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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 气象卫星与气候和环境研究2

1.2.1 气象卫星资料用于气候和环境研究的特点2

1.2.2 气象卫星与世界气候计划4

1.3 气象卫星与气候和环境监测5

1.4 论文主要内容6

第二章 中国风云一号系列气象卫星监测东亚环境研究8

2.1 中国风云一号系列气象卫星概况8

2.1.1 FY—1的轨道特点8

2.1.2 FY—1甚高分辨率扫描辐射计特性10

2.1.3 FY—1资料传输特性11

2.2 东亚海域海洋水色的遥感研究13

2.2.1 问题的描述13

2.2.2 海洋一大气系统对卫星可见光探测能量的贡献14

2.2.3 海色遥感的大气辐射订正17

2.2.3.1 空气分子路径辐射和天空耀光辐射的订正18

2.2.3.2 气溶胶粒子辐射的订正20

2.2.4 光在水中的吸收和散射22

2.2.4.1 海洋水色遥感的常用光学量23

2.2.4.2 水的光学性质24

2.2.4.3 水中辐射传输的单散射模式26

2.2.5 海洋水色—表层浮游植物色素浓度的计算31

2.2.5.1 算法的建立32

2.2.5.2 FY—1海色资料处理35

2.2.6 结果分析35

2.2.6.1 大气辐射订正效果检验36

2.2.6.2 不同海区浮游植物色素浓度分析与验证37

2.3 FY—1对城市热环境的监测39

2.3.1 城市热环境的成因分析39

2.3.2 用FY—1监测城市热环境39

2.4 FY—1可见光通道图象识别海陆雾区42

2.5 本章小结44

第三章 气象卫星垂直探测系统监测地一气系统辐射平衡和云辐射强迫研究45

3.1 用气象卫星垂直探测系统进行气候监测的特点45

3.1.1 引言45

3.1.2 垂直探测系统监测气候变化的能力和特点47

3.2 辐射收支参量的导出48

3.2.1 从HIRS/2测值获取射出长波辐射50

3.2.2 从HIRS/2可见光通道导出反照率52

3.2.3 净辐射的计算55

3.3 云辐射强迫参量的导出56

3.4 东亚地区辐射收支特性和云辐射强迫特性的综合分析57

3.4.1 典型月份分析57

3.4.2 7月旬变化分析62

3.4.3 辐射收支和云辐射强迫的季节变化62

3.4.4 西北太平洋云辐射实验区的云辐射特性分析64

第四章 气象卫星微波遥感监测东亚海陆环境与降水研究69

4.1 卫星微波遥感监测气候与海陆环境的特点69

4.2 主要气象卫星微波仪器简介72

4.2.1 微波探测装置（MSU）仪器及资料概况72

4.2.2 特种微波成象仪（SSM/I）概况72

4.3 星载微波辐射计测值对大气及海陆环境变化响应的模拟74

4.3.1 基本方程74

4.3.2 模拟结果77

4.3.2.1 晴空大气陆地下垫面77

4.3.2.2 晴空大气平静海洋下垫面78

4.3.2.3 有云大气海陆下垫面80

4.4 MSU窗区比辐射率在大范围干旱监测中的应用83

4.4.1 MSU窗区通道比辐射率的反演83

4.4.2 微波比辐射率与土壤湿度的关系87

4.4.3 MSU窗区比辐射率在干旱监测中的应用88

4.5 SSM/I资料的基本分析和应用90

4.5.1 星载被动微波测量与降水的相互作用91

4.5.1.1 卫星监测降水方法比较91

4.5.1.2 星载被动微波辐射计对降水的响应分析92

4.5.2 实际SSM/I资料个例分析94

4.5.2.1 海洋和陆地降水在SSM/I亮温图和GMS红外亮温图上的不同响应：个例分析94

4.5.3 SSM/I亮温的统计分析及海洋上空定量降水率反演算法96

4.5.3.1 探测视场等效雨区的概念96

4.5.3.2 降水区SSM/I各通道亮温及极化亮温差统计分析98

4.5.3.3 海洋上空降雨率定量反演算法的建立102

4.5.3.4 卫星被动微波遥感测量降水存在的问题和发展前景104

附录A MSU和SSM/I亮温的定标计算106

A1 MSU亮温的定标计算106

A2 SSM/I亮温的定标计算107

A2.1 SSM/I天线温度的计算107

A2.2 SSM/I微波亮度温度的计算108

附录B 星载微波辐射测量对大气及海洋环境响应模式112

B1 海洋下垫面模式112

B1.1 平静海面112

B2 风趋动的海面114

B3 大气模式116

结束语119

论文图127