大气掩星反演误差特性初步分析

GPS大气掩星探测技术可以获得全球大气折射率、气压、密度、温度和水汽压等气象参数,该技术基本原理是基于几何光学近似的Abel积分反演.地球扁率、电离层传播时间延迟、大气大尺度水平梯度、多路径传播现象等因素在某些高度范围影响大气反演的精度.本文采用模拟的方法,分析其中地球扁率及电离层对反演结果的影响,并讨论局部圆弧修正及电离层修正的效果.利用CHAMP掩星实测轨道数据和有关电离层和大气经验模式、采用三维射线追踪方法模拟计算几种情形下的GPS掩星观测附加相位数据,对模拟数据进行反演,将反演气象参量剖面与模拟时给定模式剖面进行比较,得到了0～60 km高度范围内的反演误差.误差统计分析结果表明,局部圆弧中心的修正以及电离层修正,对于高精度的GPS掩星反演是非常重要的;电离层修正残差仍是制约30～60 km高度范围内反演精度的重要因素,进一步完善和优化大气掩星反演需要发展新的电离层修正算法.     

1986-2006年国家自然科学基金大气科学领域面上项目基金资助及成果统计分析

利用国家自然科学基金委员会项目档案电子查询系统提供的历年项目申请书和结题报告定量化数据,对1986—2006年大气科学领域面上项目基金资助情况和成果进行了统计分析,并据此揭示了20年来面上项目基金资助强度的发展变化,分析了基金投入和成果产出之间的关系,以及科学基金项目在稳定我国大气科学人才队伍中的作用;也是大气科学领域自然科学基金面上项目20年资助状况的回顾和总结。     

极端干旱荒漠区典型晴天大气热力边界层结构分析

利用极端干旱区敦煌野外观测试验资料,分析了极端干旱荒漠区夏季典型晴天位温、风速、比湿等主要物理要素的垂直结构特征及其地表热力和近地层大气运动特征的日变化规律。发现在极端干旱地区夏季晴天大气热力边界层结构十分独特。在夜间,贴地逆温层最低在900 m以上,最厚可以达到1 750 m,逆温层上面的残余层一般能达到4 000 m左右的高度。在白天,位温超绝热递减层高达1 000 m,超绝热递减层上面的混合层最高达3 700 m,混合层顶上还有大约450 m甚至更厚的夹卷层。当白天对流层发展达到残余层以后,混合层的发展明显加快。风速和比湿垂直廓线特征很好地印证了大气热力边界层独特的结构特征,地表热力和近地层大气运动特征也为这种独特的大气热力边界层结构提供了较好的物理支持。     

1999年与2003年我国北方地区夏季气温异常原因初探

分析了1999年与2003年我国北方地区夏季气温的变化特点和同期大气环流主要特征。结果表明:中国夏季气温变化有明显的年代际特征,这一特征与亚洲上空大气环流的年代际变化紧密相关,表明我国北方地区夏季气温异常一个很重要的原因或许是缘于气候年代际变化。2003年夏季中高纬环流形势呈两槽两脊的配置,与近十几年气候态分布刚好相反,因而从气候年代际变化的特征来看,2003年为预示年代际气候转型的征兆。     

河北沧州市臭氧质量浓度与气象因子的关系分析

利用2014—2020年河北沧州逐小时气象与环境监测数据,对沧州市臭氧(O₃)污染加剧现状及其与气象因子的关系进行分析。结果表明：(1)沧州地区O₃污染呈加剧态势,且O₃已上升为该地区首要污染物;O₃污染集中出现在5—9月,O₃质量浓度日变化呈单峰单谷型,最大浓度出现在16:00前后;(2)5—9月O₃日最大8 h平均质量浓度(简称“O₃-8 h”)所处时段,平均气温、最高气温、相对湿度、总辐射辐照度与O₃质量浓度的相关性较好,本站气压、水汽压和平均风速与O₃质量浓度的相关性未通过显著性检验;(3)5—9月O₃-8 h时段,当同时满足8 h平均气温高于30.9℃、最高气温高于32.7℃、平均相对湿度低于42.1%、平均总辐射辐照度高于505.8 W·m^-2时,出现O₃污染的概率达84%;(4)气象因子不是O₃     

On the transfer of stratospheric ozone into the troposphere near the north pole

A series of nearly daily ozone vertical profiles obtained at station T-3 on Fletcher's Ice Island (85°N, 90°W) during the period January-March 1971 shows several significant ozone intrusions into the troposphere. These intrusions are not only associated with enhanced ozone amounts in the stratosphere but also require tropopause folding events to transport ozone into the troposphere. These folds in the Arctic tropopause appear to be capable of contributing significantly to the ozone budget of the Arctic troposphere during the late winter and spring seasons. The importance of tropopause folding for bringing ozone into the troposphere seen in the daily ozone profiles confirms the results found in the Arctic Gas and Aerosol Sampling Program aircraft flights.     

西太平洋赤道海域的热量平衡

本文利用1986年11月中国科学院实验3号考察船在西太平洋赤道海域(0°～5°N,130°～150°E)考察所获得的29天辐射资料和同期取得的温、压、湿、风和探空等资料,计算了这一海域11月份的热量平衡各量值和整层气柱的加热量。结果表明:该海域是一个强热源区,其上空大气也是一个强热源区。     

我国部份地区雷暴活动、大气电场等与太阳活动的关系

本文用时序迭加法统计分析了1976—1985年太阳黑子一个完整周期内太阳活动与雷暴活动及地面大气电场之间的可能相关性。结果表明:高纬度地区有较好的相关性,耀斑爆发以后雷暴指数有明显增大趋势,最大关联日在+5日以后。中、低纬度地区几乎不存在相关性。随着耀斑强度增强,相关性也增大,且影响区域从高纬度向中、低纬度移动。在耀斑爆发后2天左右,地面电场强度增大,其关联日比雷暴指数提前。太阳黑子数和雷暴活动之间的相关性很微弱。本文又从全球电路概念出发,简单地解释了形成上述相关性的可能原因。     

Responses of the tropospheric ozone and odd hydrogen radicals to column ozone change

The response of tropospheric ozone to a change in solar UV penetration due to perturbation on column ozone depends critically on the tropospheric NO _x (NO+NO₂) concentration. At high NO _x or a polluted area where there is net ozone production, a decrease in column ozone will increase the solar UV penetration to the troposphere and thus increase the tropospheric ozone concentration. However, the opposite will occur, for example, at a remote oceanic area where NO _x is so low that there is net ozone destruction. This finding may have important implication on the interpretation of the long term trend of tropospheric ozone. A change in column ozone will also induce change in tropospheric OH, HO₂, and H₂O₂ concentrations which are major oxidants in the troposphere. Thus, the oxidation capacity and, in turn, the abundances of many reduced gases will be perturbed. Our model calculations show that the change in OH, HO₂, and H₂O₂ concentrations are essentially independent of the NO _x concentration.