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根据短波红外大气辐射传输特性，选取并耦合LBLRTM(Line-By-LineRadiative Transfer Model)和VLIDORT(Vector LInearized Discrete OrdinateRadiative Transfer)模式，自主研发并建立了高精度的正演模型系统。根据目前国际上反演XCO2使用的大气CO2强吸收波段（2.04μm），弱吸收波段(1.61μm)和O2A吸收波段（0.76μm），利用正演模型系统，对H2O、CH4、温度、气溶胶光学性质和地表反照率等参数进行了正演和反演的敏感性分析实验。敏感性分析实验表明，H2O、温度、气溶胶光学性质和地表反照率的不确定性对XCO2反演结果影响较大。CO2吸收光谱内H2O和温度的信息不足以支持廓线反演，但是可以进行同步订正;地表反照率的信息量较大，可以进行同步反演。
耦合正演模型系统，大气和地表参数模型和多个先验信息、物理参数数据库，自主研发并建立了短波红外大气XCO2反演算法。根据敏感性分析实验的结果，选取了反演算法中需要进行同步反演的状态量。利用GOSAT LlB观测数据，对反演算法进行了测试，并利用TCCON(Total Column Carbon Observing Network)对反演结果进行了验证，结果表明中纬度地区90％的反演误差小于4ppm(1％);同时，XCO2反演结果也表现出南、北半球碳浓度的季节变化特征。
利用2006～2007年中国海洋大学东方红2号科考船在中国黄海和东海海域的POM-01MK2太阳光度计气溶胶光学参数的观测资料，对MODIS反演结果进行了验证，结果表明，MODIS在中国黄海和东海海域反演结果较好，73％的结果在期望误差(△τ=±0.03±0.05τ)之内。利用卫星遥感、地基激光雷达和太阳光度计观测结果，研究了2006年10月的一次霾传输过程中气溶胶光学性质的时空分布变化特征。结果表明霾主要集中在1500m以下传输，地面观测AOD均值从背景的0.08升高至1.17，同时(A)ngstr(o)m指数均值从背景的0.9升高至1.12。利用海面船载太阳光度计、卫星遥感和地基太阳光度计观测结果，研究了2006年4月一次锋面沙尘传输至中国东部海域过程中，气溶胶光学性质的时空分布变化特征，取得大量的数值结果，并利用干沉降理论对沙尘沉降通量进行了估算。