青藏高原气溶胶光学特性地基观测数据集采用Cimel 318太阳光度计连续观测获得,涉及珠峰站和纳木错站共两个站点。这些产品是经过云检测之后的结果。数据覆盖时间从2021年1月1日到2021年12月31日,时间分辨率为逐日。太阳光度计在可见光至近红外设有8个观测通道,中心波长分别为:340、380、440、500、670、870、940和1120 nm。仪器的视场角为1.2°,太阳跟踪精度为0.1°。根据太阳直接辐射可获得6个波段的气溶胶光学厚度,精度估计为0.01-0.02。最终采用AERONET统一反演算法,获得气溶胶光学厚度、Ångström指数、粒度谱、单次散射反照率、相函数、复折射指数和不对称因子等。
丛志远
北极阿拉斯加站点气溶胶光学厚度数据是基于美国能源部大气辐射观测计划在北极阿拉斯加站点的观测数据产品而形成,数据覆盖时间从1998年到2020年,时间分辨率为逐小时,覆盖站点为北极阿拉斯加站点,经纬度坐标为(71°19′22.8″N, 156°36′32.4″ W)。观测数据来源为MFRSR仪器观测的辐射数据反演获得,所包含光学特征变量为气溶胶光学厚度,观测反演误差范围约为15%。数据格式为nc格式。
赵传峰
2000-2020年三极地区0.1º气溶胶光学厚度数据集(也称为“Poles AOD Collection 1.0”气溶胶光学厚度(AOD)数据集),结合Merra-2模式数据与MODIS卫星传感器AOD制作,数据覆盖时间从2000年到2020年,时间分辨率为逐日,覆盖范围为“三极”(南极、北极和青藏高原)地区,空间分辨率为0.1度。通过实测站点验证表明,数据相对偏差在35%以内,可有效提高极区气溶胶光学厚度的覆盖率和精度。
光洁
气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)反映到达地表的太阳辐射受气溶胶的衰减程度,气溶胶类型根据气溶胶光学厚度AOD计算得到。本数据集来源于最新MODIS气溶胶二级产品MOD04_L2和MYD04_L2,其中 MOD 和 MYD 分别代表 Terra 和 Aqua 卫星。目前,MODIS反演气溶胶算法分别为暗目标算法(Dark Target,DT)和深蓝算法(Deep Blue,DB)。根据元数据字段表Quality Assuracne Confidence(QAC)反演精度,融合DT和DB算法产品,分别处理陆地、海洋和海岸等,索引质量最优(QAF=3)或次优(QAF=2)或满足基本需求(QAF=1),得到全覆盖、长时间序列的高分辨率AOD产品(0.1度,日尺度)。按照AOD经验阈值(AOD:0~0.2,清洁型;0.2~0.6,城市或工业型;大于0.6,沙尘型。)分类将气溶胶类型标记为三种:清洁型(1)、城市或工业型(2)和沙尘型(3)。本数据集提供MOD,MYD以及根据过境时间得到的融合产品。
叶爱中
气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)反映到达地表的太阳辐射受气溶胶的衰减程度。本数据集来源于最新MODIS气溶胶二级产品MOD04_L2和MYD04_L2,其中 MOD 和 MYD 分别代表 Terra 和 Aqua 卫星。目前,MODIS反演气溶胶算法分别为暗目标算法(Dark Target,DT)和深蓝算法(Deep Blue,DB)。根据元数据字段表Quality Assuracne Confidence(QAC)反演精度,融合DT和DB算法产品,分别处理陆地、海洋和海岸等,索引质量最优(QAF=3)或次优(QAF=2)或满足基本需求(QAF=1),得到全覆盖、长时间序列的高分辨率AOD产品(0.1度,日尺度)。本数据集提供MOD,MYD以及根据过境时间得到的融合产品。
叶爱中
1)沙尘、硫酸盐、有机碳、黑碳和海盐气溶胶以及总气溶胶的光学厚度、垂直质量浓度和消光系数; 2)数据来源:数值模拟,加工方法:基于CALIPSO卫星垂直观测和全球气溶胶模式,通过四维局地集合转换卡尔曼滤波同化方法产生; 3)数据质量良好; 4)该气溶胶同化数据时空覆盖完整,可用于泛第三极地区气溶胶及其化学组分的时空分布特征及其演变规律研究,还可用于气溶胶-云互馈对降水和水汽输送及其辐射、气候以及环境效应研究。
戴铁, 程越茗
包含青藏高原地区气溶胶类型和气溶胶光学厚度,两类数据。 气溶胶类型数据产品是综合利用MEERA 2同化资料和主动卫星CALIPSO产品经过一系列数据预处理、质量控制、统计分析和对比分析等过程而融合得出的气溶胶类型结果。该气溶胶类型融合算法的关键是对CALIPSO气溶胶类型的判断。融合时根据CALIPSO气溶胶类型的种类和质控,并参考MERRA 2气溶胶类型得到最终气溶胶类型数据(共12种)和质量控制结果。充分考虑了气溶胶的垂直分布以及空间分布,具有较高的空间分辨率(0.625°×0.5°)和时间分辨率(月)。 气溶胶光学厚度(AOD)采用自主研发的可见光波段遥感反演方法,结合Merra-2模式数据与NASA的官方产品MOD04制作,数据覆盖时间从2000年到2019年,时间分辨率为逐日,空间分辨率为0.1度。反演方法主要采用自主研发的APRS算法,反演了冰雪上空的气溶胶光学厚度,算法考虑了冰雪地表的BRDF特性,适用于冰雪上空气溶胶光学厚度的反演。通过实测站点验证表明,数据相对偏差在35%以内,可有效提高极区气溶胶光学厚度的覆盖率和精度。
光洁, 赵传峰
本数据集包括青藏高原及其周边共5个采样点碳质气溶胶包括有机碳和黑碳的浓度和空间分布信息。本数据包含的黑碳和有机碳数据采用膜采样,滤膜为石英滤膜,采样器为大流量采样器,切割粒径为总悬浮颗粒物(TSP),每个滤膜采样周期为24h或48h。采用热光法测定其有机碳和黑碳含量,方法检出限分别为0.43和0.12 ug/cm2。此外,还计算了黑碳的吸光参数(MAC)。该数据集将作为青藏高原及其周边区域碳质气溶胶污染状况及背景值的参考数据集。
三极气溶胶类型数据产品是综合利用MEERA 2同化资料和主动卫星CALIPSO产品经过一系列数据预处理、质量控制、统计分析和对比分析等过程而融合得出的气溶胶类型结果。该气溶胶类型融合算法的关键是对CALIPSO气溶胶类型的判断。气溶胶类型数据融合时根据CALIPSO气溶胶类型的种类和质控,并参考MERRA 2气溶胶类型得到最终的三极地区气溶胶类型数据(共12种)和质量控制结果。该数据产品充分考虑了气溶胶的垂直分布以及空间分布,具有较高的空间分辨率(0.625°×0.5°)和时间分辨率(月)。
赵传峰
“Poles AOD Collection 1.0”气溶胶光学厚度(AOD)数据集采用自主研发的可见光波段遥感反演方法,结合Merra-2模式数据与NASA的官方产品MOD04制作,数据覆盖时间从2000年到2019年,时间分辨率为逐日,覆盖范围为“三极”(南极、北极和青藏高原)地区,空间分辨率为0.1度。反演方法主要采用自主研发的APRS算法,反演了冰雪上空的气溶胶光学厚度,算法考虑了冰雪地表的BRDF特性,适用于冰雪上空气溶胶光学厚度的反演。通过实测站点验证表明,数据相对偏差在35%以内,可有效提高极区气溶胶光学厚度的覆盖率和精度。
光洁
青藏高原珠峰站和纳木错站点气溶胶光学厚度数据是基于中科院青藏高原所大气辐射观在珠峰站和纳木错站点的观测数据产品而形成,数据覆盖时间从2017年到2019年,时间分辨率为逐小时,覆盖站点为珠峰站和纳木错站点,经纬度坐标为(珠峰站:28.365N, 86.948E,纳木错站:30.7725N,90.9626E)。观测数据来源为MFRSR仪器观测的辐射数据反演获得,所包含特征变量为气溶胶光学厚度,观测反演误差范围约为15%。数据格式为txt格式。
丛志远
太阳总辐射及吸收和散射性物质衰减的总辐射为采用国际上通用的太阳辐射表(LI200SZ,LI-COR, Inc., USA)测量获得。本测量测量数据为总太阳辐射,包括直射和漫反射的太阳辐射,波长范围400-1100nm。测量结果单位为W/m2,在自然采光下典型误差为± 3%(入射角60°以内)。北极Sodankylä 站的数据来源于与站点合作和网站下载等。北极Sodankylä 站数据覆盖时间更新到2018年。
白建辉
北极阿拉斯加站点气溶胶光学厚度数据是基于美国能源部大气辐射观测计划在北极阿拉斯加站点的观测数据产品而形成,数据覆盖时间更新从2016年到2019年,时间分辨率为逐小时,覆盖站点为北极阿拉斯加站点,经纬度坐标为(71°19′22.8″N, 156°36′32.4″ W)。观测数据来源为MFRSR仪器观测的辐射数据反演获得,所包含特征变量为气溶胶光学厚度,观测反演误差范围约为15%。数据格式为nc格式。
赵传峰
青藏高原作为亚洲“水塔”为亚洲主要河流提供水资源。由生物质和化石燃料燃烧排放的BC气溶胶对辐射具有极强的吸收作用,进而对地球系统的能量收支和分布具有重要的影响,是气候环境变化不可忽视的影响因子。青藏高原周边地区排放的黑碳气溶胶经大气环流可被传输至高原内部,并沉降到雪冰表面,对降水和冰川物质平衡产生重要影响。分别在青藏高原5个台站架设黑碳仪,在线测量大气黑碳含量。这对评估黑碳对青藏高原的气候环境影响和大气污染物的跨境传输提供数据基础。
王茉
太阳分光光度计的测量数据可以直接用来反演非水汽通道的光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度、大气气柱的水汽含量(使用水汽通道936nm处的测量数据)。青藏高原气溶胶光学特性地基观测数据集采用Cimel 318太阳光度计连续观测获得,涉及珠峰站和纳木错站共两个站点。数据覆盖时间从2009年到2016年,时间分辨率为逐日。太阳光度计在可见光至近红外设有8个观测通道,中心波长分别为:340、380、440、500、670、870、940和1120 nm。仪器的视场角为1.2°,太阳跟踪精度为0.1°。根据太阳直接辐射可获得6个波段的气溶胶光学厚度,精度估计为0.01-0.02。最终采用AERONET统一反演算法,获得气溶胶光学厚度、Angstrom指数、粒度谱、单次散射反照率、相函数、复折射指数和不对称因子等。
丛志远
北极阿拉斯加站点气溶胶光学厚度数据是基于美国能源部大气辐射观测计划在北极阿拉斯加站点的观测数据产品而形成,数据覆盖时间从1998年到2016年,时间分辨率为逐小时,覆盖站点为北极阿拉斯加站点,经纬度坐标为(71°19′22.8″N, 156°36′32.4″ W)。观测数据来源为MFRSR仪器观测的辐射数据反演获得,所包含光学特征变量为气溶胶光学厚度,观测反演误差范围约为15%。数据格式为nc格式。
赵传峰
太阳光度计的架设目的在于获取大气气溶胶、水汽、臭氧等成分的特性,支持卫星和航空遥感数据的大气校正。本数据集由两部分组成:常规观测数据和飞行同步观测数据。常规观测仪器的架设位置包括五星村五星嘉苑7#楼顶(6月1日至6月24日)、五星村超级站向南70m左右的沟渠(6月25日以后)。测量采用CE318-NE型太阳分光光度计,可提 供1640nm、1020nm、936nm、870nm、670nm、500nm、440nm、380nm和340nm共9个波段观测的大气光学厚度,以及 936nm测量数据反演大气柱水汽含量。本数据集提供的常规观测数据包括2012年6月1日至9月20日的太阳分光光度计原始数据和预处理后的数据,数据采样的时间间隔为1分钟。飞行同步观测架设的位置包括高崖水文站(7月3日和7月4日)、阿柔超级站(8月1日)站和葫芦沟小流域(8月25日和8月28日),所使用仪器主要是CE318-N型太阳光度计,观测波段包括340nm、380nm、440nm、500nm、670nm、870nm、936nm、1020nm共8个波段。本数据集提供同步观测时间8个波段的大气光学厚度和936nm波段反演的大气柱水汽含量,以及原始观测数据,数据采样时间为1分钟。
于文凭, 王增艳, 马明国
对红外温度数据做了定标;原纪录中A样区的红外温度计编号为冯磊-#3,缺少对应的标定系数,因此无法进行红外温度定标;B样区的航带10没有数据记录;C样区的航带8数据的line7和120m样方数据的line5没有记录结束时间; 在盈科绿洲与花寨子荒漠加密观测区利用CE318太阳分光光度计获得了红外广角双模式成像仪WiDAS(Wide-angle Infrared Dual-mode line/area Array Scanner)飞行、成像光谱仪OMIS-2飞行同步,TM、ASTER、CHRIS和Hyperion等卫星同步、以及常规观测的大气参数数据,为进行各个遥感影像和地面测量数据的大气纠正提供重要大气参数。 测量内容: CE318太阳分光光度计通过直接太阳辐射测量数据,可以反演出非水汽通道的光学厚度、瑞丽散射、气溶胶光学厚度,水汽通道936nm测量数据可以获得大气气柱的水汽含量。根据需要,其数据可以获得550nm处的各种参数,从而在MODTRAN或者6S等软件的辅助下获得水平能见度。 试验仪器: 采用了北京师范大学和中科院遥感所CE318各一台,其中北京师范大学CE318,可提供1020nm、936nm、870nm、670nm和440nm共5个波段的光学厚度,可以利用936nm测量数据反演大气柱水汽含量;中科院遥感所CE318一台,可提供1640nm、1020nm、936nm、870nm、670nm、550nm、440nm、380nm和340nm共9个波段的光学厚度,可以利用936nm测量数据反演大气柱水汽含量。 测量时间: 两台仪器在盈科绿洲与花寨子荒漠加密观测区、张掖市加密观测区共进行了15天24次观测,时间分别为:2008-05-20,2008-05-23,2008-05-25,2008-05-27,2008-06-04,2008-06-06,2008-06-16,2008-06-20,2008-06-22,2008-06-23,2008-06-27,2008-06-29,2008-07-01,2008-07-07,2008-07-11,并与红外广角双模式成像仪WiDAS(Wide-angle Infrared Dual-mode line/area Array Scanner)航空飞行、成像光谱仪OMIS-2航空飞行同步,TM、ASTER、CHRIS和Hyperion等卫星进行了同步观测。 数据处理: 影响CE318数据精度的因素:当地大气压、仪器的定标参数和各个转换因子。 (1)预处理数据在运算过程中,大气压采用了大气压与高程经验关系获得,大部分与实际不符,因此,要得到精确的反演结果,需要同步的气象站数据; (2)仪器定标数据的误差引起反演结果的系统误差,需要组织进行野外定标或者仪器室内定标; (3)在反演水汽通道的气溶胶光学厚度以及水汽含量时需要各个转换因子,转换因子都为经验参数,实用性需要进一步验证。 室外定标:在大气参数稳定情况下,获取大气质量数在3-7之间的测量数据,利用Langly原理进行定标; 室内定标:标准光源。 数据内容: (1) 原始数据以CE318特有文件格式.k7存储,可用ASTPWin软件打开,同时附带说明文件ReadMe.txt。 (2) 预处理文件:包括利用原始数据反演获得光学厚度、瑞丽散射、气溶胶光学厚度、水平能见度和近地表大气温度,以及参与计算的太阳方位角、天顶角、日地距离修正因子和大气柱质量数。数据预处理结果文件包括两部分:数据处理说明和数据处理结果。前者介绍数据处理的基本原理;后者给出了数据的处理结果,包括“几何位置与各个通道总的光学厚度”和“各个通道的瑞利散射和气溶胶光学厚度”两小部分。
任华忠, 阎广建, 光洁, 苏高利, 王颖, 周春艳
2008年5月30日至7月11日期间,分别在临泽草地站院内、临泽草地加密观测区样方A(芦苇地)、临泽草地加密观测区样方B(盐碱地)、临泽草地加密观测区样方E(大麦地)、金都宾馆以及临泽草地加密观测区气象站进行了太阳分光光度计的连续观测。本数据可为发展和验证遥感反演地表大气温度提供基本的地面数据集。 2008年5月30日至6月11日使用的CE318太阳分光光度计,可提供1020nm、936nm、870nm、670nm和440nm共5个波段的观测数据;2008年6月15日至7月11日期间使用的CE318太阳分光光度计,可提供1640nm、1020nm、936nm、870nm、670nm、550nm、440nm、380nm和340nm共9个波段的观测数据。两者采样时间间隔均为1分钟。通过原始观测数据和计算可获得大气柱水汽含量;非水汽通道的大气光学厚度、瑞丽散射、气溶胶光学厚度;水平能见度;近地表空气温度及气压,并实时记录太阳高度角和方位角信息。时间为GMT时间。 本数据集包括分光光度计原始数据及预处理数据;数据说明及指南见数据说明文档。
梁继, 王旭峰
2008年6月01日在盈科绿洲与花寨子荒漠加密观测区进行了机载红外广角双模式成像仪WiDAS(Wide-angle Infrared Dual-mode line/area Array Scanner)航空飞行的地面同步观测。WiDAS由4个CCD相机、1个中红外热像仪(AGEMA 550)和1个热红外热像仪(S60)组成, 能同时获取可见光/近红外(CCD)波段5个角度、中红外波段(MIR)7个角度和热红外波段(TIR )7个角度的数据。地面同步观测数据包括ASD光谱仪数据、LAI、光合速率、FPAR、反照率、辐射温度、覆盖度和CE318太阳分光光度计大气参数数据。 测量内容: (1)热像仪ThermaCAM SC2000测量得到的辐射温度。测量对象为盈科绿洲玉米地内的玉米、小麦和裸土以及花寨子荒漠样地1的辐射温度。仪器获取视场角为24°×18°组分辐射温度数据,并同时拍摄同视场的光学照片。热像仪拍摄高度约为1.2m。 本数据包括原始数据与记录、仪器黑体定标数据。原始数据可利用配套处理软件ThermaCAM Researcher 2001,也可将数据在该软件中转换为其他格式,自行编程读取。仪器黑体定标数据以Excel格式存储。 (2)固定自记点温计测量的辐射温度数据。利用中科院遥感所固定自记点温计1号连续测量盈科绿洲玉米地的红外辐射温度数据。仪器的视场角约为10°,垂直向下观测,采样间隔高于1s。架设高度见数据文档。仪器设定比辐射率为1.0. 本数据包括原始数据与经过黑体定标、比辐射率纠正后的处理数据。均以Excel格式保存。 (3)光合有效辐射比率(FPAR:Fraction of Photosynthetically Active Radiation)数据,测量对象为盈科绿洲玉米地样地内的玉米与小麦。测量仪器为SUNSCAN冠层分析仪、数码相机。分上,下三段测量,并同时测量入射和反射PAR。二者比值即为光合有效辐射比率。本数据以Excel保存。 (4)ASD光谱仪数据。利用ASD(Analytical Sepctral Devices)光谱仪测量盈科绿洲玉米地、花寨子荒漠样地1的的光谱数据。其中,盈科绿洲玉米地测量仪器为北京大学的光谱仪(350-2500nm),采样方式为冠层垂直观测和条带观测;花寨子荒漠样地1测量仪器为中科院寒旱所光谱仪(350-2500nm),采样方式为东北-西南对角线,采样间隔30米,导出定标后原始数据,反射率需进一步计算。数据包括原始数据与记录数据、处理后的反射率数据。 本数据的原始数据为ASD标准格式,可利用其自带软件ViewSpec打开。处理后的反射率数据以Excel格式保存。 (5)反照率数据,测量对象为盈科绿洲玉米地内的行播玉米。测量仪器包含短波表的上表电压值,下表电压值,后经过表的敏感系数转换成反照率数据。下表视场半径R与探头高度H的关系为:R =10H。本数据以Excel存储。 (6)手持式红外温度计测量的辐射温度数据。测量对象为盈科绿洲玉米地、盈科绿洲小麦地的温度数据。玉米地的测量仪器为北师大的手持辐射计,采样方式为冠层垂直观测、条带观测、对角线观测。其中,度假村旁的玉米地利用手持式红外温度计和针式温度计测定了30米样方的玉米辐射温度和物理温度。小麦地使用寒旱所的一台手持式红外温度计测量小麦冠层及垄间裸土的条带温度。花寨子荒漠样地1采样方式为冠层垂直观测及冠层东北-西南对角线观测,垂直观测样方为30m宽。数据包括原始数据与记录数据、经过黑体定标后的温度数据。本数据的原始数据为Word的doc格式。处理后数据以Excel格式保存。 (7)CE318太阳分光光度计大气参数数据。利用法国CIMEL公司生产的太阳分光光度计测量得到的大气参数。测量地点为度假村活动室屋顶。下垫面主要覆盖类型:农作物和森林,Height = 1526m,文件中具体的坐标位置。 CE318太阳分光光度计通过直接太阳辐射测量数据,可以反演出非水汽通道的光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度,水汽通道936nm测量数据可以获得大气气柱的水汽含量,水平能见度也可从CE318数据导出。本次测量采用了北京师范大学的CE318,其可提供1020nm、936nm、870nm、670nm和440nm共5个波段的光学厚度,可以利用936nm测量数据反演大气柱水汽含量。 本数据包括原始数据和处理后的大气数据。原始数据以CE318特有文件格式*.k7存储,可用ASTPWin软件打开,并附带说明文件ReadMe.txt ;处理后文件包括利用原始数据反演获得光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度、水平能见度和近地表大气温度,以及参与计算的太阳方位角、天顶角、日地距离修正因子和大气柱质量数。 数据结果以Excel格式保存。 (8)比辐射率数据。当日利用了W型比辐射率观测仪测量了花寨子荒漠样地1的裸土、植被比辐射率数据。该仪器在假设测量时间段内环境稳定的前提下,通过改变“冷热”辐射环境的四次测量来推算出地物的比辐射率。因此要获得地物比辐射率数据,需要依次测量:加盖加金板;不加盖加金板;加盖不加金板;不加盖不加金板。 数据类型以Word的表格格式存储。
陈玲, 何涛, 任华忠, 任智星, 阎广建, 张吴明, 徐瑱, 晋锐, 李新, 盖迎春, 舒乐乐, 蒋熹, 黄春林, 光洁, 李丽, 刘思含, 王颖, 辛晓洲, 张阳, 周春艳, 刘晓臣, 陶欣, 陈少辉, 梁文广, 李笑宇, 程占慧, 刘良云, 杨天付
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