中红外光谱特性分析及中高层13CO2反演条件研究

利用辐射传输模型(SCIATRAN)联合高分辨透射率谱线(HITRAN)库对包含13CO2强吸收特征的中红外光谱进行特性分析,发现中红外相比于近红外与热红外波段,13CO2的吸收特征更为明显,并且中红外波段对对流层5～15 km处的二氧化碳浓度变化极为敏感.大气的对流与交换使得中高层CO2的浓度变化与近地表息息相关.通过对光谱特性的分析,得出影响二氧化碳反演的主要因素是水汽、温度和氧化亚氮.在进一步研究利用卫星遥感数据反演得到的13CO2浓度时,给出了反演的必要条件,其中水汽廓线需满足50×10-6的精度,温度廓线需要满足高于0.03 K的精度,氧化亚氮廓线需要高于5×10-9的精度,仪器的信噪比需要高于600.该结论为利用卫星遥感探测13CO2提供了理论基础,并为未来的超光谱探测器制造指标提出了要求,可以更好掌控CO2"源"与"汇"及输送规律,了解全球碳循环收支.