求解大气红外间接遥测反演问题的最佳途径

本文根据遥测方程的非适定性质,讨论了反演方法的选择问题。针对问题的特点,着重分析我们提出使用的最佳有偏估计算法。为检验此法的有效性,同时使用其它流行的估计方法作模拟比较试验。结果表明TPRDI(和相应的TPRD 4)具有Bayes估计解的最普遍性质,即不但满足可解性条件,而且比其它估计方法具有更高的精度。当然该法是否肯定,还有待卫星实测资料的反演检验。     

地球大气红外间接遥测的最佳测值条件分析

利用估计空间三类不同性质又相互联系的特征态,对红外大气间接遥测的最佳探测条件作了数值试验,结果表明:对同样的热探测问题,使用不同性质的特征态作判据,可以得到相当不同的一组独立通道数.     

红外单通道遥测大气湿度垂直分布

在文献[1]和[2]中已就红外遥测大气湿度垂直分布的一些基本问题进行了讨论,分析了红外测湿和红外测温的原则区别,指出了遥测大气湿度分布有其自身的特殊性,笼统地把测温的一套办法搬到测湿中并不合理。同时还指出,并不需要像卫星红外光谱仪(SIRS-B)那样用六个通道来遥测湿度垂直分布,合理地按“最佳信息层”概念选取3-4个遥测通道即可,本文将进一步阐述用单个通道遥测大气湿度的问题。从而提出用单个红外通道遥测大气湿度垂直分布的方案。     

关于大气湿度垂直分布的红外遥测

本文讨论了在气象卫星上用红外方法遥测大气湿度垂直分布的几个基本问题。分析了红外测湿和红外测温的原则区别,指出遥测湿度垂直分布应根据其特殊性按“最佳信息层”概念选择遥测通道,国外笼统地把测温的一套办法搬到测湿中并不合理。根据湿度遥测的“最佳信息层”概念,分析了红外测湿的重要局限。     

激光遥测大气消光系数的误差分析

激光遥测大气消光系数分布的主要方法,是假设大气消光系数与大气体后向散射微分截面之比值k为常数,并取激光实测的地面值,然后由解光雷达方程求得。本文将讨论由于大气气溶胶物理属性随高度变化以及大气分子散射的作用,使比值k产生相应变化,并分析由此引起大气消光系数的探测误差。     

激光遥测大气气溶胶的尺度谱分布

在采用Deirmendjian气溶胶谱分布模式条件下,利用多波长激光雷达所探测的气溶胶消光系数,通过与Mie散射理论计算的气溶胶消光系数拟合的方法,可获得气溶胶的尺度谱分布。     

整层大气甲烷总量季节变化的遥测

利用自行研制的一台用于探测大气成分的太阳红外光谱仪 ,在地面连续自动地记录了晴天的太阳红外光谱。用逐线积分法计算了整层大气的吸收 ,发现在 3.42 8μm波段主要是大气甲烷的吸收 ,从记录的该波段的太阳红外光谱中反演出整层大气中甲烷的总含量 ,经过近一年半的观测 ,得到了合肥地区大气甲烷垂直柱含量的季节变化规律。发现其变化规律与北半球背景对流层空气采样分析法测量的甲烷季节变化规律基本相同。文中详细介绍了测量仪器、测量原理和部分测量结果 ,并对结果进行了简单的讨论。     

大气非线性波动方程的解

本文从非线性大气运动方程出发,用比较简洁的方法,求得了大气非线性惯性波、非线性重力内波和非线性Rossby波的周期解,这些解反映了非线性大气波动的特色。分析指出:对有限振幅的惯性波和重力内波,振幅大的波传播越快,而有限振福的非线性Rossby波,振幅大、波长长的波传播越慢;本文还分析了这些解的某些可能的实际意义。 这些非线性波的研究提供了解非线性方程的新的途径,而且,它可以与大家熟悉的线性波动进行比较。对于天气预报和大气湍流的研究都有一定的意义。     

大气中微量气体的红外吸收

文章介绍了测定大气中微量气体CO2与CH4透过率的试验。所用的主要设备是FTIR分光计及可变光程吸收池。文中叙述了主要实验结果与数据处理方法，同时用FASCODE-2程序计算了对应实验条件下CO2与CH4的透过率，并与实验结果作了比较。     

大气运动的特征参数和动力学方程

应用尺度理論及相似性原理分析大气动力学方程,可以揭露各种模式的相互联系并确定其适用范围。在准靜力平衡及气压梯度力与柯氏力同量級的假定下,对于无粘性流体的絕热运动,可以确定出三个由外部参数决定的特征尺度:由柯氏参数l_0决定的特征时間尺度l_0~(-1),由溫度层結及平均溫度决定的特征速度尺度C_0,及由此决定的水平距离尺度L_0=C_0L_0~(-1),这三个尺度与相应的大气运动的特征尺度之比值ε=1/Tl_0,μ=L_0/L及M_a~(-1)=C_0/U(或者λ=M_aμ)就是决定大气运动特性的三个基本参数。当o(ε)<相似文献   

偏差订正方法在IASI辐射率资料同化中的应用研究

根据IASI(Infrared Atmospheric Sounding Interferometer)的资料特征和GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)同化系统的具体情况,建立了适用于业务使用的关于IASI辐射率资料的偏差订正方案,该方案包括扫描偏差订正和气团偏差订正。统计表明,IASI资料的扫描偏差不像微波资料一样具有明显的纬度依赖性,但在2x2的像元内存在某种特殊的扫描偏差,临边测量相对于星下点的扫描偏差可以用"扫描角"作为自变量而消除,而2x2的像元内的偏差只能通过稀疏化来规避;气团偏差主要根据当时的天气条件进行订正,利用模式背景场作为预报因子定量给出天气条件,采用1 000~300 h Pa的厚度、200~50 h Pa的厚度、50~20 h Pa的厚度以及模式地表温度作为预报因子。订正方案的试验结果显示,偏差能够长时间维持在比较低的稳定水平,订正结果显著。     

Exploration of the remote sounding of infrared cooling rates due to water vapor

Summary We explore the feasibility of deriving atmospheric infrared cooling rates by direct inversion of radiances observed by satellites from space. In order to convert radiances to fluxes and achieve vertical profiling at the same time, we show that it is necessary to combine radiances from narrow channels with radiances averaged over spectral bands. We demonstrate that the vertical integral of the cooling rate in the spectral band, convolved with a kernel function associated with the narrow channel, can be related to a weighted sum of the channel and band radiances. The band radiance must be evaluated at a specific zenith angle, which is a result of use of the mean value theorem. With known kernel functions, the combined radiances may be inverted to obtain the cooling rate profile. These results are derived from use of a random model for the transmittance in its strong-and weak-line limits. The results are similar in the two limits leading us to conclude that there are expressions that are approximately valid over the entire range of transmittance. We show by numerical methods that this conclusion is correct and apply the retrieval technique successfully to get the cooling rate profile in the rotational band of water vapor.With 3 Figures     

红外遥测气温垂直分布中几种反演方法的比较与误差分析

本文利用经验正交展开,最优统计,非线性迭代,Chahine迭代来求解气温遥测方程。通过对不同天气形势下进行反演计算并与实况相对比,结果表明:(1)利用非线性迭代方法来反演气温垂直分布其精度较高,收敛速度快。(2)利用经验正交展开法与最优统计法其反演误差在大气低层大,反之迭代反演法在高层误差大。(3)从500毫巴等压面反演误差的分布与常规观测所得到的温度场配置来看,往往在槽区反演误差较大,而脊区反演误差较小。     

利用MODIS红外资料反演大气温湿度廓线的研究

概述了利用特征向量统计回归反演算法,从EOS/MODIS的红外通道资料反演大气温湿度垂直分布的过程,并与美国国家环境预报中心NCEP(National Centers for Environmental Prediction)的等压面再分析场资料按照纬度和气压高度进行了真实性检验。结果表明：由MODIS资料反演得到的大气温湿度参数能够揭示大气温湿度的垂直分布。在各个等压面上均方根误差平均值在中纬度地区为3.39K,低纬度地区为1.40K,近地面层、对流层顶附近及下垫面地形复杂的区域误差较大,总体上低纬度地区要好于中纬度地区。反演的水汽误差也为低纬度地区小于中纬度地区,且随高度升高,中、高纬度误差都逐渐减小并逐渐接近。     

Simultaneous horizontal and vertical acoustic sounding of the atmospheric boundary layer

Some preliminary results from a series of experiments of simultaneous horizontal and vertical acoustic sounding of the atmosphere are described and discussed. The novel horizontal configuration offers some potential for investigating thermal plume motion and characteristics within the boundary layer. It could also be of use in assessing the importance of excess attenuation in quantitative acoustic sounding.