当前全球气候变化与环境污染问题突出气溶胶作为大气重要组成部分对地球辐射平衡、气候变化及空气质量影响深远。在“碳中和”目标驱动下其相关研究不仅具有科学意义更为政策制定提供重要依据。MODIS与CALIOP是星载气溶胶观测的核心平台二者协同可全面获取气溶胶时空变化数据但此类数据处理需专业技术与工具成为科研瓶颈。Python凭借丰富开源库Pandas、NumPy等可高效处理海量气溶胶数据帮助科研人员聚焦科学研究提升工作效率。为满足广大学员学习需求核心的Python气溶胶数据处理与反演内容外还拓展深度学习在MODIS云产品的应用结合CALIOP云产品解析卷云特征。专题一:碳中和下气溶胶的研究意义与课程总体数据产品介绍原理篇1.“碳中和”下气溶胶研究意义气溶胶基本概念气溶胶基本类型气溶胶对全球季风区域的影响气溶胶对东亚季风区淮河流域的影响2.MODIS和CALIPSO观测平台Train卫星介绍MODIS仪器介绍MODIS的产品介绍CALIOP仪器介绍CALIPOP产品介绍3.地基太阳光度计观测平台AERONETAERONET数据下载AERONET数据筛选Level 1.0未筛选Level 1.5云筛选和质量控制和Level 2.0保证质量AERONET数据下载选择光学厚度、波长指数等AERONET数据转换成CSV文件python的pandas库处理专题二、夯实Python语言基础和相关软件安装实战基础篇1.Python环境的安装Anaconda环境安装虚拟环境的配置Jupyter Notebook安装2.Python相关库原理介绍NumpyPandasMatplotlibCartopyPyhdf3.Jupyter Notebook实操Numpy库学习最小值最大值平均值标准差NaN数据Matplotlib库学习折线图散点图饼状图热力图Pandas库学习读取Aeronet的csv文件处理气溶胶数据通过质量控制数据筛选展现气溶胶光学厚度日变化图Cartopy库学习投影方式分辨率海岸线河流国界线轨迹线截取区域Pyhdf库学习读取MODIS属性名专题三、MODIS气溶胶数据处理与反演分析实战进阶篇1、MODIS气溶胶数据下载选择对应产品时间区域Wget下载World View云图相关云图2.下载安装MODIS数据软件查询和绘图HDFView下载安装Panoply下载安装3.详细介绍MODIS产品原理暗目标(Dark Target)主要处理洋面和植被覆盖的陆地数据深蓝法(Deep Blue)主要处理干旱和沙漠地表的数据理解MODIS文件名含义4.Jupyter Notebook实操MODIS数据通过python代码画出DT-Ocean的AOD和FMF彩图通过python画出DT-LAND画出陆地AOD和FMF彩图陆地数据质量控制选择QA3的陆地数据暗目标法和深蓝法数据联合绘图绘制沙尘暴天气气溶胶彩图此图可以看出沙尘暴天气强度绘制区域气溶胶四季变化图此图可以分析出该区域四季光学厚度季节变化绘制地空气溶胶光学厚度一一对应图并将气溶胶分类专题四、CALIPSO气溶胶数据处理及反演分析实战进阶篇1.CALIPSO气溶胶数据下载包括333m混合层、1km云层、5km云层、5km气溶胶层、5km混合层、5km云廓线等2.激光雷达原理介绍后向回波信号原理公式讲解。后向散射系数、消光系数、退偏比、彩色比等相关参数介绍CALIOP并通过这些参数将气溶胶分类3.Jupyter Notebook实操CALIOP数据绘制CALIOP数据轨迹图通过轨迹图确实研究区域绘制特征类型轨迹图绘制CALIOP特征图和不同气溶胶类型图绘制气溶胶类型饼状图分析该地区气溶胶类型绘制CALIOP气溶胶数据年趋势变化和月份变化图分析该地区污染变化绘制气溶胶消光系数和出现率季节变化图分析该地区季节变化导致气溶胶变化绘制气溶胶AOD颜色比退偏比彩图专题五、深度学习简介与深度学习处理MODIS云案例进阶篇1.引言与背景机器学习与深度学习概述深度学习的发展历程与应用领域2.神经网络基础人工神经网络ANN概述感知器与激活函数前向传播与反向传播损失函数与优化算法如梯度下降法3.常用深度学习模型卷积神经网络CNN卷积操作与池化层CNN架构与应用如图像分类经典CNN模型4.通过Kaggle平台了解相应的机器学习处理MODIS数据专题六、课程扩展卷云特诊和论文写作分析1.卷云的原理和特征及其四季宏观变化2.论文写作要点3.论文投稿期刊选择查看对应期刊4.案例分析点赞关注私信