摘要：搭载于"高分五号"(GF-5)卫星上的痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)是一台星下观测的高光谱载荷,测量紫外和可见光光谱范围的地球后向散射辐射,设计用于大气痕量气体的探测。本研究基于EMI在VIS1通道的实测光谱,利用差分光学吸收光谱(DOAS)方法进行了对流层NO_(2)柱浓度反演,展示了基于EMI载荷的对流层NO_(2)柱浓度反演结果,与同类载荷产品进行交叉验证,并利用地基观测结果进行了地基验证。研究表明,EMI反演结果与OMI、TROPOMI具有较好的空间分布一致性和较低的相对偏差,与TROPOMI具有较好的时间变化一致性。地面验证结果表明EMI NO_(2)反演结果具有较高的精度。本研究证明了EMI在全球NO_(2)监测方面的能力,可以为中国后续污染气体探测载荷的设计和反演算法的开发提供参考。

摘要：大气痕量气体差分吸收光谱仪EMI(Environmental trace gases Monitoring Instrument)是搭载在"高分五号"(GF-5)卫星上的覆盖紫外—可见光波段的光谱仪,用于测量240—710 nm波长范围内的地球后向散射和太阳辐射,旨在量化全球对流层和平流层痕量气体的分布,如臭氧、二氧化氮等。本文关注EMI载荷对大气弱痕量气体甲醛(HCHO)的探测能力,并基于实测数据初步评估EMI HCHO产品的探测能力与精度。研究结果表明EMI的辐照度波长校准精度高,但在不同行之间存在较大的不均匀性,其波长校正的精度与仪器的狭缝函数高度依赖行位置的变化。基于EMI的HCHO反演的结果表明,EMI UV2频段的标称信噪比较低,使得利用差分吸收光谱技术(DOAS)得到的HCHO斜柱浓度SCD(Slant Column Density)存在较大的随机误差和拟合残差。现阶段,评估得到的EMI HCHO斜柱浓度的不确定性为1.2×10^(16)molec./cm^(2)。与国际同类载荷TROPOMI(TROPospheric Ozone Monitoring Instrument)、OMI(Ozone Monitoring Instrument)的交叉对比验证结果表明,EMI可以捕捉到中国地区夏季HCHO的空间分布特征。EMI&TROPOMI与EMI&OMI的相关系数均大于0.8。但是在华东地区EMI HCHO普遍高于OMI和TROPOMI,其原因需要进一步研究。本文的研究证明了EMI对夏季HCHO的探测潜力及不足,可为后续类似载荷的指标设计和算法研发提供参考。