利用大角度成像光谱反演火星大气尘埃不透明度
地球与行星天体物理
2015-06-12 v2
摘要
我们提出了一种新方法，利用 OMEGA 和 CRISM 高光谱图像在 1 {\mu}m 参考波长处反演火星气溶胶的光学深度 (AOD)。即使下垫表面完全由矿物组成（对应于地表与大气尘埃之间的低对比度），且在固定几何条件下观测，该方法依然有效。最小化地表反射特性对 AOD 反演的影响是我们方法的第二大主要优势。该方法基于对粒子与气体之间辐射耦合的参数化，结合局部测高数据、获取几何条件及气象状况，共同决定气态 CO2 的吸收带深度。由于后三个因素可在一定程度上被预测，我们可以定义一个新参数 {\beta}，该参数专门表征气体 - 气溶胶耦合的强度，并直接依赖于 AOD。结合对 {\beta} 的估算以及从 2 {\mu}m 处 CO2 气体带内观测光谱中提取的大气顶层辐射值，我们通过辐射传输反演评估 AOD 和地表反射率。需要注意的是，实际上除了 2 {\mu}m 固体带未充分饱和的 CO2 冰以外，{\beta} 可针对多种矿物或冰面进行估算。对所提方法的验证表明，若满足两个条件则该方法可靠：(i) 观测条件提供较大的入射角和/或出射角；(ii) 气溶胶在大气中垂直混合良好。针对 OMEGA 天底观测以及入射角分别高于 65{\deg} 和 33{\deg} 的 CRISM EPF 获取数据进行的实验产生了非常令人满意的结果。最后，在另一篇 companion paper 中，该方法被应用于利用 OMEGA 监测火星高南纬地区的大气尘埃春季活动。
引用
@article{arxiv.1302.0690,
title = {Retrieving Atmospheric Dust Opacity on Mars by Imaging Spectroscopy at Large Angles},
author = {S. Douté and X. Ceamanos and T. Appéré},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.0690},
year = {2015}
}