用卫星资料分析中国区域CO柱总量时空分布特征

该文利用国际先进在轨星载探测仪器SCIMACHY/ENVISAT和MOPITT/TERRA的一氧化碳(CO)柱总量观测资料,比较两个载荷的观测结果发现,二者在陆地区域的观测数据一致性较好,且与我国本底站近地面观测结果有比较一致的时间变化态势,表明CO柱总量卫星观测值可以很好地反映其在我国大气中的时空分布特性。利用MOPITT长时间的观测数据(2000年3月—2009年2月)对中国区域CO柱总量时空分布特性进行了分析,研究结果显示:我国东部地区CO柱总量显著高于西部地区,两个地区的CO柱总量年平均值9年内均呈上升态势,西部地区平均年增长率是千分之一的量级,东部地区年增长率约为1.0%。中国区域CO柱总量分布随季节变化显著,春季CO柱总量平均值最高,但是CO柱总量最小值,在东部地区出现在夏季,而西部地区出现在秋季。     

西北太平洋地区大气臭氧柱总量的时空分布特征

文中使用欧洲中期天气预报中心臭氧柱总量资料分析了西北太平洋地区大气臭氧柱总量的时空分布特征,结果表明:低纬度地区是臭氧柱总量最低的地区,纬向分布明显,臭氧柱总量随着纬度向北极的增加而增大;夏季臭氧柱总量最大值出现在北半球高纬度约80°N的地区,最低值出现在热带地区;秋季臭氧柱总量最大值出现在55°N左右的地区;最小值出现在赤道地区。冬春季,臭氧柱总量的最低值均出现在热带地区,最高值出现在北半球约50°～60°N的高纬度地区。      

利用太阳光度计反演渤海湾西岸大气柱水汽总量

利用CE-318型太阳光度计936nm水汽吸收通道的太阳辐射观测值和太阳光度计在该通道的透过率与水汽量关系，采用瞬态法反演了渤海湾西岸大气柱水汽总量。结果表明：利用太阳光度计936nm通道可以反演晴空大气柱水汽总量，其局限性是要在晴空下使用；渤海湾西岸大气柱水汽含量时间分布极不均匀；不同季节晴空日的水汽含量日变化有所不同。     

利用太阳光度计反演大气柱水汽总量方法研究

应用天津大气边界层观测站的CE318型太阳光度计五个波段(440,670,870,936和1020nm)的太阳辐射观测资料,以及MODTRAN3.7辐射传输模式模拟的大气斜程水汽量与CE318太阳光度计936 nm通道水汽透过率的关系函数,研究了反演大气柱水汽总量的方法。结果表明:在大气处于相对不变的状态下,瞬态法和改进的Langley法在反演大气柱水汽总量时其结果的相关系数高于0.97;但在大气状态处于多变时,瞬态法优于改进的Langley法。     

利用对流层污染测量仪研究2002年东亚地区CO总量分布特征

利用TERRA卫星上搭载的对流层污染测量仪(MOPITT)在2002年1～12月的探测数据, 分析了2002年全球大气CO的时空分布特征, 并着重对东亚地区上空的CO柱总量月平均分布及其年变化做了研究, 验证和得出了一些关于CO时空分布的重要结论: CO柱总量在北半球分布高于南半球, 在1月份高于7月份, 南半球春季低纬有几个高值中心; 东亚地区CO柱总量高值区分布在中国东部沿海以及东南亚、日本列岛之间, 位置和强度都逐月变化, 这一点与气象场的季节变化有关; 对多个站点的讨论表明, CO浓度在一年中随季节变化.     

华东地区大气臭氧总量的变化

分析了１９９３年１２月至１９９４年１１月的大气臭氧总量资料并与同纬度全球平均值进行比较，分析了大气臭氧总量的年变化，日变化和季节变化，结果表明，臭氧总量的年 有双峰特征，它的日变化则以中午是较高，早晚较低；季节变化以春季高，冬季低与大气透明度的关系较为密切。     

利用太阳辐射计940nm通道反演大气柱水汽总量

利用太阳辐射计CE318近红外940nm水汽吸收通道和临近窗区道反演大气柱水汽总量，由于大气在940nm附近有水汽吸收。该通道不能采用通常Langley法处理，而采用改进的Langley法。利用MODTRAN3．7模式模拟出太阳辐射940nm通道透过率与水汽量关系常数，考虑了通道的光谱响应函数和不同大气模式的影响，模拟结果表明穿通道（小于10nm)上述关系常数受大气模式影响不大。总消光剔除气溶胶和分子散射，就得出水汽的透过率，从透过率反演水汽量。处理了敦煌和青海湖辐射校正场1999年7月场大气特征测量兼FY－1C辐射定标期间的数据，反演的平均水汽量与探空水汽积分比较，差异在12％以内。还计算出一天中不同时刻的水汽量，给出了同步观测6天卫星过顶前后15min平均水汽量，该水汽量用于FY－1C卫星遥感器辐射定标时辐射传输模式输入参数。结果表明太阳辐射计是一种便携有效测量水汽量仪器。     

华东地区大气臭氧总量的变化特点

分析了１９９３年１２月至１９９４年１１月的大气臭氧总量资料并与同纬度全球平均值进行比较，分析了大气臭氧总量的年变化、日变化和季节变化。结果表明，臭氧总量的年变化中有双峰特征，它的日变化则以中午时较高，早晚较低；季节变化以春季高，冬季低，与大气透明度的关系较为密切     

用单站探空资料分析对流层气柱水汽总量

使用北京地区１９９６,１９９７年７月中至８月上旬常规探空（标准层和特性层）资料,计算了各层气柱的水汽混合比,绘制了水汽垂直分布的廓线,并据水汽廓线分布把大气分为四种类型,通过对各层水汽混合比积分,算出该时段每日０８,２０时的北京单站对流层气柱累积水汽量,研究气柱水汽总量与降水的关系,为预报降水量级,降水范围提供依据,这一分析结果可与辐射仪遥感水汽技术得到的结果进行比较,并为应用其它新的探测技术（如     

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。     

Variation Trend and Characteristics of Anthropogenic CO Column Content in the Atmosphere over Beijing and Moscow

The anthropogenic CO column content in the atmosphere is derived from measurements with infrared grating spectrometers in Beijing, China, and Moscow, Russia, during 1992-2012. Some specific variation char- acteristics and long-term variation trends of the CO col- umn content in the atmosphere in these regions are dis- cussed. An evident variation trend of anthropogenic CO in the atmosphere for the Beijing region is not observed during 1992-2012, while for the Moscow region, it de- creases yearly by about 1.4% for the same period. High CO concentrations appear quite frequently in Beijing, but much less frequently in Moscow, except during the natu- ral fire events in summer 2010. From back trajectory analysis, the high CO concentration observed in Beijing can be attributed to the intensive CO emission sources in its surrounding areas.     

北京城区花粉数量天气条件分析

通过对北京城区花粉的监测数据和同期气象条件的分析，发现旬花粉数量与同期平均气温、平均湿度的关系比较密切。由此建立旬花粉数量的预报方程，为城市花粉过敏症群体提供客观定量的参考数据。     

北京地区冬、春季节大气稳定度演变特征

利用北京地区冬春季节逐日定时地面常规观测资料，使用修正的Pasquill分类法计算了该地区大气稳定度相对值序列，并在此基础上分析了大气稳定度月际变化、日变化等分布特征，划分出若干持续时间较长的长稳定过程。     

近20年全球总云量变化趋势分析

利用ISCCP月平均云气候资料集的总云量资料, 采用趋势分析的方法, 得到1983年7月至2001年9月近20年来全球平均总云量的变化趋势, 并分析云量变化的可能原因。近20年全球增温幅度加快, 研究这期间云的变化, 对气候研究和模拟具有重要的意义。结果表明:平均大气环流决定总云量的分布;全球平均总云量的变化趋势在20世纪80年代末发生逆转, 即由增加转为减少;全球平均云量呈减少的变化趋势, 2000年与1987年相比, 减少量约占平均总云量的4%;从地理位置上看, 云量的变化存在区域性差异, 热带和中纬度地区的总云量减少较多, 高纬度地区云量略有增加, 其中南极大陆云量增加较多。     

近20年中国地区云量变化趋势

利用国际卫星云气候学计划（ISCCP）最新的D2云气候资料集,给出总云量、高云量及中云量在我国地区的分布特征;分别对季节平均和年平均的时间序列进行线性趋势分析,并进行效果检验。结果表明：近20年来中国大部分地区总云量没有显著的变化趋势,但是,在华南地区和西北部分地区的总云量有增加的趋势,青藏高原中部的总云量有所减少;在不同季节,各地总云量、高云量和中云量的变化趋势是不同的。     

北京城区气温变化特征

利用1975—2012年朝阳、海淀和丰台气象站年平均气温、最高和最低气温及降水资料研究北京城区气温变化特征。结果表明:1北京气温近40年来增温显著,年平均、最高和最低气温增温率分别为0.445、0.33、0.5℃/10a。北京近年来的增温以20世纪90年代和21世纪初最为显著。2用M-K方法检验北京气温存在跃变现象,平均、最高和最低气温的跃变时间分别为1992、1992、1991年。3跃变后比跃变前年平均最低气温上升幅度最大,达1.1℃;平均气温次之达1.0℃;最高气温上升达0.8℃。4跃变后比跃变前高温日数增加,冷的日数减少,即跃变后气温达到更暖阶段。降水在跃变后比跃变前减少,即降水和气温变化呈反位相向分布。     

青藏高原大气总水汽量的反演研究

利用2001年青藏高原89个气象站资料、NCEP格点再分析资料以及2001—2003年7月3个地基GPS站的大气总水汽量观测资料,对GPS遥感的大气总水汽量与探空观测结果做了比较,研究了大气总水汽量变化对降雨形成的影响,大气总水汽量与地面水汽压的关系,分析了青藏高原大气总水汽量的时空变化特征及其成因。结果表明:GPS遥感的大气总水汽量与探空观测结果吻合得较好,2001年那曲站两种结果相比均方根误差仅0.15 cm;大气总水汽量与地面水汽压之间有良好的相关关系;不同季节高原上基本都存在3个明显的大气总水汽量高值中心:即东南部、西南部和西北部;高原大气总水汽量分布的季节变化与500 hPa风场及整层大气水汽通量的变化关系密切。     

北京城区大气边界层高度的反演研究

采用北京市国家大气探测试验基地2017年5月1日至2019年8月31日的微波辐射计观测结果,通过位温气块法反演了该地区的大气边界层高度,统计其日变化和月际变化特征,并与相应的探空反演结果进行对比.结果表明:日间大气边界层高度的变化特征与日照时长对应关系很好.除热力作用外,边界层高度受地面风速的影响较大,近地面的较强大风...     

祁连山区低云量的气候变化与异常研究

利用祁连山区周围34个测站1961—2000年历年1~12月低云量和降水量资料,采用EOF、REOF等方法,分析了40年来祁连山附近低云量的空间异常特征和时间变化规律。结果表明:EOF的前3个主成分可以较好地反映季低云量整体异常结构,即主体一致型、东西变化的“ - ”型、南北变化相反型。REOF的前3个载荷向量场可以较好地代表低云量的3个主要异常敏感区:柴达木盆地区、祁连山区、河西走廊区。柴达木盆地:各个季节低云量皆呈上升趋势,特别是1985年以后云量显著增加。河西走廊区:春、夏季低云量的变化趋势不显著,但20世纪90年代夏季低云量处于减少时期。祁连山区:春、秋季趋势不显著,但秋季从1991年后显著上升,夏季有显著的下降趋势。     

Simulationsof Aerosol Optical Properties to Top of Atmospheric Reflected Sunlight in the Near Infrared CO2 Weak Absorption Band

Over the Asian continent,high aerosol loading is critical to ensure the high accuracy of CO₂ retrieval in the near infrared absorption band.Simulations were performed to explore the effect of light path modification by aerosol son the atmospheric CO₂ near infrared band(6140-6270 cm^-1).The Vector LInearized Discrete Ordinate Radiative Transfer（VLIDORT） model and the Line-By-Line Radiative Transfer Model（LBLRTM） were used for forward calculations.The U.S.standard atmosphere was used for atmospheric profiles.The results indicate that the aerosols caused similar effects to increases in CO₂ in the planetary boundary layer and became more significant with aerosol layer rising while aerosol optical depth was 0.1.This effect will cause an over estimation of the CO₂ mixing ratio in the retrieval process and an under estimation in the aerosol layer.The results also indicate that the effect of urban and industrial aerosols is smaller than that of non-absorbing and dust aerosols because of the nearly constant absorption properties in the near infrared band.