| 摘要： |
2002年春季中国北方地区多次发生了强烈的沙尘天气过程.利用美国防卫气象卫星(DMSP)星载特别微波成像辐射计(SSM/I)在这一时期的多通道观测数据,由辐射传输方程,提出了识别沙尘暴的指数SDI.通过对内蒙古浑善达克沙地及其附近地区在2002年3月19-21日的沙尘暴实例分析,可以看到沙尘暴使区域性SDI上升的特征性变化.由于沙漠化使植被减少,导致地表辐射极化差异增加,提出用37GHz通道的极化指数来定义沙漠化指数DI,并进一步提出DI指数的Getis空间自相关性统计.DI指数在2001年3-8月与1997年3-8月变化的对比,证实了中国内蒙古巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠附近地区沙漠化的扩展.SDI与DI指数及其Getis方法为星载微波遥感监测沙尘暴与沙漠化提供了一种数值化评估的手段.用辐射传输理论提出的地表微波辐射极化指数PI的定义,分别指出了土壤湿度、地面粗糙、植被层和大气层的各自影响.用DMSP SSM/I多时相6年的数据给出中国主要陆地19.35GHz通道的PI值月平均分布,表征土壤湿度的月变化,并获得中国主要陆地同季同月PI距平值△nPI的统计分布,展示了中国陆地土壤湿度变化的分布图,以及在干旱与水涝期间PI距平值的异常,用中国山西2001年5月的干旱和中国长江中游1998年8月水涝作了个例证明.这一理论方法可同样推广到有较低频率(如10.7GHz)的2002年5月发射的AMSR-E或中国风云系列卫星微波成像辐射计的通道,而获得土壤湿度分布更好的PI指数评估.在已知区域平均PI值与平均土壤湿度的条件下,可以定量反演该区域的土壤湿度,并用TRMM TMI实验数据进行了验证.由辐射传输方程推导SSM/I辐射观测的极化指数PI,凸现地表土壤湿度的变化与距平异常△nPI,用特征性指数△nPI和散射指数SI来监测大尺度陆地地面的降雨和地区土壤湿度、洪涝汛情的变化.用7年SSM/I观测数据的平均,洪涝期间的PI,△nPI和SI监测中国淮河流域2003年7月的洪涝汛情.提出距平异常值指数K分布,定量评估洪涝汛情的范围和程度.根据现有的多通道被动微波辐射计技术,讨论微波辐射遥感月壤月岩特征参数的几个问题.由半空间非均匀温度、介电廓线分布的耗散介质的月壤模型与WKB方法,计算了月壤的多通道微波辐射传输的权重函数与相应的穿透深度.提出模拟的亮温和多层月壤月岩的多层密集粒子介质辐射传输模型为理论观测,反演月球表面参数,讨论了月壤厚度等参数反演可予以实施的方法. |