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CALIPSO激光雷达三级气溶胶廓线产品：版本3算法设计
摘要： CALIPSO（云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测）三级气溶胶廓线产品提供全球网格化、经质量筛选的月平均气溶胶消光廓线数据，这些数据由CALIOP（正交偏振云-气溶胶激光雷达）反演获得。本文阐述了生成第三代产品所采用的质量筛选与平均计算方法?；∈淙胧菸狢ALIOP二级气溶胶消光廓线及层分类信息（气溶胶、云和晴空）。在聚合处理前，通过系列滤波器对消光廓线进行质量筛选，以降低层检测误差、层分类误差、消光反演误差以及地表间歇性信号异常导致的偏差影响。从样本剔除频率、平均消光值及平均气溶胶光学厚度（AOD）三个维度比较了各滤波器的相对影响。"消光质量控制标志"滤波器对抑制三级平均消光的高估偏差最为有效，而"误分类卷云边缘"滤波器对剔除误判为气溶胶的卷云最为严格。研究在全球和区域尺度分析了质量筛选对月平均气溶胶消光的影响。应用质量滤波器后，三级算法通过垂直积分月平均质量筛选消光廓线来计算月平均AOD。这种积分计算方式避免了先集合消光廓线再平均AOD值可能导致的低估偏差。最终质量筛选使全球海洋和全球陆地的三级平均AOD分别降低24%和31%，凸显了质量筛选的重要性。
关键词： 版本3，气溶胶，激光雷达，光学深度，CALIPSO，质量筛选，消光
更新于2025-09-23 15:22:29
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CALIPSO第四版数据发布的消光与光学深度反演结果
摘要： 搭载于云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测系统（CALIPSO）的云-气溶胶偏振激光雷达（CALIOP）自2006年6月中旬以来持续开展近全球高度解析的云层与气溶胶层测量。2016年11月发布的CALIOP数据产品第4.10版（V4）对获取这些层空间和光学特性的算法进行了全面升级，因此V4与先前数据版本存在显著和细微差异。本文阐述了消光反演算法的改进，并展示了这些变更对CALIPSO激光雷达二级数据产品中消光系数和光学深度估算值的影响。气溶胶和冰云的激光雷达比普遍高于先前数据版本，导致V4中的消光系数和光学深度总体更高。文中描述了新实施的不透明层消光系数反演算法并分析其影响，在这些不透明层中也获取了精确的激光雷达比估算值。对于半透明卷云，CALIOP V4光学深度与MODIS集合6报告的光学深度对比显示，较之早期CALIOP第3版与MODIS集合5的对比有显著改善。
关键词： 检索算法、云层、CALIOP、激光雷达、光学厚度、CALIPSO、气溶胶、消光、第4版
更新于2025-09-23 15:22:29
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CALIPSO激光雷达1064纳米波段定标：第四版算法
摘要： 基于星载弹性后向散射激光雷达的辐射定标，是通过将实测后向散射信号与针对特定特征明确的校准目标计算的理论预期信号进行比对来实现的。对于任何给定系统和波长，校准目标的选择需综合考虑信噪比（SNR）和目标可用性等因素。本文阐述了为CALIOP（即云-气溶胶正交偏振激光雷达）新实施的定标流程——该双波长（532纳米与1064纳米）弹性后向散射激光雷达目前搭载于云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测（CALIPSO）任务。CALIOP的532纳米通道通过将测量区域最上层无气溶胶高度的分子后向散射归一化至NASA全球建模与同化办公室提供的分子模型数据实现精确校准。但由于CALIOP在1064纳米波段的分子后向散射测量信噪比远低于532纳米，直接采用高空分子归一化方法不可行。因此，CALIOP的1064纳米通道通过精选冰云测量子集的后向散射信号，实现相对于532纳米通道的相对定标。本文完整介绍了CALIPSO激光雷达数据产品4.1版（V4）采用的改进型1064纳米定标算法，重点阐释"校准质量"冰云选择的物理依据，以及表征轨道内定标变异性的新平均方案。相较于先前数据版本，V4流程使1064纳米定标系数产生纬度相关的25%或更大变化，并显著提升了V4版1064纳米衰减后向散射系数的精度。通过评估以水云和海面作为替代校准目标导出的定标系数，并与机载高光谱分辨率激光雷达的独立协同测量结果对比，我们确认CALIOP V4版1064纳米定标系数的精度达到3%以内。
关键词： 校准、激光雷达、CALIPSO、第四版算法、卷云、1064纳米
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于CALIPSO观测的中国沿海城市舟山季节性气溶胶变化
摘要： 本文研究了中国东部沿海城市舟山观测到的季节性气溶胶变化。数据来源于2007年6月至2017年5月期间的云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测系统（CALIPSO）。我们将CALIPSO与中分辨率成像光谱仪（MODIS）的柱状气溶胶光学厚度（AOD）数据进行对比，结果显示两者一致性良好，但前者系统性地低于后者。柱状AOD的时间分布呈现显著季节差异，春季最高而夏季最低。季节散点图分析表明，冬季和夏季的相关系数最高（0.56），其次是秋季（0.53）和春季（0.40）。此外，研究发现冬季主要气溶胶亚型为污染沙尘（38.9%）和污染大陆气溶胶（30.5%），春季则以污染沙尘（47.2%）为主；夏季和秋季的优势亚型均为污染大陆气溶胶，出现频率分别约为56.0%和47.4%。这些发现可通过混合单粒子拉格朗日积分轨迹模型（HYSPLIT）计算的后向轨迹气团聚类分析得到合理解释。532纳米波长的气溶胶垂直消光系数显示：冬秋季近地面（~0.2公里）处最高并随高度急剧下降，表明气溶胶主要存在于2公里以下高度；春季由于对流和强垂直混合作用将气溶胶抬升至较高层，0-3.5公里范围内的消光系数值均保持>0.15公里?1。春季约54%的颗粒偏振比（PDR）≤0.2，其余46%>0.2，表明大气中同时存在球形和非球形颗粒物。
关键词： MODIS，气溶胶光学厚度，CALIPSO，消光系数，中国东部，气溶胶亚型
更新于2025-09-10 09:29:36