南亚高压核心区臭氧、温度、水汽的气球探空与卫星观测的比较验证

论文摘要

本文利用2016年南亚高压核心区阿里探空站的臭氧探空观测数据对MLS的v4.2 L2以及AIRS的v6.0 L2的臭氧卫星数据进行验证对比;利用该地区温度探空观测数据验证COSMIC卫星温度产品在高原的适用性,对MLS温度产品和AIRS温度产品进行验证对比;利用水汽探空观测数据初步评估MLS卫星水汽产品及AIRS卫星水汽产品在南亚高压核心区的误差特征。分析研究表明:（1）MLS臭氧比探空臭氧在平流层区域大多数的气压层（83-10 hPa）中显著偏大0.8-1.5 mPa。AIRS臭氧相比探空臭氧在83-10 hPa显著偏小0.2%左右,在200-83 hPa,显著偏大0.5%-1%左右。在南亚高压核心区UTLS区域,建议使用MLS的臭氧产品。（2）COSMIC温度和探空温度之间的差异主要集中在平流层。COSMIC温度产品在90.6-10 hPa上相对于探空温度显著偏大约0.9±0.8 K。COSMIC温度产品与探空温度的垂直分布在整个气压层一致性都较好。（3）在200-20 hPa,MLS温度比探空温度显著低1.3-4 K,显著偏冷0.5%-2.0%。UTLS区域MLS温度显著偏冷1.0%-2.0%。AIRS温度与MLS温度类似,但由于数据更离散,显著信度较MLS低。在南亚高压核心区UTLS区域,建议使用COSMIC的温度资料,而在平流层中部（如30-10 hPa）,建议使用MLS温度资料。（4）CFH探空水汽一定程度上在上对流层下平流层区域的准确性要高于RS92水汽。在上对流层下平流层以及平流层中部20-10 hPa的区域,MLS水汽比CFH探空水汽显著偏干0.2%-0.4%。在下平流层两者差异不显著。（5）AIRS水汽相比线性插值的CFH探空水汽廓线整体来看偏干。在上对流层下平流层以及平流层上部,AIRS水汽和CFH探空水汽虽存在一定的差异但并不显著。AIRS水汽相对于CFH探空水汽在50-20 hPa显著偏干30%-40%。在资料缺乏的情况下,AIRS高层的水汽在一定程度上也可以使用。由于水汽观测的限制,得出的MLS、AIRS水汽产品的误差特征需要进一步的验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
•   1.1 研究意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 青藏高原地区UTLS区域研究进展
•     1.2.2 青藏高原地区卫星遥感产品的验证研究
•   1.3 问题的提出及研究内容
•     1.3.1 问题的提出
•     1.3.2 研究内容
• 第二章 资料与方法
•   2.1 探空资料
•     2.1.1 臭氧探空资料
•     2.1.2 温度探空资料
•     2.1.3 水汽探空资料
•   2.2 卫星遥感资料
•     2.2.1 MLS臭氧、温度和水汽卫星资料
•     2.2.2 AIRS温度和水汽卫星资料
•     2.2.3 COSMIC温度资料
•   2.3 ERA-Interim再分析资料
•   2.4 研究方法
•     2.4.1 不同垂直分辨率资料的匹配处理方法
•     2.4.2 不同资料比较的水平范围匹配方法
• 第三章 臭氧探空与MLS、AIRS臭氧产品的比对分析
•   3.1 引言
•   3.2 臭氧探空与MLS臭氧的对比分析
•     3.2.1 有效样本及统计方法
•     3.2.2 线性插值臭氧探空与MLS臭氧廓线的比较
•     3.2.3 臭氧探空与MLS臭氧的回归分析
•   3.3 臭氧探空与AIRS臭氧的对比分析
•     3.3.1 有效样本及统计方法
•     3.3.2 线性插值臭氧探空廓线与AIRS臭氧廓线的比较
•     3.3.3 平均核函数插值臭氧探空廓线与AIRS臭氧廓线的比较
•     3.3.4 两种臭氧探空插值廓线比对结果的差异分析
•   3.4 本章小结
• 第四章 温度探空与COSMIC、MLS、AIRS温度产品的比对分析
•   4.1 引言
•   4.2 COSMIC温度与探空温度的对比分析
•     4.2.1 有效样本及统计方法
•     4.2.2 线性插值温度探空廓线与COSMIC温度廓线的比较
•     4.2.3 COSMIC温度与探空温度的回归分析
•   4.3 MLS温度与探空温度的对比分析
•     4.3.1 线性插值温度探空廓线与MLS温度廓线的比较
•     4.3.2 MLS温度与探空温度的回归分析
•   4.4 AIRS温度与探空温度的对比分析
•     4.4.1 线性插值温度探空廓线与AIRS温度廓线的比较
•     4.4.2 平均核函数插值温度探空廓线与AIRS温度廓线的比较
•     4.4.3 两种温度探空插值廓线比对结果的差异分析
•   4.5 三种温度卫星产品与探空温度的对比验证
•   4.6 本章小结
• 第五章 水汽探空与水汽MLS、AIRS水汽产品的比对分析
•   5.1 引言
•   5.2 对CFH与 RS92 探空水汽合理性的评估
•     5.2.1 有效样本及统计方法
•     5.2.2 两种探空水汽的评估
•   5.3 CFH水汽探空与MLS水汽的对比分析
•     5.3.1 线性插值CFH水汽廓线与MLS水汽廓线的比较
•     5.3.2 CFH水汽与MLS水汽的回归分析
•   5.4 CFH水汽探空与AIRS水汽的对比分析
•   5.5 本章小结
• 第六章 结论与讨论
•   6.1 主要结论
•   6.2 创新点
•   6.3 讨论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张晨昕

导师: 施春华

关键词: 南亚高压核心区,原位观测,平均核函数,卫星资料,对比验证

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 南京信息工程大学

基金: 国家自然科学基金项目(41875048,91537213,41375047)

分类号: P412.2

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000266

总页数: 76

文件大小: 4347K

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