自的优势，开发了一个算法分类气溶胶类型为尘、生物质燃烧、2的混合物，硫酸/污染，海盐。使用此算法，区域优势下从两卫星产品测定的影响fl各类气雾剂，这有助于把汤姆AOD在紫外波长在可见光波长的气溶胶光学厚度。然而，两个月平均产品的使用不能从根本上看出它们之间差异的原因。这两种产品最初的协同运动会好fiT未来协同努力包括卫星气溶胶产品。patmos-avhrr数据这与数据集的一个早期版本被从AVHRR路径fi在大气中产生的（帕特莫斯）在海洋气候数据集从198

13、1年9月至2000年12月在110公里等领域的全球网格（斯托etal.，2002）在0.63MM算法使用一个信道（斯托etal.，1997）。每对气溶胶反演性能已全面评价对表面进行测量（斯托etal.，2002；Zhaoetal.，2002），对MODIS产品（Zhaoetal.，2005a，b）。然后，更准确的MODIS辐射被用来重新校准AVHRR辐射（海丁格尔etal.，2002）利用同步星下点立交桥（SNO）数据（Caoetal.，2004）。一个独立的双通道算法应用到校准AVHRR辐射，导致一个新的产品命名patmos-x.更好的粉尘检测算法也已经被开发来提高沙尘暴和云之间的区别（埃文

14、等，2006）。一个一致的相互利用MODIS为参考进行不同的卫星平台的卫星AVHRR传感器的标定。作为一个结果，AVHRR的标定精度是目前兼容，MODIS，这被证明是从历史AVHRR观测确定AOD长期趋势关键（Zhaoetal.，2008b）。MODIS产品MODISAOD使用MODIS传感器在Terra和Aqua卫星多通道检索，开始在2000和2002，分别在海洋使用单独的算法（痰热结etal.,1997）和土地（考夫曼etal.,1997；复etal.,2005）。算法是不断评估和定期更新（Levy等人，A,B；里默etal.,2008）。在陆地上，新采集的5为高负荷低琳inates气溶胶

15、负荷和低估的AOD的系统性的高估（Levy等，2007a；李etal.,2007；MIetal.,2007）,在原集合的存在（楚etal.,2002；运行等。，2005；Levy等人，2005）。收集5还利用深蓝色检索算法将MODISAOD覆盖年龄扩大到明亮的沙漠表面（Hsu等人，2006）。在海洋，MODISAOD系统高于GACP气溶胶产品（geogdzhayevetal.，2004）。较大的区域不同，这两种产品之间的差异可能与云筛选和气溶胶的粒度分布模型的选择有关（Jeong等，2005；Zhaoetal.,2005a,b）。2.5MISR产品MISR是另一个重要的专业仪器Terra卫星搭

16、载在海洋提供AOD数据（损坏tonchiketal.,1998；卡恩etal.,2001）和土地（martonchiketal.,1998；餐厅etal.,2005）。鉴于其多角度观赏能力，气溶胶检索也可以在明亮的表面，如沙漠。模拟MISR辐射为含有三个成分的混合物，测试对观测到的辐射都闪烁自由摄像机（高达九）,在每一个水上两波长；在陆地上,所有九台摄像机和四波长都包括在内，并且该算法利用表面变异。因此，气溶胶类型可以从MISR气溶胶反演确定。气溶胶混合物和元件数量的检索算法的重新在期间多次改变（例如，卡恩etal.，2005）。标准的算法现在包含三个成分的混合物，用红、NIRchannels

17、（双通道）在黑暗的水和所有四个通道的土地。气雾剂产品进行了评价与AERONET观测（martonchiketal.,2004；卡恩etal.,2005；Abdouetal.，2005）。2.6SeaWiFS气溶胶产品（1997-目前SeaWiFS）主要用于常规的全球海洋的颜色测量和海洋生物光学特性数据的生成,这就要求在校准和高光谱波段信号的噪声特性的高精度（GOR唐和王,1994）。SeaWiFS气溶胶反演算法采用近红外波段（765nm和865nm）估算气溶胶光学性质（戈登和王,1994；王等人,2005）。在生产的海洋生物光学模型被用来解释该海洋的贡献（西格尔etal.,2000；施通普夫e

18、tal.,2003）。SeaWiFS经常导致AOD在全球海洋中865nm和。angstrOM指数产品。SeaWiFS的AOD数据已对地面测量验证（王etal.,2005）,用于研究气溶胶的影响在海洋（例如，Chouetal.,2002）。同样的算法（戈登和王，1994；戈登，1997）也采用常规获得的MODIS水色气雾剂产品（AOD和。angstrOM指数）对全球海洋。上述产品有其长处和短处，如表1所示。这些数据被用于气溶胶对地球气候的全球影响的模型模拟，而另一些则用来研究气溶胶的尤其是在环境变化的背景下的发展趋势。物种之间存在不一致的产品必须被最小化，据我们所知，而且必须找到方法来处理采样的

19、局限性。在下一节中，我们试图阐述导致这些差异的一些主要的潜在来源。AOD反演中的差异来源AOD卫星反演的不确定性的伴有辐射定标、气溶胶特性，假设云污染，和表面效应校正。由这些因素引起的检索错误会降低检索质量。在数据产品出现的时间趋势，不能轻易识别fi用传统的地面真理和原位测量，可以影响这些因素以及取样的局限，白天晴空的偏见，等等。3.1校准辐射定标是AOD反演的不确定性的主要来源（例如，蝉鸣和中岛，1999；Ignatov和Stowe,2002b）可以超过40%改变AOD（geogdzhayevetal.，2002）。校准方法和精度有很大不同，从传感器到传感器，为总结在表1。由于现代研究传感器

20、（如MODIS和MISR）有星上定标系统，它们比采用传统传感器的替代校准更准确（如AVHRR和TOMS）。因此，采用先进的研究传感器校准传统传感器可以调和在传统传感器替代校准相对较大的不确定性，减少不确定性接近的先进研究传感器。例如，同时最低点立交桥（SNO）方法进行具体fi卫星校准（曹etal.，2004；海丁格尔etal.，2002）。更准确的MODISflectances（2%不确定关系的标定）可以用来校准AVHRR重新flectances（5%不确定性校正）为在两仪器圈操作时间。新的校准AVHRR辐射应用落后的一个卫星平台每次到最后（或最早的）平台（NOAA-9）完成。作为一个结果,M

21、ODIS校准是有效地转移到AVHRR仪器具有不确定性的接近,MODIS。此外，一个一致性的标准可以应用于不同的AVHRR卫星平台，产生无偏长期的气溶胶数据集的关键（Zhaoetal.，2008b）。作为一个例子，图2比较了在0.63MMAVHRRAOD反演与新SnO校准AVHRR使用原始辐射辐射。在全球范围内，新的定位高于老中心。由于MODIS般具有比原始AVHRRAOD值高的AOD值（例如,Mishchenko等人，2007a；迈尔etal.，2005；Jeong等，2005），新的AVHRRAODS与MODIS更一致。操作的传感器，实现了高精度校准SeaWiFSEST（0.5%的准确率和0

22、.3%的稳定性）通过车载，农历（巴尼斯etal.，2001），和替代校准（戈登，1998；epleeetal.，2001），这也可作为校准其他传感器交叉实例的参考基准。SeaWiFS的MODIS（水色）替代校准进行了我们的从海洋光学浮标实测数据（Moby）部署在拉奈岛西部的夏威夷（1997-现在）（克拉克等人，1997）。3.2云掩模可以说，AOD的重新trievals不确定性的最大来源是云掩模（Mishchenkoetal.,1999；玩具和nalli信号，2002；Zhaoetal.,2003；迈尔etal.,2004；Jeong和李，2005；Jeong等，2005；考夫曼等，2005）

23、。所有主要的AOD数据生产者都非常关注这个问题。对于GACP产品，除了对is-ccp云检测算法（Rossow和花园，1993），更为保守的云筛选算法是由Mishchenko等人应用。（1999）和geogdzhayev等人。（2002）。这额外的云掩模旨在消除小积云云层和光学薄卷云。另一方面，严格的云掩模可以丢弃强气溶胶信号的不利影响（团etal.，1997；干草木etal.，2001），这可能是一个主要影响因素的系统下定位从GACP相对于MODIS产品（郑某等人，2005）。MODISAOD产品使用气溶胶云屏法规范地开发fi遥感气溶胶生成（马丁斯etal.，2002）而不是使用名义MODIS

24、云识别fi阳离子方案（阿克曼等，1998）。海水在NIR使用IFS瑞利修正重新flectance阈值（865nm）的云的歧视（鲁滨孙etal.，2003；王等，2005）。本文讨论的卫星气溶胶反演所使用的云屏蔽方案汇总于表2中。气溶胶产品灵敏度的研究（特别是全球月平均）对不同的云的筛选方法是缺乏所有卫星气溶胶产品在这里讨论,这是一个重要的障碍fi无法核对的AOD数据和需求之间的差异是在一致的、统一的卫星气溶胶数据产品可以生成并提供给用户社会团体解决。选择气溶胶模型由于对全球范围内的气溶胶类型信息的普遍缺乏，不同气溶胶模型采用AOD产品生成oMODIS海洋检索算法采用20气溶胶的粒度分布的双对数

25、正态组合（BL）给变量重新折射指数函数。对20种组合的检索选择没有任意限制。在陆地上，MODIS算法具体fiES两气溶胶模型为每个地点和季节。GACP/AVHRR算法使用一个修改fiED功法粒度分布变坡和fi固定粒子折射率。模型组进行探讨的大小分布差异的影响和对AODDIScrepancies折射率（Mishchenko等，1999；Jeong等，2005）。结果发现，在粒度分布函数的差异可以创造可观的AOD的差别高达2倍，而折射率不同，造成中度系统性差。同样的fi发现可能也适用于其他的AOD产品。表3总结了用于重新trievals气溶胶模型的讨论。敏感性分析在fl影响气溶胶模型的选择对AOD

26、的长期趋势形成对每fiAVHRR型和检索固定气溶胶模型（Zhaoetal.,2008b）表明，不当的选择会产生虚假的AOD气溶胶模型的长期趋势在区域尺度。MISR，统计和案例的气溶胶类型假设影响AOD检索案例分析一直是全球分布的气溶胶类型进行（卡恩etal.，2005），球形吸收和非吸收颗粒（陈etal.，2008；卡恩etal.，2007），和沙漠的沙尘（会和卡恩，2006）。总之，要注意气溶胶谱分布与除了折射率和云筛选。地表效应除了多角度的技术在公司中采用TOMSUV技术的表面去除效果的影响，特别是相对明亮的表面如干旱和半干旱的土地和沙漠，是AOD从卫星观测估计的关键这是一个简单任务在海洋

27、比陆地更富有。在MODIS和GACP算法，海洋表面的边界条件是基于Cox和蒙克（1954）设置为6或7米/秒的风速（Mishchenko和Geogdzhayev,2007；征收etal.,2003）。SeaWiFS还实施了表面白浪重新flectance校正算法（戈登和王，1994；Frouin等人，1996）使用的风速数据。因此，不仅是海洋表面的黑暗，其治疗效果所造成的差异最小化。然而，对于一些粗糙的海洋表面，如在“咆哮40”乐队（40-60s）,表面污染可能成为突出的（Mishchenko和Geogdzhayev,2007）。大的差异在气雾剂产品，尤其是气溶胶Angstrom指数（AE）,观

28、察从MODIS和AVHRR数据在这一地区的南大洋收集（Zhaoetal.，2005）。这是一般性fi邪教准确推导出在沿海地区气溶胶光学特性。因此，许多沿海地区的AOD产品显示的不连续性（例如，Mishchenkoetal.，2009）。主要挑战在于由河流输入、沉积物再悬浮或大量浮游植物水华引起的复杂混浊水域。对生产力的海洋水域，有非常显fi不能海洋贡献在近红外波段（西格尔etal.,2000；施通普夫etal.，2003；Wang和Shi，2005,2007）。红色波段的海洋辐射贡献更大。因此，在水域经常混浊的沿海地区，卫星衍生的AOD通常未经适当估计海洋贡献而高估。此外，最近的一项研究（王，

29、2006）表明，在沿海地区的气溶胶偏振效应可能需要包括。更多的努力来应对表面效果的土地。而地表反照率的光谱变化在MODIS算法考虑，很少考虑到在fl影响双向重新flectance分布函数（BRDF）（Luoetal.，2005）。对土地利用和土地覆盖变化对气溶胶长期趋势的影响知之甚少。表4列出了表面处理的主要特征为主要的气溶胶反演算法讨论。既然历史AVHRR、电流EOS/MODIS、和未来的NPOESS/VIIRS仪器比其他参与仪器更具有可比性和最终覆盖了大约50年的时间，更多的精力应该放在这些产品与和解制度的比较。AOD和Angstrom指数（AE）应被视为两个核心产品，因为他们可以从几乎所

30、有的仪器。球形和非球形粒子型的区别是制作AOD0.15或0.2的MISR。精细/粗分模式，SSA，和任何其他气溶胶光学性质是非常理想的，但目前难以实现。有足够fi古代气候应用质量利用AVHRR和MODIS测量为内核和其他历史、电流测量一致的长期AOD和AE产品，和未来的卫星仪器作为补充可以通过数据最终产生协同效应。检索的不确定性对全球AOD产品冲击示范，气溶胶的辐射强迫，其随时间的变化理解表现在图1所示的各种潜在因素的情况下，描述以上的较大差异，试验采用不同的检索算法对帕特莫斯和patmos-x气溶胶产品进行（斯托etal.,2002；Zhaoetal.,2008b）从1981年9月到2004

31、年12月近25年。如表5所示，生成了五个数据集。数据1为O.63UAOD我用斯托等人的单通道算法。（1997）与原维卡里OU校准从利比亚沙漠。更准确的MODIS辐射被用来重新校准AVHRRRA与回顾（海登格尔等人C002）产生一个新的产品，并命名为patmos-x已扩展至2005由AVHRR观测的资料,16，和17。patmos-x数据集的2是从像素级日常轨道的辐射从AVHRR全球区域覆盖采样（GAC）的数据，在8公里的X空间分辨率8公里使用伊格纳托夫和Stowe的两个通道算法（2002a）。它在AVHRR通道1提供AOD（0.63刚），1和2频道（0.83期），2。它假定非吸收的一个模式的日

32、志正常大小分布在海洋表面1m/s风速下海洋表面再fleetance计算气溶胶模型。数据集的3是相同的数据集2除了退化的分辨率为0.5X0.5。比较这两个数据集，一个通知，而小的差异，所以我们可以使用的分辨率数据进行测试更有效地fi。数据4使用修改后的两个通道的算法，导致地面观测的最佳协议产生（Zhaoetal.，2004），由于一个更现实的气溶胶模型的使用（弱吸收双峰对数正态分布）和全球平均海洋表面的风速（6米/秒）。数据集的5类似，但使用新的数据集1的SnO校准数据。所有的fiVE数据集是在海洋只是为了避免较大的不确定性，高度可变的，再fl有效地表面。除了强大的中断由于火山喷发ElChich

33、山在1982年3月和1991年6月，AOD的长期变化可以在图3中看到的。不幸的是，各种各样的产品之间的巨大差异掩盖了年际变化的微弱信号。最大的差异是数据系统1和5之间，只是由于不同的校准方法的使用。这并不奇怪，因为AOD信号从重新fleetanee信号很微弱，在校准的任何变化可能大大改变气溶胶光学厚度反演提取。从这个finding，可以使一个猜想，在校准的差异，表1给出可能的交流计数这里显示的AOD差异很大。因此，为了使AOD兼容,我们必须保证RAdiances同意fiRST测量由不同的传感器。应用于patmos-xSnO标定方法，因此把历史AVHRR数据与MODIS协议合理有效的方法。然而，

34、对于趋势检测，绝对校准比其他因素更重要。然而，相同的输入数据不一定导致相同的AOD检索。AOD从数据集的2个有区别很大，MODISAOD，即使他们的校准的辐射是相似的。这是因为在表面重新eetancefl气溶胶模型和处理大的差异。在缩小差距，赵某等人。（2004）采用了一种基于AERONET观测验证相对更现实的气溶胶模型。基于AERONET观测调整后,修改后的算法（数据4）导致的与MODIS产品接近AOD。这是由fi在郑某等人的支持。（2005）表现出非常大的差异，利用气溶胶谱分布的两种不同的模型提出，电力法和双对数正态函数相同的辐射率资料。具有讽刺意味的是，不仅集4AOD大致同意与MODIS

35、AOD，这也符合GACPAOD,后者采用幂律的大小分布，如图4所示的更清楚。AOD的这种一致性是前所未有的，尽管区域差异可能仍然很大。然而，仍有不一致在重叠的短周期的趋势（见图1）从弱阳性（MODIS）弱负（GACP，patmox-x，SeaWiFS和MISR）,我们认为这是由于不同的云筛选方案和权证更详细的调查。尽管良好的协议，我们仍然面临着在正确的气溶胶模型的特点是粒径分布和吸收特性选择基本的挑战。缺乏对这两个关键变量的约束，可能产生虚假的长期趋势。注意，AOD是决定其辐射效应的三个基本变量之一。对于相同的AOD但不同的SSA和不对称因子（也是地表反照率），隐含的辐射强迫的幅度甚至可以改变

36、符号。幸运的是，气溶胶颗粒尺寸分布和SSA都难以量化。到目前为止，他们的测量是有限的少数fi现场实验显示随时间和位置的强烈变化。目前，专门测量这两个变量的仪器非常昂贵，禁止广泛使用。很少有方法可以在大范围应用于日常工作中。凭借在结合地面晴空测量传输距离和空间重新ectance承担flTOA测量，Leeetal所提出的方法。（2007）在大面积常规测定SSA方面有一定的优点，但在重气溶胶条件下是有效的。在对气溶胶进行物理分析之前，对大气气溶胶进行反演是一种可行的方法，改进气溶胶光学厚度反演的方法似乎是根据近地面和飞机观测的结果来分析反演结果的传统方法。在某种程度上，这里显示的一致归因于广泛的验证

37、，在相同的地面观测，主要是全球AERONET（Holben等人，1998）的数据。从这个数据提供全球分布和质量控制的观测和气溶胶光谱光学厚度推断，气溶胶的粒径分布和折射率（dubovik和国王，2000；HOLBenetal.，2001；斯米尔诺夫等人，2002b，2003；duboviketal.,2002）。目前有超过200的时间操作变量AERONET站点。AERONET测量来验证对AOD的检索从AVHRR（例如，日暮etal.，2000；Zhaoetal.，2002,2003），汤姆/外膜蛋白（例如，Hsuetal.，1999；托雷斯等，2002），MODIS（如楚etal.，2002；

38、ichokuetal.，2002,2003,2005；复etal.，2002,2005），和MISR（例如，餐馆etal.，2001；martonchiketal.,2004；Abdouetal.，2005；卡恩等人，2005年，B，2007；会和卡恩，2006；陈等，2008）。然而，在绩效矩阵的内容进一步的评估可以在fi社会，包括附加的散点图，PDF，长期的时间序列，一致性检查，和相关的检查。将AOD差异在太阳能气溶胶直接辐射效应的背景下，我们用（ADRE）平均气溶胶光学特性的来自世界各地的436AERONET站标准偏差（SSA0.92和不对称因子0.69）计算顶部3，大气的底部和内部。辐

39、射传输计算，假设平均太阳天顶40，平均地表反照率的5%角行（海洋和陆地表面可见代表）。图5显示了三层的挑战。这是全球不同的数据集的范围从10.6-ADRE手段（SeaWiFS）来-16.3WM-2（MISR）对TOA，-23.7-36.3WM-2在表面，和13至20的WM-2大气中。相对肾上腺差异是46%，对于表面43%和42%，分别为托阿和大气。请注意，这是瞬时值，不应与每年的和每日的平均值相比，正如许多其他报告中所总结的那样。（2006）。除以2的一个因素在这里显示的值是日平均值近似估计（Zhangetal.,2005）。然而，这些值之间的相对差异是兼容的余等人。（2006）编制的全球意味

40、着谁敢（TOA和海洋）通过各种调查使用不同的卫星产品鳄鱼通过假设不同的气溶胶特性估计。由于我们使用相同的气溶胶属性，差异源于AOD。兼容的相对差异表明，在我国当前的全球挑战的估计的差异主要归因于flYAOD的差异，这是最有可能与TOA晴空辐射用于云筛选和校准不同方法的反演。图6显示了在三层的故障时间序列在EOS时代的开始2000。有一个十的趋势，差异收敛，近年来，特别是MODIS和MISR之间。这可能是由于基于近期活跃的国际比较与地面真理的验证由分开的气雾剂生产商的算法调整。然而，仍然需要更多的研究来解释详细变化的差异，并从各种仪器中获得一致的长期AOD趋势（全球和区域）。结语与建议作为气溶胶

41、在地球系统中的重要性认识，全球气溶胶产品从星载传感器产生的数量已大大增加在过去的十年中多亏了地球观测系统的出现。尽管数据质量稳步提高，联合国最基本的气溶胶变量检索确定，AOD仍然太大，不能用于监测其长期变化趋势。作为一个教程问题程度的验证，本文仅为全球平均气溶胶光学厚度值的一些粗略的比较。在区域尺度上，差异可以更大，更复杂，作为气溶胶的性质是如此不同，任何fi固定的气溶胶模式导致大区域的偏见。即使是这样一个高度的平均数量，不同产品之间的差异超过年际变化信号，虽然产品的精度具有重要意义fi明显优于差异（例如，Mishchenko等人，2007，2009）。利用对气候建模和监控产品，我们必须首先认

42、识和解决fi差异并产生更高的精度的一致性和统一fiED产品。监测大气环境及其对气候变化影响的长期变化，我们必须桥历史，目前和未来的（例如，Mishchenko等人，2007d）卫星产品。实现这些目标，每个产品需要广泛和严格的验证和判定。不需要详细的评估分析，除了独立的测量，揭示其原因，它是困难的fi邪教获得“真”的价值的遥感fi领域。气溶胶遥感学科四主要不确定因素：传感器标定，云掩模，气溶胶光学特性和地表重建。传感器的校准稳定性的关键是长期监测。气溶胶的弱辐射信号要求比云等其他空间遥感要素具有更高的校准精度和精度。长期监控不中断，我们必须保持至少一个传感器的高稳定后fi有效通道数在极地轨道，其他传感器至少可以交叉校准。我们面临的最大挑战是对EOS时代的气象传感器进行追溯校准。在EOS时代，