风云四号高光谱资料数值模拟及温度廓线反演试验研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

大气温度廓线是描述地球大气垂直温度结构的重要参数，它不仅反映了大气的热力状态，还与大气动力过程、辐射传输过程以及天气气候变化等密切相关。

获取高精度、高垂直分辨率的温度廓线数据，对于提高数值天气预报、气候变化监测和预测以及大气环境监测等方面都具有十分重要的意义。

近年来，随着卫星遥感技术的快速发展，利用卫星遥感数据反演大气温度廓线已成为获取全球大气温度廓线数据的重要手段。

2. 本选题国内外研究状况综述

大气温度廓线反演是一个经典的遥感反演问题，多年来受到国内外学者的广泛关注和研究。

1. 国内研究现状

国内学者在利用卫星高光谱资料反演大气温度廓线方面取得了一些进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以风云四号高光谱资料为基础，开展温度廓线反演试验研究，主要研究内容包括以下几个方面：
1.风云四号高光谱资料分析：分析风云四号高光谱资料的特点和误差来源，为温度廓线反演提供数据基础。

2.辐射传输模型构建：基于大气辐射传输理论，建立适用于风云四号高光谱资料的辐射传输模型，用于模拟不同大气状态下的高光谱辐射亮温。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实际资料分析相结合的方法，具体步骤如下：
1.收集和处理数据：收集风云四号高光谱资料、探空数据、再分析数据等，并对数据进行质量控制和预处理，为后续研究提供数据基础。

2.构建辐射传输模型：基于大气辐射传输理论，选择合适的辐射传输模型，并确定模型参数，用于模拟不同大气状态下的高光谱辐射亮温。

3.开展正向模拟研究：利用构建的辐射传输模型，输入典型大气廓线数据，进行正向模拟，分析不同大气状态下高光谱辐射亮温的特征，为反演算法的设计提供理论依据。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.利用最新的风云四号高光谱资料进行温度廓线反演试验研究，探索利用国产卫星高光谱数据反演温度廓线的可行性和精度，为国产卫星数据的应用提供新的思路。

2.结合风云四号高光谱资料的特点，发展适用于国产卫星高光谱数据的温度廓线反演算法，提高温度廓线反演精度，为数值天气预报、气候变化研究等提供更为准确的温度廓线数据。

3.对比分析不同反演算法的性能，评估不同算法在风云四号高光谱资料温度廓线反演中的适用性，为选择最优反演算法提供参考。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.董佩, 白宇, 周立波, 等. 风云四号a星干涉式大气垂直探测仪辐射定标精度评估[j]. 光学学报, 2021, 41(14): 1401003.

2.张华, 张勇, 胡秀清, 等. fy-4a giirs光谱响应函数反演及应用研究[j]. 光谱学与光谱分析, 2022, 42(3): 681-689.

3.王俊, 郑照军, 胡秀清, 等. 基于风云四号giirs的卷云光学及微物理参数反演[j]. 光学学报, 2020, 40(09): 0901001.