利用红外辐射光谱反演大气CO2浓度的理论研究

依据最新的大气分子光谱数据集(HITRAN 2004),利用逐线积分辐射传输模式,模拟计算了大气顶射出红外辐射光谱及其对大气CO2浓度变化的灵敏度,发现:大气CO2 4.3 μm吸收带,特别是2 2412 249 cm-1、2 2502 258 cm-1、2 2592 267 cm-1和2 3822 390 cm-1波段射出的红外辐射,随CO2浓度的增加而显著降低,且很少受其他大气成分变化干扰,因此特别适于用来遥感探测大气CO2浓度的变化.根据最优非线性反演方法,反演获得了015 km的大气CO2廓线,结果表明,利用上述4个通道的红外辐射值,可精确反演出自由对流层的CO2浓度变化.     

风云三号气象卫星红外分光计探测大气CO2浓度的通道敏感性分析

依据红外分光计（InfraRed Atmospheric Sounder,IRAS）光谱通道特征,发展了基于IRAS的大气辐射传输计算模式。以大气分子吸收光谱数据集（HIgh resolution TRANsmission,HITRAN） 2004为初始谱线输入资料,利用该模式模拟计算IRAS在CO2 吸收带的10个通道辐射率测值对CO2浓度变化的响应,并对比了其与大气温度和水汽、O3等气体浓度误差对辐射率测值的影响,探讨了利用风云三号气象卫星探测大气CO2浓度的可行性。结果表明,IRAS的通道4最适于用来监测大气CO2浓度的变化,当CO2体积混合比浓度变化在10×10-6时,对应的辐射率变化同仪器等效噪声辐射率相当,所以IRAS在理想状态下,最高可分辨的大气CO2浓度变化约为10×10-6。     

宽波段太阳紫外线强度监测仪器的设计和应用

采用ATML89C52，ADC0809等微控制器、集成电路和紫外线Ua、Ub宽波段传感器，结合计算机通讯技术，设计出实时宽波段太阳紫外线强度监测仪器，并用RS232通讯口与PC机组成监测、预报、发报一体化的应用系统。     

新一代多普勒天气雷达CINRAD/CD谱宽资料分析应用初探

主要概述了多普勒天气雷达CINRAD/CD谱宽资料的物理意义、影响因素,并分析了在实际业务工作中谱宽与速度的关系.在理论分析的基础上,从气象因素、非气象因素、其它因素3个方面着重分析了影响谱宽大小的因素,并从风切变、湍流、粒子下落速度、波束宽度的横向风效应4个方面来分析谱宽与速度两者之间关系.指出风切变区除了可通过径向速度场来确定外,也可通过谱宽的大值区来确定,给出了针对不同降水类型的速度谱方差范围,以及雹云不同区域的湍能耗散率ε大小与实际降雹强度关系.另外运用谱宽数据可以对径向速度数据的可靠性进行检验,高谱宽值表明速度没有代表性.     

天空辐射计观测2006年春季北京地区气溶胶光学特性的研究

利用2006年3～5月天空辐射计观测数据反演得到北京地区春季大气气溶胶光学性质参数,包括大气气溶胶光学厚度(0.5μm)、Angstrm指数、单次散射反射比和粒子谱分布特征。结果表明:北京地区春季气溶胶平均光学厚度0.67,Angstrm指数0.54,单次散射比0.88,粒子吸收性质较弱,粒子谱呈双峰形,以粗粒子为主,粗、细模态粒子粒径分别集中在0.17μm和7.7μm左右。相比2004年此次观测期间气溶胶粒径较大,粒子体积浓度较高,散射作用在其消光特性中的比重略有下降。光学厚度日变化呈单峰型,日间单次散射比随时间逐渐递减,Angstrm指数在上午递减趋势明显,午后变得稳定。对同时观测的天空辐射计与CE-318不同波长光学厚度结果进行比较,结果显示两者得到的光学厚度相关性很好,各波长小时平均结果的相对误差小于7%。     

大气气溶胶的辐射与气候效应

大气气溶胶的辐射与气候效应是目前全球气候变化研究的一个热点,也是一个难点问题。本文从介绍一些基本概念和科学问题入手,比较全面地回顾了我国,特别是中国科学院大气物理研究所建所以来有关方面的研究工作,重点在于探讨一些有待解决的科学问题。     

西准噶尔阔尔真阔腊金矿区玄武安山岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

萨吾尔地区位于西准噶尔东北缘,广泛发育古生代岩浆岩,这些岩浆岩的年代学以及地球化学研究对于限制西准噶尔地区区域构造演化具有重要的意义。阔尔真阔腊金矿床是萨吾尔地区最重要的金矿床,矿区内主要出露玄武安山岩、安山岩、闪长玢岩和少量闪长岩,其中玄武安山岩和安山岩是直接赋矿围岩。玄武安山岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb 谐和年龄为339.4±4.8Ma,表明其形成于早石炭世。矿区内玄武安山岩和安山岩属于高钾钙碱性系列,相对洋中脊玄武岩富集Sr、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti等高场强元素。玄武安山岩和安山岩具有较高的Th/Yb（0.87～4.84）值,较低的Th/Zr（0.023～0.071）值,这些特征与形成于岛弧环境中的火山岩相似,其原始岩浆可能为受俯冲板片析出流体交代的地幔部分熔融形成,板片熔体交代作用并不明显。同处于西准噶尔地区的哈图金矿床赋矿玄武岩具有岛弧玄武岩和N-MORB的地球化学特征,受俯冲流体交代作用弱,可能形成于弧后盆地环境。在西准噶尔地区,岛弧和弧后盆地环境中都可以形成火山热液型金矿床。     

甘肃河西走廊两次强对流天气对比分析

使用地面高空观测资料、NCEP 1°×1°6小时再分析数据和张掖CINRAD/CC雷达观测数据,对2006年7月7日、8月10日发生在甘肃河西走廊中部的两次强对流天气的环流形势、大气稳定度、相对风暴螺旋度(SRH)、天气雷达回波特征进行了对比分析.分析结果表明:产生这两次强对流天气环流形势不同.7月7日飑线对流系统产生于北部沙漠戈壁由北向南移动,右移飑线前部结构为气旋式旋转;8月10日对流系统产生于青藏高原由南向北移动,来自高原上的暖湿气流水汽充足,不稳定层比7月7日深厚,产生冰雹的左移超级单体结构为反气旋式旋转.7月7日右移飑线相对风暴螺旋度降雹前为正值,降雹开始后转为负值;8月10日左移反气旋超级单体相对风暴螺旋度在发展期为负值,降雹开始后跃增到60m2·s-2以上.     

人为热释放:全球分布的估算及其气候效应的探索

人类生产和生活中大量消费各种形式的能源,除了向大气里排放温室气体和气溶胶外,还释放大量热量。人为热释放伴随着人类社会发展而长期存在,随着全球人口增长和经济发展,其影响效应不断加剧。人为热释放具有典型地域集中、不均匀分布的特征:虽然全球平均人为热释放通量仅约为0.03 W m-2,在人口密集的城市地区,人为热释放可高达每平方米数百瓦,足以影响局地气候。伴随全球经济的发展,人口的增长及城市化进程的加剧,人为热释放分布更集中,影响气候的范围逐步扩大,其对气候的影响能力逐步增强。全球气候模式的结果表明:人为热释放能够对全球大气环流产生影响,进而影响到全球气候变化。人为热释放可以导致全球地表温度增温约0.06 K,500 hPa温度场平均升温约0.04 K,尤其对北半球中高纬度升温效应明显。研究结果表明,人为热释放虽然没有温室气体如二氧化碳等影响因子对全球气候的影响那么显著,但是其仍然能够对全球气候产生影响,是全球气候变化不可忽视的影响因子。     

Approximations of the scattering phase functions of particles

Based on anomalous diffraction theory and the modified Rayleigh-Debye approximation, a physically realistic model in bridging form is described to approximate the scattering phase function of particles. When compared with the exact method, the bridging technique reported here provides a reasonable approximation to the Mie results over a broader range of angles and size parameters, and it demonstrates the advantage of being computationally economic. In addition, the new phase function model can be essentially extended to other shapes and conveniently used in more complicated scattering and emission problems related to the solutions of the radiative transfer equations.