Satellite Aerosol Remote Sensing over Land

این کتاب با شرح بازیابی‌های آئروسل از پرتوسنج‌های ماهواره‌ای آغاز می‌شود و سپس به رکورد 12 ساله خواص آئروسل جهانی از رادیومتر اسکن در طول مسیر (ATSR-2) و رادیومتر اسکن پیشرفته در طول مسیر می‌پردازد. AATSR). نمای دوگانه دومی امکان بازیابی دقیق خواص آئروسل بر روی زمین را فراهم می‌کند و الگوریتم‌هایی با استفاده از این دو نما برای از بین بردن تأثیر بازتاب سطح زمین بر تابش بالای اتمسفر ایجاد شده‌اند. فصل سوم نشان می دهد که چگونه الگوریتم از نوارهای موج AATSR IR و مرئی برای تشخیص ابر و باند موج مرئی و NIR برای بازیابی آئروسل و در نتیجه تعیین عمق نوری آئروسل در طول موج های مختلف و انواع آئروسل غالب استفاده می کند. سپس نتایج با داده‌های مستقل مقایسه می‌شوند: نورسنج‌های خورشید و در صورت وجود، ترکیب آئروسل.

فصل‌های 4 و 5 بازیابی ضخامت نوری آئروسل و غلظت ذرات معلق را در خشکی در نظر می‌گیرند. با استفاده از MERIS و تکنیک بازیابی آئروسل تکراری که برای اندازه‌گیری تشعشع بالای جو MERIS اعمال می‌شود. اینها با فصلی دنبال می شوند که خواص آئروسل جهانی را در مجموعه 5 محصولات طیف سنجی تصویربرداری با وضوح متوسط ​​(MODIS) ارزیابی می کند. فصل 7 برآورد بهینه اعمال شده برای داده های چند زاویه ای و چند طیفی را برای بازیابی مشترک بار آئروسل و بازتاب سطح پوشش می دهد. این روش یک چارچوب ریاضی دقیق برای ترکیب داده های ماهواره ای، اطلاعات قبلی در مورد سیستم مشاهده شده و نمایش مدل سازی آن سیستم فراهم می کند. تجزیه و تحلیل دقیق ماتریس کوواریانس خطا همراه با مقایسه با مشاهدات AERONET نشان داده شده است. این کار بر اساس تجزیه و تحلیل تصاویر METEOSAT است که دارای نرخ تکرار بالایی هستند و از پخش تلویزیونی سیستم های ابری توسط سرویس های مختلف آب و هوا شناخته می شوند. یکی از اهداف این کتاب، تسهیل معرفی آنالیز آب و هوای شیمیایی (آئروسل‌ها، گازها، شاخص‌های کیفیت هوا) در مجموعه استاندارد مشاهدات هواشناسی از یک ماهواره است. فصل زیر مزایا و محدودیت‌های بازیابی سینرژیک آئروسل و کاربرد آن در داده‌های SCIAMACHY را خلاصه و مورد بحث قرار می‌دهد، در حالی که فصل 9 با ترکیب نقاط قوت تکنیک‌های مختلف سنجش از دور، به اقلیم‌شناسی عمق نوری آئروسل (AOD) می‌پردازد. نویسنده این فصل توضیح می دهد که هدف کلی ترکیب نقاط قوت فردی آمارهای مختلف در یک مجموعه داده AOD است که از نظر دقت و همچنین پوشش مکانی و زمانی برتر از هر بازیابی AOD منفرد است، به دنبال مفهوم ترکیب انتخاب های بازیابی برتر. بر اساس تجزیه و تحلیل آماری (به عنوان مثال، سوگیری، خطا) در مقایسه با ارجاعات کیفی توسط آمار از فتومتری خورشیدی زمین، به کامپوزیت های بازیابی ماهواره ای منفرد. این کتاب با مطالعه نقشه‌برداری عمق نوری آئروسل و توده هوا با تصویربرداری چند زاویه‌ای ماهواره‌ای به پایان می‌رسد و برخی از آخرین نتایج نقشه‌برداری مقدار و نوع آئروسل طیف‌سنجی رادیومتر تصویربرداری چند زاویه‌ای (MISR) سیستم رصد زمین ناسا را ​​ارائه می‌کند. MISR به عنوان بهترین ابزار مناسب برای تحقیقات آئروسل ماهواره ای در حال حاضر (حداقل برای شرایط بدون ابر) در نظر گرفته می شود. علاوه بر چندین کانال طیفی، دارای قابلیت دید چندگانه است که امکان بازیابی در زمین های بسیار بازتابنده از جمله سطوح روشن مانند بیابان ها، جایی که منابع اصلی آئروسل در آن قرار دارند را میسر می سازد

The book opens with a description of aerosol retrievals from satellite radiometers and then looks at the 12-year record of global aerosol properties from Along-track Scanning Radiometer (ATSR-2) and Advanced Along-track Scanning Radiometer (AATSR). The dual view of the latter allows for the accurate retrieval of aerosol properties over land and algorithms have been developed using these two views to eliminate the influence of the land surface reflectance on the top of the atmosphere radiation. The third chapter shows how the algorithm uses the AATSR IR and visible wavebands for cloud detection and the visible and NIR wavebands for aerosol retrieval and the consequent determination of the aerosol optical depth at various wavelengths and the dominant aerosol types. The results are then compared with independent data: sun photometers and, when available, aerosol composition.

Chapters 4 and 5 consider the retrieval of aerosol optical thickness and particulate matter concentration over land using MERIS and iterative aerosol retrieval technique applied to MERIS top-of-atmosphere radiance measurements. These are followed by a chapter evaluating the global aerosol properties in the MODerate Resolution Imaging Spectro-radiometer (MODIS) collection 5 products. Chapter 7 covers the optimal estimation applied to multi-angle and multi-spectral data for the joint retrieval of the aerosol load and surface reflectance. This method provides a rigorous mathematical framework to combine satellite data, prior information on the observed system, and the modelling representation of that system. A detailed analysis of the error covariance matrix is shown together with comparisons against AERONET observations. The work is based on the analysis of METEOSAT images, which have high repetition rate and known from TV broadcasts of cloud systems by different weather services. One of aims of this book is to facilitate the introduction of chemical weather analysis (aerosols, gases, air quality indices) in the standard set of meteorological observations from a satellite. The following chapter summarizes and discusses the benefits and limitations of synergetic aerosol retrieval and its application to SCIAMACHY data while Chapter 9 looks towards an Aerosol Optical Depth (AOD) climatology by combining the strengths of different remote sensing techniques. The author of this chapter explains that the overall goal is to combine individual strengths of different statistics into an AOD data-set which is superior to any single AOD retrieval in accuracy as well as spatial and temporal coverage, following the concept of combining superior retrieval choices based on statistical analysis (e.g. bias, error) compared to quality references by statistics from ground sun-photometry, into single satellite retrieval composites. The book ends with a study of aerosol optical depth and air mass mapping with satellite multi-angle imaging and presents some of the latest results of the NASA Earth Observing System’s Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) aerosol amount and type mapping. MISR is considered to be the best suited instrument for satellite aerosol research at the moment (at least for cloud free conditions). In addition to several spectral channels it has a multi-view capability, which enables retrievals over highly reflective ground including bright surfaces such as deserts, where the major aerosol sources are located