临近空间大气水汽光谱特性仿真方法

摘要

临近空间具有独特的应用价值，加强对临近空间的开发与利用成为大国竞争的新焦点。建立完善的临近空间大气水汽正演模型并开展正演研究是临近空间大气水汽高精度探测的重要基础。利用SCIATRAN辐射传输模型，建立临近空间大气水汽的正演模型，模拟卫星探测仪在轨道高度500 km处对大气20～100 km高度范围的大气水汽进行临边观测，获得1 355～1 365 nm波段的大气水汽吸收光谱。仿真结果表明，切线高度对大气水汽吸收光谱的辐亮度和吸收特征有显著影响。通过对比SCIATRAN与MODTRAN的仿真结果表明：在相同观测条件下，两辐射传输模型仿真得到的大气水汽吸收光谱数据的相关系数为0.959 4，吸收线差值低于0.2，验证了利用SCIATRAN辐射传输模型进行临近空间大气水汽仿真探测的正确性与可行性。此外，两辐射传输模型在不同分辨率下的仿真结果对比表明，SCIATRAN辐射传输模型能更适合作为临近空间大气水汽高精度探测的正演模型。

关键词

临近空间 / 大气水汽 / 临边观测 / SCIATRAN模型 / 正演模型