研究大气CO₂高精度探测,对准确描绘CO₂空间分布有着重要的意义。具有高通量、超光谱分辨率的空间外差探测技术是发展CO₂卫星载荷的重要技术,目前我国针对此技术的正演模型研究仍较欠缺,因此本文提出高精度辐射传输正演模型的研究,这对新的探测器性能模拟,优化传感器系统参数有着重要的意义,更为准确反演CO₂浓度提供可靠的仿真数据。本文利用SCIATRAN模型开展大气CO₂空间外差光谱探测的正演研究,建立了完整的大气CO₂近红外辐射传输模型。以观测几何、气溶胶参数以及地表参数作为敏感性因子,分析了这些因子对大气CO₂空间外差光谱探测的影响,并将模拟数据与实测数据进行对比验证。研究结果表明:CO₂探测器观测到的CO₂辐射亮度受太阳方位角、气溶胶季节和边界层湿度的影响并不显著。影响其观测亮度的首要因素是太阳天顶角,太阳天顶角每增加10°,则观测辐射亮度减小36%。其次是地表特性,不同地表对太阳辐射的反射特性不同,地表反照率增加0.1,则观测辐射亮度就增加约20%。再次,不同气溶胶光学厚度和大气边界层能见距离对观测辐射亮度值影响也较大,城市型气溶胶与农村型气溶胶对观测辐射亮度影响趋势一致,观测辐射亮度随气溶胶光学厚度增大而减小,随能见距离的增大而增大,而海洋型气溶胶则与之相反。最后,将SCIATRAN模拟数据、实测数据、Modtran模拟数据进行对比,结果表明三者光谱形状相似,趋势一致。验证了SCIATRAN模型作为CO₂空间外差光谱仪正演模型的可行性和可靠性,同时展示了SCIATRAN模型高分辨率的优势。