臭氧廓线和紫外辐射观测及对卫星产品的验证分析

发布时间：2020-09-03 16:03

　　基于我国瓦里关、龙凤山、临安、昆明、拉萨和中山站及WOUDC部分站点地基Umkehr和探空观测数据,本论文采用样条插值法对不同时空分辨率的卫星(NOAA-SBUV、FY-3 SBUS,Aura-MLS)、地基和探空大气臭氧廓线数据进行处理,在统一的时空尺度下比对验证了卫星-地基、卫星-卫星及卫星-探空之间臭氧廓线产品的一致性,并分析产生数据差异的原因。验证结果表明:卫星与地基臭氧廓线比较结果总体上一致性较好,但在不同站点、高度上比较结果有差异;卫星反演算法中先验廓线采用的纬向平均气候数据会带来站点之间的差异;季节变化,仪器运行环境也会对比较结果造成影响。不同类型卫星之间由于仪器观测方式和反演算法本身会造成比较差异:SBUS与SBUV比较结果在平流层中较好,而在平流层上部差别较大;SBUS与MLS比较在北半球平流层下部会出现系统性的振荡现象。卫星与探空比较结果在大部分高度层中相对差别在±对0%以内,而在对流层上部由于存在与平流层的交换作用,卫星对臭氧短时变化响应低于探空观测,从而出现较大差别。比对结果具有一定区域性,在热带地区具有较好一致性,一般不超过±一般。其次,基于地基观测数据和辐射模式计算结果,本论文研究表明,青藏高原地面紫外辐射除受太阳天顶角(SZA)影响外,云调制因子总体上随云量增加呈下降趋势,但夏季间隙性、未遮盖日面的云反而能增强地面的紫外辐射。“臭氧低谷”使当雄紫外辐射比同纬度平原地区增加约12%,也使得在相同SZA下拉萨(海拔3650米)UVI高于瓦里关(海拔3810米)约7~10%;卫星Aura-OMI测得的UVI在西藏当雄(91.10?E,30.48?N,4200 m)、沱沱河(34.22?N,92.43?E,4500m)、瓦里关(36.29?N,100.90?E,3810m)和拉萨(29.67?N,91.13?E,3640m)总体偏高65%以上,而晴天则分别偏高8.6%、13%、9%和50%。云、地基与卫星探测像元地理位置差异是卫星值高于地基测值的原因。当紫外辐射处于较高水平(UVI14)时,卫星值则低于地基值3%,这一现象可能与间隙性、未遮盖日盘云层有效增强了局地地面紫外辐射有关。
【学位单位】：中国气象科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P412.27

【参考文献】