一种基于混编的气溶胶光学厚度(AOD)反演的新方法

　　本文介绍了一种利用C#和IDL混合编程技术开发对CE318太阳光度计测量得到的直射太阳辐射数据进行处理,从 而最终得到550nm气溶胶光学厚度的网络处理系统的新方法。文章给出了新方法的处理流程,详细介绍了混编机制在AOD反演系统开发中的实现方式,并且通过野外实验实测CE318数据对应用平台进行验证,从而提出了C#和IDL进行混合编程开展基于网络版的遥感数据定标和大气测量应用研究的优势。

　　1引言

　　CE318太阳光度计是由法国CIMEL公司研制生产、用于气溶胶光学特性和大气质量监测的自动测量仪器,它可以自动跟踪太阳进行太阳直射辐射测量,测得的直射太阳辐射数据可以用来反演计算大气透过率、消光光学厚度以及气溶胶光学厚度等。

　　大气气溶胶是指悬浮在地球大气中的具有一定稳定性,沉降速度小,尺度范围在10-3-10um的分子团、液态或固态粒子所组成的混合物。大气气溶胶通过直接和间接两种途径影响着地球表层系统的辐射收支平衡,进而影响着全球气候。大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相体系称为大气气溶胶,它对环境与气候的影响研究在很大程度上依赖于对其时空分布状况的了解和对其光学特性的准确估计,其中大气气溶胶的光学厚度是表征大气气溶胶状况的一个重要物理量,是评价大气环境污染、研究气溶胶辐射气候效应的关键因子。现在普遍使用的AOD反演技术都是使用者自己编程对.sun文件进行处理,得到结果,市场上没有专门的软件来做这一工作。

　　在国外有相关的处理软件,但是目前只能直接得到大气质量数数据,得不到AOD反演最终结果和一些中间结果,这种状况使得AOD反演具有专业性很强,处理效率不高,数据传输慢等缺点。本文提出一种利用C#和IDL混合编程实现的对CE318太阳光度计测量得到的气溶胶光学厚度数据进行反演,从而最终得到550nm气溶胶光学厚度的应用平台的方法,并通过从2009年10月16日到10月23日在甘肃敦煌试验场进行CE318实地测量实验得到的数据对该平台能力进行验证,由此提出在大气测量中利用IDL与C#混编开发应用处理平台的优势及可行性。

　　2气溶胶反演与软件开发

　　2.1气溶胶反演应用平台处理流程

　　在气溶胶反演应用平台上,用户输入测量时间、经纬度、海拔、大气压强以及臭氧含量数据,就可以得到空气质量因子、瑞利光学厚度与臭氧吸收光学厚度,从而计算出各波段气溶胶光学厚度,然后通过气溶胶Junge参数计算最终得到550nm波段的气溶胶光学厚度,并且自动调用IDL的图像处理能力生成曲线。某些输入数据能够直接从太阳光度计实测数据.SUN文件中获取。如图1所示为气溶胶光学厚度反演计算处理流程图: