数据简介
气溶胶是指悬浮在大气中的各种固体和液体微粒组成的多相体，其含量只占地球大气组分的很少一部分，但是由于其在大气中的广泛分布、巨大的空间变化、短暂的生命期及复杂的化学组成，对天气过程、全球气候和环境均有重要影响。除了更好地理解气溶胶的物理化学特性，检测气溶胶的时间变化趋势也是非常有意义的。
自1981年以来，NOAA-7,-9,-11,-14的AVHRR数据开始反演海洋上空的气溶胶光学厚度并实现了业务化。这在卫星遥感气溶胶特性的历史中具有里程碑式的意义。相对于海洋，陆地上空由于地表强信号的影响，以及NOAA/AVHRR 波段设置的局限性（波段少，且没有蓝光这一地表信号较弱的波段），至今没有时间连续的业务化气溶胶光学厚度产品。
本数据集对AVHRR的原始数据进行了重定标，从Dark Target算法的原理出发，不断发展针对AVHRR传感器的气溶胶光学厚度(AOD)陆地算法，利用自主研发的模型和算法提供了自1983年以来最长时间序列的AOD数据集：1983-2014年华北地区(110-120°E, 35-45°N)和中欧地区(10-20°E, 45-55°N)陆地AOD数据，空间分辨率为0.05°，时间分辨率为每天。
先利用SeaWiFS传感器对多个伪不变目标进行交叉定标，获得了1983-2014年的长期AVHRR重定标L1B数据集。其次，为了获得AVHRR陆地地表反射率，假定气溶胶散射效应在3.75μm波段可以忽略，并建立不同地表类型下0.64μm和3.75μm地表反射率之间的关系，然后在辐射传输模型中使用0.64μm地表反射率计算该波长下6种不同气溶胶类型的AOD。之后，将该算法应用于重新标定后的AVHRR 1B级数据集，获取华北和中欧上空的AOD。利用同步的地基观测数据验证表明：在华北地区，回归方程相关系数为0.77, 58%的AOD在±(0.05 + 20%)的预期误差（EE）范围内，53%的AOD在±(0.05 + 15%)的预期误差范围内。在欧洲中部，79%的AOD在±(0.05 + 20%)的EE范围内，75%的AOD在±(0.05 + 15%)的EE范围内，回归方程相关系数为0.66。
本数据集产品针对AVHRR传感器特点，利用自主创新的模型和算法建立了地气耦合的气溶胶光学厚度遥感反演模型，利用不同方案实现地气分离，达到获取气溶胶光学厚度的目的，实现了2000年以前陆地地区的气溶胶产品生产，进而为全球气候变化研究提供必要的数据支撑。

图1. 欧洲中部和中国华北土地利用分类(上图)和气溶胶光学厚度反演结果(下图)

图2. AOD验证结果
（左图：中国华北，右图：欧洲中部）

引用信息
Yong Xue, Xingwei He, Gerrit de Leeuw,et al. 2017: Long-time series aerosol optical depth retrieval from AVHRR data over land in North China and Central Europe. Remote Sensing of Environment, 198: 471 - 489. (DOI:10.1016/j.rse.2017.06.036).
Yahui Che, Jie Guang, Gerrit de Leeuw, et al. 2019: Investigations into the Development of a Satellite-Based Aerosol Climate Data Record using ATSR-2, AATSR and AVHRR data over North-Eastern China from 1987 to 2012. Atmos. Meas. Tech., 12, 4091–4112. https://doi.org/10.5194/amt-12-4091-2019.

数据访问
http://data.casearth.cn/sdo/detail/5c19a5690600cf2a3c557bd0

数据标识
DOI: 10.12237/casearth.5c19a5690600cf2a3c557bd0
CSTR: 31104.11.casearth.5c19a5690600cf2a3c557bd0
PID: 21.86109/casearth.5c19a5690600cf2a3c557bd0

作者信息
薛勇，光洁，何兴伟，车亚辉
中国科学院空天信息创新研究院
Email: yx9@hotmail.com