[发明专利]一种气溶胶三维空间分布制图方法

权利要求书

1.一种气溶胶三维空间分布制图方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)基于星载激光雷达，通过混合消光检索算法检索并反演气溶胶消光系数廓线，采用时空地理加权回归模型获得长时间序列月平均气溶胶三维空间分布地图；

(2)采用气象模式和化学模式相结合的区域空气质量模式，采用单层区域拟合方案，得到基于模式模拟的气候学的、月平均的气溶胶消光系数三维空间分布地图；

(3)采用步骤(1)和(2)得到的结果，进行时间与空间匹配，计算得到基于观测与基于模式的比值三维空间分布地图；

(4)采用气象模式和化学模式相结合的区域空气质量模式，采用单层区域拟合方案，得到基于模式的、逐小时的气溶胶消光系数三维空间分布地图；

(5)采用步骤(3)的结果，将步骤(4)的结果更新为观测约束后的、逐小时的气溶胶三维空间分布现势地图；

(6)采用地基米散射激光雷达观测站的现势数据，基于Fernald算法，反演激光雷达方程，得到逐小时的气溶胶消光系数垂直廓线；

(7)采用步骤(6)的结果对步骤(5)的结果进行校正，得到融合地基米散射激光雷达与星载激光雷达观测和模式结果的、逐小时的气溶胶三维空间分布现势地图；

(8)利用搭载在地球静止卫星上的多光谱成像光谱仪，反演融合后，获得逐小时的气溶胶光学厚度空间分布现势地图；

(9)首先对步骤(7)结果中的垂直分布的气溶胶消光系数σ进行高度上的积分得到总的气溶胶光学厚度AOD，并采用步骤(8)的结果进行校正，公式如下：

AOD＝∫σ(r)dr

其中，σ(r)是在高度r处的消光系数；

得到协同卫星和地面主被动遥感观测及模式结果的气溶胶三维空间分布现势地图。

2.根据权利要求1所述的气溶胶三维空间分布制图方法，其特征在于：所述步骤(1)中，星载激光雷达为搭载在CALIPSO卫星上的激光雷达，气溶胶消光系数是指评估光波在大气中传播时受气溶胶散射和吸收而出现削弱的情况的指数；所述混合消光检索算法由顶层算法和配置文件求解器两部分组成，顶层算法根据要处理的大气要素的性质和空间范围来选择分析路径，处理顺序和分析参数，配置文件求解器通过由顶层算法定义的大气场景指定部分中获取颗粒物消光系数和后向散射系数的分布图，最后以网格为单元，对每个单元的气溶胶消光系数廓线求每个月的平均值，得到基于观测的气候学的、月平均的气溶胶三维空间分布地图。

3.根据权利要求1所述的气溶胶三维空间分布制图方法，其特征在于：所述步骤(2)中，区域空气质量模式指结合化学的天气研究和预报模型，通过进行长期的历史情景模拟，得到基于模式的气候学的、月平均的气溶胶消光系数三维空间分布地图。

4.根据权利要求1所述的气溶胶三维空间分布制图方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将步骤(1)和(2)得到的分布地图做比值。

5.根据权利要求1所述的气溶胶三维空间分布制图方法，其特征在于：所述步骤(4)中，通过进行现势场景模拟，得到基于模式的、逐小时的气溶胶消光系数三维空间分布地图。

6.根据权利要求1所述的气溶胶三维空间分布制图方法，其特征在于：所述步骤(5)中，采用步骤(3)的结果对步骤(4)的结果进行观测约束。