基于MSG-2/SEVIRI数据利用通用分裂窗算法反演地表温度

  • Published: 2013-04-11
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本研究旨在基于MSG-2/SEVIRI数据反演地表温度。研究根据TIGR2000大气廓线数据,使用MODTRAN 4.0 模拟生成不同大气、地表状况下的星上亮度温度数据库来确定分裂窗算法系数。为了提高反演地表温度精度,针对每个观测角度(0-67°),将地表温度、比辐射率以及大气水汽含量进行分段,并对每个区间的模拟数据进行回归,得到其分裂窗系数A0A1A2A3B1B2B3。研究结果表明,当观测角度小于30º、水汽含量小于4.25 g/cm2时,反演温度的均方根误差在1.0 K以内。本研究从地表比辐射率不确定性、大气水汽含量不确定性以及仪器噪声NE∆T三个方面分析了分裂窗算法的敏感性,分析结果表明,当观测角度为67°时,干燥大气条件下,1%的地表比辐射率误差和20%的大气水汽含量误差将分别造成1.14 K1.45K的地表温度反演误差;在湿润大气条件下,同样的比辐射率和水汽含量误差分别造成0.86 K2.91K的地表温度反演误差;最后,根据空间和时间插值后的ECMWF大气水汽含量以及基于温度无关光谱指数法反演得到的地表比辐射率,将此分裂窗算法应用于2009822日获取的MSG-2/SEVIRI数据,反演了伊利比亚半岛和部分马格里布地区的地表温度(SEVIRI LST1),并将其与LSA SAF机构提供的SEVIRI 地表温度(SEVIRI LST2)和MODIS 地表温度(MODIS LST)进行了对比。结果表明,85%以上的SEVIRI LST1 SEVIRI LST2之间的差异在2.0 K以内,约75%SEVIRI LST1MODIS LST间的差异在4K以内。