污染气体与温室气体卫星监测技术国内外进展与应用.pdf

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1、污染气体与温室气体卫星监测技术国内外进展与应用陈良富 中国科学院 空天信息创新研究院2025年8月28日温室气体卫星遥感技术进展与应用污染气体卫星遥感技术进展与应用二三提 纲污染气体与温室气体卫星监测原理一监测手段：站点、线、面金砖会议走航时间：9:00-10:30走航路段：环厦门岛走航结果：北方污染相对较重，高空有污染团(AQI)PM2.5(AQI)PM2.5站点：点尺度、一维时间卫星：二维空间连续激光雷达：一维垂直空间GF-5首颗大气污染探测专用星美国地球科学卫星欧盟地球科学卫星美国NASA、NOAA、USGS卫星；欧盟ESA卫星气象探测计划哥白尼计划对地观测计划哨兵系列卫星国外卫星200

2、6FY-2D2008FY-3A(TEST)2010FY-2F2008FY-2E2009FY-3B(TEST)2011FY-3AM12012FY-3PM12012FY-2G2013FY-4A(TEST)2013FY-3RM(TEST)2015FY-4EAST12014FY-3AM22017FY-3AM32015FY-3PM22016FY-4WEST12017FY-4MS(TEST)2018FY-3PM32016FY-3RM12019FY-3RM22019FY-4EAST22020FY-4WEST22020FY-4MS2020 FY-3E2 20 02 22 2F FY Y-R RM M)2021

3、 FY-3F2 20 02 23 3 F FY Y-3 3H H2021年11月7日2022年4月12日我国高分辨率系列卫星气象、环境和高分卫星系列：空气质量，生态和水质应用环境与灾害监测预报小卫星星座2020年9月27日2008年9月6日发射C 星A星 B星HJ-1号A/B/C星HJ-2号A/B星GF-5（02）星DQ星GF-5号我国商业卫星我国商业卫星中国卫星气象卫星系列卫星探测原理：噪声 VS 信号 噪声：相机工艺水平（光学系统）、器件质量 信号强度：光通量大小取决于像元分辨率（瞬时视场角）、光谱分辨率地表目标：反射与辐射特征、强信号、空间分辨率高、看的细气体目标：吸收和发射特征、弱信号

4、、空间分辨率粗目标特性20162016年年1212月月16162121日日卫星探测原理：大气成分探测难点气体吸收截面（气体指纹）气体吸收截面（气体指纹）卫星探测原理：大气成分吸收谱线采用高光谱分辨率，实现大气成分的探测 云（相态、光学）、大气温度、湿度、地表辐射、云（相态、光学）、大气温度、湿度、地表辐射、气溶胶：光学厚度、光学与微物理特性、气溶胶：光学厚度、光学与微物理特性、质量浓度质量浓度PM2.5/10、沙尘、沙尘、污染气体：污染气体：O3、NO2、CO、HCHO、温室气体：温室气体：CO2、CH4、N2O、大气环境卫星遥感成分温室气体卫星遥感技术进展与应用污染气体卫星遥感技术进展与应用

5、二三提 纲污染气体与温室气体卫星监测原理一早期臭氧探测：美国“雨云-7号”观测到南极臭氧空洞 1985年，美国“雨云-7号”(Nimbus satellite-7)气象卫星观测到南极臭氧空洞 臭氧总量测绘光谱仪（TOMS）获得全球臭氧数据1985年南极臭氧空洞光谱分辨率：0.2-0.4 nm，污染气体卫星监测技术发展历程2003200520072009201120132015201720192023202520012003200520072009201120132015201720192021 首次利用差分吸收光谱算法（DOAS），实现多物种反演 对流层和平流层：O3、NO2、BrO、OClO

6、和SO2ERS-2卫星是欧洲空间局（ESA）于1995年4月21日发射的第二代地球资源遥感卫星全球全球臭氧监测仪（臭氧监测仪（GOMEGOME）幅宽幅宽：240240kmkm空间分辨率：空间分辨率：4040kmkm80km80kmESAERS-2/GOMEGOME臭氧柱总量（DU）全球对流层NO219962001年平均垂直柱密度(单位：1015molecules cm-2污染气体卫星监测技术发展历程ESAERS-2/GOMEGOME2003200520072009201120132015201720192023202520012003200520072009201120132015201720