海洋卫星主题知识讲座

1第八章热红外辐射计红外辐射计热红外辐射计热红外遥感海洋学应用试验型MODIS红外波段海表面温度算法习题海洋卫星主题知识讲座第1页第一节红外辐射计2红外辐射计最初应用在军事方面，如早期夜间瞄准具、红外夜视镜等在大气、海洋、陆地环境和资源调查方面应用主要有探测云层、海水、陆地表面温度、叶绿素浓度和植被组成等与红外辐射计相关辐射计可分为两类：可见光和近红外辐射计热红外辐射计海洋卫星主题知识讲座第2页3可见光和近红外辐射计红外辐射计应用最广6000K太阳辐射在此频段内辐亮度最大地球表面对此频段太阳光反射和后向散射比较显著窄带~普通用于水色和气象遥感宽带~普通用于陆地和气象遥感探测不是地球自发辐射，而是太阳光在大气、海洋、陆地反射和后向散射300K地球表面自发辐射最强波段为热红外波段信号比较弱波长比较大，含有较大绕射和穿透能力；不易受雾、烟尘和气溶胶影响大气对海面红外信号有衰减作用，大气校正是热红外遥感不可缺乏步骤大气对海面热红外辐射影响包含大气吸收和自发辐射海洋卫星主题知识讲座第3页4波段3.7~4.1μm和10~12μm是两个可用于星载辐射计探测海表面物理要素热红外窗在红外波段，水蒸气、二氧化碳和臭氧是主要吸收气体，而其散射可忽略；气溶胶散射作用也可忽略海洋卫星主题知识讲座第4页第二节热红外辐射计5热红外波段波长是3~15μm，波段3.7~4.1μm和10~12μm是两个热红外窗口热红外辐射计主要包含MODIS：中等分辨率成像光谱仪AVHRR：改进型甚高分辨率辐射计TOVS：泰罗斯垂直探测装置MVISR：多通道可见光和红外扫描辐射计AATSR：改进型沿轨迹扫描辐射计SCIAMACHY：扫描成像吸收光谱分析仪海洋卫星主题知识讲座第5页6海表面温度反演可依据普朗克黑体辐射定律计算在热红外波段当前没有公式计算海水发射率通常使用经验方法反演海表面温度，能够回避发射率未知问题云是海表温度遥感中必须剔除原因最大温度法：海表温度比云表面温度高，不过改变时间梯度要低多波段方法：依赖于两种不一样热外波长上亮度和温度间非线性关系图像目测判断法热红外辐射计探测是海洋皮层温度海洋卫星主题知识讲座第6页第三节热红外遥感海洋学应用7海表面温度是海洋学研究中最主要参数之一几乎全部海洋过程，尤其是海洋动力过程都直接或间接与温度相关海洋学应用领域：气候学全球海表面温度改变海表面温度异常天气预报大洋涡旋上升流海洋锋经济和渔业海洋卫星主题知识讲座第7页第四节试验型MODIS红外波段海表面温度算法8中等分辨率成像光谱仪MODIS是一个拥有36个通道可见光和红外波段光谱辐射计迈阿密大学提出利用MODIS第31号和第32号热红外通道探测数据“迈阿密探路者”海表面温度算法MPSST为海洋卫星主题知识讲座第8页迈阿密大学提出热红外波段海表面温度算法是适合用于3.7μm~4.1μm大气窗星载辐射计反演海表面温度算法。这个大气窗口比10~12μm热红外窗口更透明，因而可能提供更准确温度探测MODIS在这个大气窗口有三个通道：20通道(3.660μm~3.840µm)、22通道(3.929μm~3.989µm)和23通道(4.020μm~4.080µm)基于这三个通道热红外波段海表面温度算法是i：MODIS通道20、22和23中任意一个海洋卫星主题知识讲座第9页10为了消除因为太阳倾角改变带来剩下误差，迈阿密大学深入发展了一个多通道SST算法MCSST：i、j：MODIS通道20、22和23中任意两个函数f(d)被用来消除因为太阳倾角改变带来剩下误差，它计算公式是式中a、b

、c

、m

、n

和p是对应于三个纬度海域系数海洋卫星主题知识讲座第10页由TERRA卫星中等分辨率成像光谱辐射计(MODIS)观察数据反演取得全球海表面温度海洋卫星主题知识讲座第11页12习题1.填空：MODIS热红外通道辐亮度Li经过______与该通道黑体温度Ti相联络；MODIS热红外通道黑体温度Ti经过___