基于OP/FTIR和反射转镜式干涉光谱仪的大气CO2浓度测量

作     者：魏儒义 周锦松 张学敏 于涛 高晓惠 任小强 WEI Ru-yi;ZHOU Jin-song;ZHANG Xue-min;YU Tao;GAO Xiao-hui;REN Xiao-qiang

作者机构：中国科学院西安光学精密机械研究所中国科学院光谱成像技术重点实验室陕西西安710119 中国科学院光电研究院中国科学院计算光学成像技术重点实验室北京100049 中国科学院大学北京100190 

基　　金：国家自然科学基金项目(40805013)资助 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2014年第34卷第11期

页      码：2978-2983页

摘      要：对地球大气温室气体进行高精度的探测,是当今数值天气预报和气候与大气环境变化监测的发展需求。利用OP/FTIR测量法,将一台国内率先自行研制的中波红外反射转镜式干涉光谱仪,首次成功地用于地表大气CO2红外吸收光谱的测量。该反射转镜式干涉光谱仪的工作谱段为2 100~3 150cm-1,光谱分辨率为2cm-1。设计了大气成分探测方法,建立了大气浓度参数反演数理依据和定量分析算法。采用基于比尔定律的直接法和基于HITRAN数据库及仪器函数的仿真拟合法,建立了反演模型,并对CO2分子的浓度进行了反演。根据观测和模型分析,CO2的浓度反演结果在300~370ppm,呈现出随自然环境变化先缓慢降低再快速升高的趋势,并在下午至傍晚之间达到低值;同时,随时间的变化,用直接法计算的CO2浓度和用拟合法的仿真值表现出了良好的一致性,所有测量数据之间的相关性高达99.79%,相对误差不超过2.00%,达到了较高的反演精度。结果表明,在遥感测量大气成分方面,基于红外反射转镜式干涉光谱仪的OP/FTIR法是可行且有效的技术手段,直接法或拟合法皆可实现高精度的浓度反演。

主 题 词：大气红外光谱 浓度反演 比尔定律 仪器函数 反射转镜 

学科分类：07[理学] 070601[070601] 070602[070602] 0804[工学-材料学] 0706[理学-大气科学类] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3964/j.issn.1000-0593(2014)11-2978-06

馆 藏 号：203644313...