SCIAMACHY临边散射探测的切高校正及敏感性研究

朱芳，司福祺，周海金，赵敏杰，窦科，罗宇涵，詹锴

1.中国科学院 合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学研究中心,合肥 230031;

2.中国科学技术大学,合肥 230026

1 引言

基于紫外—可见光太阳辐射的卫星临边观测是研究地球大气化学成分的重要手段（von Savigny等，2005a）。相较与天底和掩星模式，临边观测在反演臭氧等痕量气体和气溶胶廓线上既具有较高的垂直分辨率又具有一定的全球覆盖率（Degenstein 等，2009）。具有临边探测技术的仪器最早是搭载在太阳中间层探测器SME（Solar Mesosphere Explorer）上用于臭氧探测的紫外光谱仪UVS（Ultra Violet Spectrometer）和用于二氧化氮探测的可见光光谱仪VLS（Visible Light Spectrometer）（Rusch 等，1984）。其他采用临边观测技术的仪器还包括搭载在空间任务STS-87 上的航天臭氧临边探测实验/临边臭氧反演实验SOLSE/LORE（Shuttle Ozone Limb Sounding Experiment/Limb Ozone Retrieval Experiment）（McPeters 等，2000）、搭载在Odin 卫星上的光学光谱仪与红外成像系统OSIRIS（Optical Spectrograph and InfraRed Imaging System）（Llewellyn等，2004）、搭载在Meteor-3M 卫星上的平流层气溶胶和气体实验SAGE Ⅲ（Stratospheric Aerosol and Gas Experiment Ⅲ）（Thomason 等，1997；Rault，2005）、搭载在环境卫星ENVISAT 上的大气制图扫描成像吸收光谱仪SCIAMACHY（Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chatography）（Bovensmann 等，1999）及搭载在美国极轨SNPP（Suomi National Polar-Orbiting Partnership）卫星上具有临边任务的臭氧制图和廓线仪OMPS（Ozone Mapping and Profiler Suite）（Jaross等，2014）。

SCIAMACHY 于2002 年3 月搭载欧空局ESA（European Space Agency）环境卫星ENVISAT 发射升空。该仪器在214—2380 nm 的光谱范围内以临边、天底和掩星等3 种方式工作，其光谱分辨率为0.22—1.48 nm（Wuttke 等，2004；Kaiser 等，2004）。临边散射观测的几何示意图如图1 所示。SCIAMACHY 的临边观测扫描从地表到约90 km 高度的大气散射太阳辐射，垂直扫描间距约为3.3 km。垂直指向即切线高度，简称切高TH（Tangent Height），是临边观测产生痕量气体垂直信息的一个先决条件。错误的切线高度或指向信息会导致错误的气体廓线反演结果（Flittner 等，2000）：400 m 的TH 误差会导致在某些海拔高度上反演的O3浓度误差≥10%（Wang等，2011；朱芳 等，2021），中间层臭氧浓度误差甚至高达20%（Rohen 等，2006）。切高误差也会导致反演的臭氧浓度峰值出现在不符合实际的海拔高度（von Savigny 等，2004）。

图1 临边观测几何示意图Fig.1 Observational geometry of limb-scattering

切高校正是基于临边散射反演的重要组成部分。Janz等（1996）提出一种基于临边紫外辐射测量航天器姿态的仪器，称为瑞利散射姿态传感器RSAS（Rayleigh Scattering Attitude Sensor），即利用355 nm波长的临边辐射在20 km以上的梯度推导仪器指向。随后，McPeters 等（2000）将RSAS 方法应用于345 nm波长的SOLSE/LORE观测；Merkel等（2001）将其应用于215 和236.5 nm 波长的SNOE（Student Nitric Oxide Explorer）观测；Sioris 等（2003）采用该方法分析305 nm 附近的几个波长，应用于OSIRIS 的切线高度重建；Kaiser 等（2004）将RSAS 方法进行了扩展，提出了一种新的TH 反演方法并将其命名为TRUE（Tangent height Retrieval by UV-B Exploitation）膝点法（knee method）；Rault（2005），Rault 和Taha（2007）使用改进的RSAS技术得出了SAGE III 观测高度校准的平均标准偏差为350 m；Taha等（2008）将350 nm波长的RSAS切线高度算法分析GOMOS（Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars）仪器指向，与GOMOS 已知的精确指向一致；Bourassa 等（2018）将350 nm 临边辐射比率与SASKTRAN（University of Saskatchewan radiative transfer model）辐射传输模型计算的比率之间的差异最小化用来修正OSIRIS 的指向漂移；Moy 等（2017）指出RSAS 法受气溶胶干扰很大，因此提出了在相对高度校准方面优于绝对高度校准的绝对辐射残差法ARRM（Absolute Radiance Residual Method）。卫星遥感临边大气探测也是中国十分重视的大气探测模式，其中临边切高指向校正是需要关注的首要问题，目前国内在该方面的研究还很少，相应算法研究也非常有限。

本文引用膝点法，通过分析多个临边紫外辐射廓线的形状，并研究UV 波段和工程指向信息对切高修正的影响，提出了一种基于少量UV-B波段和新工程指向的切线高度反演THRUNB（Tangent Height Retrieved by UV Narrow Bands）方法，并将其应用于SCIAMACHY临边探测；通过与ESA提供的SCIAMACHY L1B 切高信息相比较，验证了该方法的有效性和稳定性；其次，全面分析了大气压强、温度和臭氧廓线的不确定性对TH 反演的影响，为后期反演臭氧廓线对气候学的依赖性提供了修正方向。最后结果表明，校正后的切线高度能提供更准确和更高质量的臭氧廓线数据。

2 研究方法

根据UV波段临边探测的膝点特征建立正向辐射传输模型，采用最优估计OE（Optimal Estimation）算法（Rodgers，1976，2000）对切高偏差进行迭代反演。其中，为了减少对仪器效应、对流层云和地表反照率的敏感性，对临边辐射廓线进行插值、采样以及正则化处理，确定反演向量；并基于牛顿迭代的最优估算方法进行切高偏差反演。切高反演流程图如图2所示。

图2 临边辐射切高反演流程图Fig.2 Flowchart of the retrieval of tangent height from limb radiance

2.1 光学基础

临边卫星遥感记录沿地表上空不同高度的大气散射辐射，具有一些独特的特性。由于大气中散射体的垂直分布，临边辐射随着切线高度的增加而呈指数下降（Flittner 等，2000），见图3。然而，在UV 光谱范围内，这种下降仅限于平流层上部及以上高度。在较低的海拔高度，辐射随着TH的下降保持不变甚至减少。这是由于大气中性密度随高度降低呈指数形式增加直到大气吸收引起的衰减足够大以至于抵消掉额外增加的散射。高度相关的瑞利散射强度和臭氧吸收的结合产生了一个最大的辐射强度。从图3 中可以明显看出，300 nm 和305 nm 的辐射随海拔高度降低而指数增加，但在海拔下降到一定高度时辐射不再增加，甚至略有减少。因此，UV 波段的临边辐射廓线在整个海拔高度上具有一个最大辐射值。这个最大值称为辐射廓线的膝点。

图3 SCIAMACHY 32980轨道观测到的300—700 nm的临边辐射廓线Fig.3 Limb radiance profiles between 300 nm and 700 nm wavelength observed by SCIAMACHY in orbit 32980

300—305 nm的波长辐射膝点大约在47 km处。400 nm 及以上的波长辐射几乎没有膝点。膝点在不同波长下的高度和形状几乎完全取决于平流层上层的中性密度和臭氧含量。在膝点以上，瑞利散射和臭氧密度呈指数下降，辐射强度随海拔高度的增加而减小。而膝点以下的臭氧吸收变大，基本上阻止了大部分瑞利散射辐射到达卫星。

2.2 算法描述

目前切高校准的常用方法都是利用单一的波长从理论上计算膝点的高度而获得切线高度信息，比如RSAS技术就是350 nm波长处的临边辐射由于视线的较大光学厚度在近20 km 海拔高度上具有“膝点”特征，而在30 km 以上的临体辐射遵循指数梯度，这两个高度区域的辐射率与正向辐射传输模型计算的辐射率进行比较可以获得较准确的切线高度，请参见文献（Moy 等，2017）中图1。“膝点法”与之类似，将用于反演切线高度的临边辐射移到紫外波段（＜310 nm），该波段的膝点特征处于高海拔地区，可以有效减少气溶胶的影响。本文研究UV 波段中不同的波长范围对切高反演的影响，确定以300—305 nm 的6 个波长及其对应的辐射廓线的膝点高度、强度和形状来确定新的工程切高（43、46、49、52 和55 km），结合SCIATRAN（the radiative transfer model for SCIAMACHY）模型，采用最优估计算法进行拟合来确定THs（Tangent Heights）。

在本研究中，为了减小仪器定标误差的影响，并降低辐射对云和地表反照率的敏感性，将临边辐射正规化到参考切高上（Flittner 等，2000；朱芳 等，2021），即归一化辐射IN(λ，hi)是根据定标后的原始辐射数据I(λ，hi)在参考切高处的光谱计算得出的：

式中，λ表示波长，h表示切高，i表示某切高处的索引，本文所选的参考切高href为49 km，在波长辐射膝点的上方。因此，所有的多重辐射传输和仪器效应以及大部分太阳辐照度结构都得到了补偿（Kaiser等，2004）。

进行大气遥感的光谱探测时，需要合适的光谱分辨率和光谱覆盖范围以及探测光谱信噪比等，才能满足廓线反演的应用需求（苗晶 等，2021）。本文使用SCIAMACHY 通道1（214—314 nm）中第4 组（Cluster）光谱（282—313.9 nm）测量值，此光谱区间的光谱分辨率约为0.11 nm。因此对归一化辐射IN(λ，hi)进行线性插值，并在300，…，305 nm等6个波长处采样。用于反演算法分析的反演向量y由5 个工程切线高度处的归一化辐射度样本组成：

波长和切线高度的选择使得测量矢量维数最小化，同时保持切线高度较全的灵敏度。

由于从临边观测数据中进行参数反演是一个不适定问题，因此必须使用正则化方法，即通过一个先验值和适当的协方差矩阵来实现。本文通过反演切高的参数化引入先验知识。切线高度序列hi由偏移量Δh进行参数化：

式中，hi表示模拟的切线高度，表示工程的切线高度。因此，整个TH序列在Δh的反演过程中垂直移动。本方法在固定臭氧数密度廓线的情况下，只有Δh被拟合，由反演算法确定的状态向量x定义为

对于非线性反演问题，基于牛顿迭代的最优估计的解如下：

式（5）在临边卫星遥感切高反演中，x0表示需要反演的切线高度误差Δh的初始值。xn是切线高度误差Δh第n次迭代估计值，y表示卫星观测临边辐射反演向量，yn是切线高度误差为xn时利用正向辐射传输模型模拟的临边辐射反演向量，Sx0为初始x0的协方差矩阵，Sy为观测值的协方差矩阵，K是权函数矩阵。

解的协方差矩阵为

当n→∞时，xn→，式中是在处估计的K值。

权函数矩阵K和模拟的反演向量yn均由球形模式多重散射正向辐射传输模型SCIATRAN（Rozanov 等，2005）计算。权函数定义为波长300，…，305 nm 在切线高度为43、46、49、52 和55 km 处的辐射变化。以扰动量为1%，基于SCIATRAN 模型，模拟得到6 个波长在5 个切线高度上的临边散射辐射变化，即临边散射辐射对切线高度的敏感性。

式中，y表示卫星观测临边辐射反演向量，x表示其切线高度。

2.3 正向辐射传输模型

利用Rozanov 等（2005）针对SCIAMACHY 仪器开发的临边辐射传输模型SCIATRAN 2.2 作为本文模拟辐射的计算工具。大气压强和温度廓线取自加拿大气象局McLinden 气候学廓线。区域和月平均臭氧气候学作为模型的臭氧廓线输入。使用的臭氧横截面来自Burrows 等（1999a），采用多重散射模式，地表反射率设定为0.3，选择LOWTRAN 气溶胶廓线，气溶胶相函数为Henyey-Greenstein，不考虑云。辐射传输计算模拟了球形、水平分层、无云且具有折射的大气中的两级散射和表面反射弯曲。因此，所有射线路径包括在内的模型完全线性化，即所有大气参数的加权函数都是准解析计算的。模型所需的输入参数包括观测几何结构，即切线高度、太阳天顶角和相对方位角。

3 结果分析与讨论

3.1 不同波段与工程切高的分析

SCIAMACHY临边探测的紫外波段可达214 nm，由于吸收O3的Hartley 带（200—310 nm）而导致的UV 临边辐射廓线的最大值（即“膝点”）为切高校正提供了合适的范围。而中波紫外波段简称UVB，波长280—320 nm（SCIAMACHY 通道1 的第4 组数据也处于该波段），该波段的临边辐射廓线既具有明显的膝点特征又能减少气溶胶影响。然而该波段中并非所有的波长都适合切高校正，本文对285—305 nm、295—305 nm 和300—310 nm等几种波段在相同实验条件下进行切高偏差反演，发现反演结果与SCIAMACHY L1B 产品信息偏差比较大，并不适合作为切高反演的条件。为了验证本文所选的300—305 nm 波段适合用于切高校正，对其与文献（Kaiser 等，2004）中所选的波段分别进行切高反演实验，结果表明本文所选的波段运算时间短且能达到较好的精度。另考虑工程切高在膝点附近获取，因此本文把工程切高确定在43、46、49、52 和55 km。4 种不同波段和工程切高的详细情况见表1。选取SCIAMACHY 32980—32992轨道为实验对象。由于臭氧柱浓度的水平不均匀性无法在辐射传输模型中表现，因此本文TH 反演仅限于30°S以北的纬度。

表1 4种不同波段和工程切高的情况Table 1 Four cases in different wave bands and engineering tangent heights

图4为32980轨道的4种TH反演结果，其他轨道均有类似结果。从结果可知，同一轨道在这4种情况下反演切高时结果具有类似的变化趋势，不同的是变化程度不一致。由图4 可知，第1 种和第3种反演结果接近，两者具有相同的工程切高，不同的波段，说明本文提出的窄波段可达到与较长波段反演相似的效果；然而本文的波长只有6 个（第1种），与第3种情况相比减少了近一半。第2种和第4 种反演结果接近也说明类似的效果。第1 种和第2 种情况具有相同的波段，不同的工程切高，两者的TH 偏差相差比较大是因为处于不同的切线高度，从下表2可知这两种情况的精度差异比较小；总的来说，第1种组合用于TH反演效果最好。

表2 4种情况的精度平均值、标准差和均方根以及运算时间Table 2 The mean，standard deviation and root mean square of accuracy as well as running time in four cases

图4 4种情况的TH反演结果Fig.4 TH retrieved results in four cases

为了进一步验证这4 种情况的切高反演效果，将所有的TH 反演结果与ESA 提供的与之对应的SCIAMACHY L1B 切高产品进行比较，得到切高校正的精度：

平均值、标准差和均方根的计算结果见表2。由表2可知，本文提出的新波段和新工程切高组合（第1 种）反演的切高精度平均值、标准差和均方根较其他3 种情况的好，第3 种次之，第2 种误差最大。进行10 次迭代后，每条临边扫描序列所需运算的平均时间也是第1种较少。

3.2 敏感性分析

指向信息的反演误差很大程度上取决于痕量气体廓线的形状，并且在一定程度上因气体不同而不同（von Savigny等，2005b）。而各种痕量气体吸收截面受温度和压强的影响，因此仪器指向的反演误差来源主要是大气压强、温度和臭氧廓线。本文讨论了在不同缩放因子下这些量的TH 反演灵敏度，这里的实验对象为SCIAMACHY 32980轨道。

采用SCIATRAN 软件包提供的McLinden 气候学廓线文件，这些廓线文件按月份和纬度分成多个包含温度、压强和O3等气体体积混合比的文件。在保持其他成分不变的情况下，将压强和温度数值分别按系数0.8、0.95、1.05 和1.2 进行缩放，并将反演结果与标准反演结果进行了比较。结果表明，压强和温度廓线的变化对TH 反演具有较大影响，见图5（a）。为了研究臭氧廓线对TH 反演的影响，将比例系数按照0.5、0.8、0.95、1.05、1.2和2的情况进行了从低到高臭氧浓度的TH反演，并将反演结果与标准反演结果进行了比较。结果表明比例因子为0.5 和2 时，反演的TH 差异可达3 km。比例因子为0.8 和1.2 时产生的差异不高于1 km，见图5（b）。

图5 不同系数下的压强、温度和臭氧廓线对TH反演的影响Fig.5 Effects of pressure，temperature and ozone profiles under different coefficients on TH retrieved

从图5 可知，反演的TH 偏差在不同比例系数的廓线下具有类似的变化趋势；当压强廓线由小变大时，反演的TH 偏差由小（负）变大（正）；当温度廓线由小变大时，反演的TH 偏差变化趋势与压强的相反；而臭氧廓线由小变大时，则与压强的相同。

另一项实验是将同一月份不同纬度的压强（温度、臭氧）值作为压强（温度、臭氧）廓线，以25°N附近的临边扫描辐射为例进行TH反演，并将反演结果与标准反演结果（-0.7147 km）进行比较，见图6。不同纬度的压强、温度和臭氧廓线具有随机性，因此反演结果也具有不固定性，反演的TH 差异最大可达700 m（85°N 压强廓线贡献）。从图6可知，30°N以北的廓线对反演结果影响比较大；而30°N 以南的结果比较稳定，这是因为30°N以南的压强、温度和臭氧廓线差异比较小。其中压强和臭氧廓线的变化对反演结果的影响比温度廓线的大。

图6 不同纬度的压强、温度和臭氧廓线对TH反演的影响Fig.6 Effects of pressure，temperature and ozone profiles on TH retrieved at different latitudes

为了更加明确地表现大气压强、温度和臭氧廓线对反演结果的影响，将标准廓线输入的反演结果与其他非标准廓线的进行比较，并且进行双尾t检验。p值为双尾t检验的结果，当p＞0.05 时，表示标准与非标准无显著差异；当0.01＜p＜0.05时，表示两者有显著差异；当p＞0.01 时，表示差异特别大。特别说明，均值差异为差异绝对值的均值。由表3可知，压强、温度或臭氧廓线与对应标准廓线的差异在±5%以内，则它们对反演结果影响较小，TH 反演差异为200 m 左右；而比例因子为0.8 时，3 种廓线产生的平均TH 差异达到近1 km；比例因子为1.2 时，压强廓线的影响导致平均TH 差异约为800 m，温度廓线的影响导致的平均TH 差异只有600 m，臭氧廓线的介于两者之间；不同纬度的廓线对反演结果的影响，温度廓线最小，平均TH差异不到100 m，压强次之，臭氧最大。

表3 标准与非标准的平均差异、最大差异、最小差异和p值Table 3 Mean difference，maximum difference and minimum difference，and p value between standard and non-standard

3.3 切高反演

本文将THRUNB法应用于SCIAMACHY在2008年6 月21 日期间获得的轨道32980—32992 临边观测。图7 中绘制了反演的TH 偏移量Δh，其是纬度的函数。由于臭氧柱总量在沿着轨道和垂直轨道方向的变化梯度都很陡（Burrows 等，1999b），而水平不均匀性在SCIATRAN 辐射传输模型中无法实现。因此，反演的TH偏移量Δh在南半球的中高纬度地区（即30° S以南）具有不稳定性。本文反演的TH仅限于能得到稳定结果的纬度范围即30°S到80°N。实验结果表明在32980—32992 轨道上，反演的TH偏移量Δh相对稳定，Δh的平滑性表明了切高反演算法和工程信息的稳定性。TH 偏移具有纬度性，总体曲线随着卫星由南向北运行呈减少趋势，并且显示从一个轨道到另一个轨道的漂移。由于测量几何结构在不同轨道之间仅略有不同，漂移归因于热带和中纬度臭氧场的纬向变化，或归因于工程切线高度的误差。

图7 32980—32992轨道反演切线高度偏移ΔhFig.7 32980—32992 orbit inversion tangent height offset Δh

在固定臭氧浓度模式下进行切线高度反演，对每条轨道反演的所有切高偏移量Δh的平均值、标准差以及反演精度的平均值、标准差和均方根进行分析（表4）。由表4 可知，虽然每轨反演的TH 偏移量之间都存在几十米的漂移，但是整体上每轨的平均TH 偏移量约为-0.9±0.5 km；每轨反演的TH精度约为150±100 m。

表4 每轨的TH偏移量的平均值和标准差以及每轨精度的平均值、标准差和均方根Table 4 Mean value and standard deviation of TH offsets，and mean value，standard deviation and root mean square of accuracy per orbit

3.4 臭氧廓线的反演

为了验证切高校正对反演臭氧廓线的影响，本文将未校正的切高、校正的切高和ESA提供的L1B切高产品分别进行臭氧廓线反演。该臭氧反演方法基于MART算法利用臭氧Chappuis吸收带反演平流层O3廓线，详情请参考文献（朱芳 等，2021）。以2008 年6 月21 日轨道32980 不同纬度的典型临边辐射廓线为例，进行3种不同切高序列的臭氧廓线反演，并与Bremen 大学提供的SCIAMACHY v3.5臭氧产品在时空匹配的廓线进行比较，结果如图8所示。从图8可知，与校正的切高和L1B 切高反演的臭氧廓线相比，未校正的切高反演的臭氧廓线明显出现垂直向上偏移的现象，然而3种反演的臭氧廓线的形状是类似的；校正THs 后的O3廓线比未校正切高廓线更符合SCIAMACHY v3.5 臭氧产品。图9 显示了轨道对应纬度反演的臭氧廓线与SCIAMACHY v3.5 臭氧廓线之间的相对差异以及切高校正与未校正臭氧廓线之间的相对差异。由于SCIAMACHY v3.5 臭氧产品的垂直分辨率与本文的不同，因此将其进行样条插值到1 km 的高度网格上再进行比较。由图9可知，未校正和校正的切高产生的臭氧反演相对误差在臭氧峰值以下为正值，在臭氧峰值以上为负值；说明未校正的切高反演的臭氧廓线存在垂直移动。校正后的切高反演的臭氧廓线与ESA 提供的L1B 切高反演的臭氧廓线一致性比较好，平均相对误差在±3.5%以内；而与未校正的反演结果的平均相对误差为±20%；与SCIAMACHY v3.5 的臭氧产品相比，校正后的廓线误差和未校正切高的误差曲线在海拔高度上的变化趋势类似；但是校正切高的反演结果产生的平均相对误差在13—38 km 范围内小于±10%；而未校正切高产生的平均误差在该范围内高达22%。

图8 32980轨道反演的臭氧廓线与 SCIAMACHY v3.5臭氧产品在不同纬度上的比较Fig.8 Comparison between the retrieved ozone profile and SCIAMACHY v3.5 ozone products at different latitudes

图9 切高校正和未校正反演的臭氧廓线之间以及反演结果与臭氧产品之间的相对差异Fig.9 Relative differences between the pointing corrected and uncorrected retrieved ozone profiles and between the retrievals and ozone products

4 结论

切高偏移是临边散射观测反演痕量气体的主要误差来源之一。本文在膝点法的基础上提出了新的波段和新的工程切高使测量矢量在保持较全灵敏度的同时维数更小，并应用于SCIAMACHY 临边辐射切高校正。采用THRUNB 方法反演得到了每个轨道的平均TH 偏移量和相应的反演精度，切高校正显著提高了反演的臭氧廓线与SCIAMACHY臭氧廓线产品之间的一致性。主要结论如下：

（1）对SCIAMACHY 32980—32992 轨道的临边辐射进行切线高度校正，获得的平均TH偏移量约为-0.9±0.5 km，平均TH 统计精度约为150±100 m。在该精度范围内的TH 误差引起的臭氧廓线反演误差小于±3.5%，验证了该方法的有效性和稳定性。与Bremen大学提供的SCIAMACHY v3.5臭氧廓线产品相比，校正后的臭氧廓线相对误差在13—38 km范围内比未校正的臭氧廓线误差下降了12%；说明在痕量气体廓线反演之前进行的切高校正显著提高了臭氧廓线反演的精度。

（2）切高偏移的反演很大程度上取决于痕量气体廓线的形状，本文分析了压强、温度和臭氧廓线对TH 反演的影响，发现压强和臭氧对TH 反演的影响是正相关的，而温度是负相关的；臭氧廓线对TH 反演的影响最大，压强次之，温度最小（相对而言）。本文还研究了地表反照率和气溶胶对TH 反演的影响，结果发现地表反照率变化为0.1 时，TH 反演精度仅为0.2 m；有无气溶胶时，反演的TH 偏移量的平均差异仅约为±10 m；因此地表反照率和气溶胶对TH反演的影响可忽略。

（3）准确的切线高度是临边散射辐射反演大气痕量气体成功的关键。切高校正技术比安装在航天器上的星体跟踪器更便宜，也更全面。利用校正后的切高反演的臭氧廓线可以用来验证其他仪器是否也存在指向信息错误，并对臭氧浓度监测和长期变化趋势提供高质量数据服务。本文的切高校正方法依赖于固定的臭氧廓线，因此下一步研究计划是将TH 反演与臭氧廓线拟合同时进行，以期减少对臭氧的依赖性。

志 谢本文所用实验数据为SCIAMACHY L1B临边数据，均可由ESA提供的网页下载：ftp：//scia-ftp-ds.eo.esa.int/；臭氧廓线产品（SCIMACHY v3.5）由Bremen大学环境与遥感物理研究所（IUP/IFE）提供，下载网站：https：//www.iup.uni-bremen.de/scia-arc/。同时对Bremen 大学环境与遥感物理研究所（IUP/IFE）提供的SCIAMACHY 定标和提取工具（SciaL1C V.3.2）表示衷心的感谢！