紫外波段高光譜太陽參考光譜時變模型研究

裴國超，李 元，白廷柱

1. 北京理工大學光電學院，北京 100081 2. 教育部光電成像技術與系統重點實驗室，北京 100081 3. 中國氣象局國家衛星氣象中心，北京 100081 4. 中國遙感衛星輻射測量和定標重點實驗室，北京 100081

引 言

大氣臭氧總量與吸收性氣溶膠變化一直是氣候變化、 大氣質量監測領域重點研究對象之一。目前各國發射了很多在軌紫外高光譜探測器，主要用于大氣臭氧總量、 吸收性氣溶膠等痕量氣體監測。最早的紫外通道探測器是Nimbus-7衛星搭載的SBUV/TOMS，第一次將臭氧監測由試驗推向實用階段[1]。近年來發射的紫外通道探測器逐步朝高光譜、 高空間分辨率方向發展，2017年10月，ESA發射太陽同步軌道衛星Sentinel-5P，搭載TROPOMI探測器觀測270～2 385 nm波段太陽光譜，光譜分辨率0.25～0.55 nm，空間分辨率7 km；我國CMA計劃于2021年發射FY-3F太陽同步軌道衛星，搭載OMS(Ozone Monitoring Suite)探測器觀測250～500 nm波段光譜，光譜分辨率0.5 nm，空間分辨率15 km×25 km。

上述探測器觀測的太陽光譜會出現幅值波動，一方面是載荷自身觀測不確定度、 星上參考板衰減與發射前基礎數據測量誤差等因素引起；另一方面是太陽的周期性變化導致。在一個太陽周期內不同波段的幅值變化程度不同，靠近可見光和紅外波段變化緩和，紫外波段變化劇烈，幅值變化達10%以上，相較于3%的星上定標精度而言，這種波動是不可忽視的。同時太陽參考光譜在紫外通道星上定標技術中起關鍵作用，是星上輻射定標與波長定標的基準，探測器發射后都需要一條根據自身光譜與定標指標計算相應的太陽參考光譜。……