《利用靜止氣象衛星數據反演白天雲下地表溫度》是依託蘭州大學，由魯蕾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用靜止氣象衛星數據反演白天雲下地表溫度
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：魯蕾
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
地表溫度反演是定量遙感研究的熱點之一。熱紅外遙感反演雲下地表溫度是地表溫度反演的前沿性難題。本研究利用靜止衛星高時間解析度的優點，基於地表能量平衡理論，開展利用靜止衛星數據反演白天雲下地表溫度的研究。研究擬建立普適性的地表輻射、能量通量的參數化模型；通過引入太陽入射輻射周期性因子和地表阻抗因子，結合地表輻射、能量通量的參數化模型，建立鄰近時間法雲下地表溫度反演模型，並對像元在較長時間內被雲覆蓋的情況，提出最優的時間尺度插值方案，最終建立適合靜止衛星數據反演白天雲下地表溫度的算法；最後，利用模擬數據和實測數據對反演算法進行初步驗證，評價模型的精度。通過本課題研究，最終提出一套可操作的、精度可靠的靜止衛星數據估算白天雲下地表溫度的方法，解決當前地表溫度產品中雲覆蓋像元缺值問題，為氣候變化、水文-生態過程等研究提供數據支持。
結題摘要
熱紅外遙感反演雲下地表溫度是地表溫度遙感反演的前沿性難題。本項目基於地表能量平衡，從雲層對地表溫度影響的物理機制出發，探索雲覆蓋像元地表溫度的熱紅外遙感估算方法。為建立基於能量平衡的“鄰近時間法”雲下地表溫度反演模型，開展了地表長波淨輻射、地表土壤熱通量和湍流通量的參數化研究，提出基於纓帽三角—葉面積指數（TCT-LAI）等值線模型建立查找表進行葉面積指數反演的方法，獲得滿足套用精度（誤差小於0.5）的葉面積指數數據，並將其與NDVI、WDVI等指數相結合，用於對能量平衡中各通量的參數化。為了滿足靜止衛星數據反演晴空地表溫度的需求及通過雲產品估算地表溫度的需要，開展了地表溫度周期性變化的研究，通過將溫度最大值所在的時間參數化為日出時間和餘弦函式半周期的函式，提出了四參數溫度日變化模型，對溫度日變化的預測誤差小於2K，用於有雲時刻較多時晴空地表溫度的反演，以及與雲頂溫度、雲高、粒子半徑等雲參數產品相結合估算雲下地表溫度。此外，本項目研究利用地面站點觀測數據和ASTER地表溫度數據對MODIS地表溫度產品進行了精度評價，結果表明：MODIS C6版1km地表溫度產品具有較高的精度，特別是對於稀疏植被覆蓋和裸土區域，相對於C5版的地表溫度產品，C6版的地表溫度產品精度得到顯著提高。針對項目中估算雲下地表溫度所用的風雲靜止衛星數據熱紅外波段空間解析度為5km，對地表溫度反演結果的精度評價難以利用地面觀測數據直接進行驗證這一問題，項目採用MODIS C6版1km地表溫度產品對風雲靜止衛星獲取的地表溫度數據進行驗證。
