海洋水色遥感监测的大气校正
NOAA美国国家海洋和大气局NESDIS国家环境卫星数据和信息服务STAR
IOCCG国际海洋水色专家组
讲座大纲
1 引言
简单介绍历史
海洋水色方法的基本概念
为什么需要大气校正
2 radiometry辐射测量和光学性质
基本的辐射测量量
表面的光学性质
固有的光学性质
3 大气的光学性质
分子的吸收与散射
气溶胶的性质与类型
----无或弱吸收性气溶胶
----强吸收性气溶胶(粉尘,烟雾等)
4 辐射传输
radiative transfer equationRTE辐射传递方程
连续的排序的散射方法
单散射近似值
5 大气校正
定义和检查各种学术用语
海平面的影响
大气散射透过率
归一化离水辐射效应
公海例子:使用NIR波段进行大气校正
海滨和内陆水
----对各种方法的简单回顾
---基于SWIR 大气校正
MODIS-Aqua测量的例子
6 介绍强吸收性气溶胶的问题
强吸收性气溶胶的问题
解决吸收性气溶胶的一些方法
使用MODIS-Aqua和CALIPSO 数据的粉尘气溶胶大气校正的例子
7 对于未来海洋水色卫星传感器的展望
历史:
1 由宇宙飞船获得的海洋彩色照片(Apollo 等1960s)
2 Clarke等(1970)表示出了从飞机获得的海洋水色光谱辐射的系统的测量,表明了探测海洋上层的Chlorophyll叶绿素浓度的是有可能的.他们还表明了大气对测量信号的影响.
3 Tyler&Smith(1970)发现了在不同水体中的上下光谱辐照度的领域测量.之后,出现了许多类似的在原位的水光谱测量.
4 .在Gordon等的辐射传递的框架in the frame of中得出原位反射的测量的解释,也涉及到Morel
和Prieur(1977)和Smith和Baker(1978)的光学重要的水体物质.
5 Gordon(1978,1980)开发出了一种单散射大气校正算法,用于处理NASA美国国家航空航天局CZCS海岸带水色扫描仪的海洋水色数据,表明了卫星海洋水色遥感的可行性. Feasibility
6 改进了的大气校正算法(Gordon和Wang)用来运用于各种不同的更多sophisticated复杂的海洋水色卫星传感器.例如SeaWiFS,OCTS,MODIS等,进而带来了海岸带水色扫描仪概念任务的证据.
7 最近几年来,大气校正方面的努力正在解决了更复杂的海岸带和内陆水的特性,也包括强吸收
性气溶胶.
卫星海洋水色测量
卫星海洋水色遥感是由可能实现的因为:
1 海洋水色(光谱辐射/反射)数据---水离辐射/反射光谱---是与水的特性有关的,例如,叶绿素2-a 浓度.换句话说,水的光学性质和水的生物/生物化学性质等等存在各种相关性.
2 通过大气校正来推导出精确的来自卫星测量的水辐射/反射光谱数据.
大气校正
在卫星的高度,90% 的传感器方法的海洋信号都来自大气和海平面. 所以,获取精确的大气校正和传感器校准是十分重要的.
0.5%的大气校正或校准误差,对应5%的来自海洋水离辐射度的误差. 我需要的是0.1% 的传感器校准精度。

海洋水色遥感：通过精确的除去大气和海平面的影响来推导出海洋离水辐射亮度。

海洋性质：例如，叶绿素2-a 浓度，在490nm波段散射衰减系数，可以从海洋水离辐射光谱。