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大气CO2是影响全球温度的主要温室气体,其浓度变化反映着不同区域大气受自然和人为活动影响的程度,连续获取大气CO2浓度全球分布和变化对于认识其源与汇具有非常重要的作用。卫星遥感探测已成为大气CO2浓度数据获取的重要手段之一。目前验证卫星观测反演的CO2柱浓度数据的地面观测数据主要是利用TCCON网站数据。但是目前TCCON地面观测站点全球覆盖少且站点固定并多设置在无人为影响的地理区域。为充分验证卫星观测反演的CO2柱浓度数据,需要设置便捷可移动的地面CO2浓度观测系统,以获取多种环境条件下的CO2柱浓度数据。 我们利用地基大气CO2观测系统在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站和中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站进行连续观测实验。利用观测获取的CO2吸收高光谱数据,以HITRAN数据库标准光谱为模拟光谱,考虑夫琅禾费线等因素的影响采用最小二乘匹配方法反演CO2柱浓度,同时对波谱漂移和输入参数(温度、压强、相对湿度等)的变化对算法反演CO2柱浓度的影响进行了分析评价,并把地面观测结果与GOSAT卫星和同纬度带TCCON数据做了初步对比。分析结果表明观测光谱波长漂移从波长漂移超出-0.042nm到0.012nm范围时,将会导致1ppm以上的偏差,在此情况下有必要进行光谱漂移校正。基于光谱观测反演CO2浓度时应使用同步气象参数,不同气象参数可以导致3.96 ppm的偏差。对于气象参数(气温、湿度、压力等)对光谱观测影响评价的研究结果指出,温度参数值的变化对CO2浓度反演精度影响较大。同时,本研究的分析结果发现在6357-6358cm-1、6360-6361cm-1、6363-6364cm-1谱段区光谱透过率敏感于气象参数的变化,这几个谱段可能与其他大气成分的跟水汽吸收有关,因此在反演中应该考虑避开这几个谱段或者加入约束条件。另外,在与GOSAT对比中,OSA观测结果总体高于GOSAT1.45ppm,而GOSAT数据通过TCCON的验证,其反演精度在2ppm以下。本论文的这些分析结果对基于观测光谱反演CO2柱浓度波段选择、算法研发与改进具有一定的参考价值。