[发明专利]一种火星大气水汽含量反演方法

摘要

本发明公开了一种火星大气水汽含量反演方法，通过MEX‑PFS原始数据，定标获取PFS辐亮度和观测噪声；运用已知火星数据生成火星大气状态向量初始值，使用火星辐射传输模型计算PFS模拟辐亮度，进一步反演得出火星地表温度、大气温度廓线和沙尘气溶胶光学厚度，使代价函数最小；选择水汽反演区间；改变所述MEX‑PFS数据的分辨率、降低所述观测噪声；计算水汽吸收线宽展宽值；将所述火星地表温度、大气温度廓线和沙尘气溶胶厚度作为先验大气数据，用逐线积分辐射传输模型在所述水汽反演区间内计算所述水汽吸收线宽展宽值条件下的真实水汽含量。本发明提供了一种误差小、稳定、快速、方便地针对MEX‑PFS数据进行水汽含量反演的方法。

主权项

1.一种火星大气水汽含量反演方法，其特征在于，包括以下步骤：/n对MEX-PFS数据进行定标获取PFS观测辐亮度数据和观测噪声；/n运用已知火星反演数据和已知火星气候数据生成火星大气状态向量初始值，包括地表发射率真实值、地表温度初始值、大气背景数据初始值；所述大气背景数据，包含平均水汽含量、大气温度廓线、沙尘气溶胶光学厚度、二氧化碳浓度；使用火星辐射传输模型计算PFS模拟辐亮度，进一步反演得出火星地表温度、大气温度廓线和沙尘气溶胶光学厚度，得到反演的大气状态向量作为新的大气状态向量初始值；循环使用火星辐射传输模型计算所述PFS模拟辐亮度，使代价函数最小，得到所述火星地表温度、大气温度廓线和沙尘气溶胶光学厚度的真实值；所述代价函数正相关于所述PFS模拟辐亮度与所述PFS观测辐亮度的差；/n运用火星辐射传输模型计算所述PFS模拟辐亮度对水汽的敏感度，选择所述敏感度高于设定阈值的光谱区间，作为水汽反演区间；/n在所述水汽反演区间内，改变所述MEX-PFS数据的分辨率、降低所述观测噪声；在所述分辨率条件下，根据实地观测大气状态向量，以水汽吸收线宽为未知量，用逐线积分辐射传输模型分别模拟不同水汽吸收线宽时的所述PFS模拟辐亮度，得到所述PFS模拟辐亮度和PFS观测辐亮度差值最小时的水汽吸收线宽展宽值；/n将所述火星地表温度、大气温度廓线和沙尘气溶胶光学厚度的真实值作为先验大气数据，用逐线积分辐射传输模型在所述水汽反演区间内计算所述水汽吸收线宽展宽值条件下的真实水汽含量。/n