[发明专利]基于被动多轴差分吸收光谱技术的天空条件分类方法

权利要求书

1.一种基于被动多轴差分吸收光谱技术的天空条件分类方法，其特征在于，基于如下原理：位于紫外和可见光波段的两个波长附近的光信号强度之比能够反映不同的太阳散射类型；散射的路径长短可以通过氧气二聚体（O₄）的吸收来表征；具体步骤为：

（1）首先，针对同一测量循环，从MAX-DOAS设备采集到的光谱中提取出天顶方向和各个离轴角度的颜色指数（CI），通过光谱分析进而反演出O₄差分斜柱浓度（DSCD），并转换成所需要的O₄大气质量因子（DAMF）来表征O₄的吸收，最后计算出五种天空识别因子：

天顶方向的CI和DAMF，记为CI_meas,z、DAMF_meas,z；

CI_meas,z的平滑度，记为TSL，定义为CI_meas,z时间序列进行2小时局部加权平滑后获得的CI_smooth,z与实际值CI_meas,z差值的绝对值，即TSL = |CI_meas,z-CI_smooth,z|；

CI和DAMF的散度，记为CI_max-min、DAMF_max-min，定义为该循环内各角度CI和DAMF数值的最大值与最小值之差；

（2）然后，利用辐射传输模式和实测气溶胶光学厚度（AOD）确定识别因子CI_z、DAMF_z的阈值CI_ref和DAMF_ref；以0.05为TSL的阈值；以0.075为CI_max-min的阈值；以0.75为DAMF_max-min的阈值；

（3）最后，根据已确定的识别阈值区分出7种天空条件类型：晴朗低气溶胶、晴朗高气溶胶、分散薄云、分散厚云、连续薄云、连续厚云以及雾。

2.根据权利要求1所述的天空条件分类方法，其特征在于，步骤（1）中所述提取天空识别因子，具体步骤为：首先提取实测光谱的340 nm和400 nm处的光信号强度之比作为CI；将采集到的太阳光谱，使用固定参考光谱的形式进行光谱分析，反演出各个仰角的O₄DSCD，除以当地的O₄柱浓度（VCD）获得的O₄DAMF。