地球作为系外行星：I. 利用空间分辨 MODIS 数据的时变热发射
地球与行星天体物理
2020-11-11 v1
摘要
目前，地球仍是已知唯一且最佳的宜居（且有生命）世界范例。因此，探索并理解地球光谱特征与变化的完整范围十分重要，以便为未来仪器与任务的设计提供参考，并理解其诊断能力及潜在局限。本工作中，我们使用由 Aqua 卫星上 MODIS 仪器采集的地球观测数据。完整数据集包含 15 年间对地球五个不同地点（亚马逊雨林、南极、北极、印度洋和撒哈拉沙漠）在 3.66–14.40 微米波段的热发射观测。我们随后确定通量水平与变化随波长及地表类型（即气候带与地表热性质）的函数关系，并探究是否能检测到指示地球自转轴倾角的周期信号。我们的发现表明：(1) 观测几何在分析热发射数据时起着重要作用，因为地球光谱随下方主导地表类型不同可变化三倍及以上；(2) 二氧化碳（15 微米）和臭氧（9.65 微米）的典型强吸收带在极区数据中显著减弱且部分缺失，这意味着在这些情况下估算这些分子的正确丰度水平可能具有挑战性；(3) 时间分辨热发射光谱编码了关于季节/行星自转轴倾角的信息，但其显著性取决于所考虑的观测几何与光谱波段。
引用
@article{arxiv.2010.02589,
title = {Earth as an Exoplanet: I. Time variable thermal emission using spatially resolved MODIS data},
author = {Jean-Noël Mettler and Sascha P. Quanz and Ravit Helled},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.02589},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 10 figures, accepted for publishing in ApJ