【摘要】：本文首先利用1982-2016年的MSU/AMSU-A亮溫資料,分析了青藏高原地區(qū)對流層上層溫度的氣候趨勢及其演變特征,并利用ERA-Interim和NCEP-R2再分析資料的相應(yīng)高度大氣溫度資料進行了對比分析。結(jié)果表明,青藏高原地區(qū)對流層高層亮溫序列總體表現(xiàn)為逐漸增暖的趨勢,這與再分析資料的對應(yīng)層次大氣溫度變化有很好的相似性。基于集合經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夥椒?EEMD)的非線性趨勢分析表明,青藏高原地區(qū)對流層上層增溫首先出現(xiàn)在青藏高原中部,隨著時間演變,增溫現(xiàn)象逐漸向青藏高原四周擴散,最后在整個地區(qū)都出現(xiàn)了一致增溫現(xiàn)象。相比于NCEP-R2再分析資料而言,ERA-Interim再分析資料300 hPa大氣溫度的演變趨勢與觀測亮溫有很好的相似性,而NCEP-R2再分析資料的300 hPa高度大氣溫度在前20年表現(xiàn)為明顯的降溫特征,在最近10年才出現(xiàn)了增溫現(xiàn)象,與以上兩種資料存在較大差異。為了進一步探討亮溫資料中區(qū)域增溫中心的形成原因,論文利用AMSU-A多通道資料分析增溫趨勢的垂直演變特征。為了避免星間偏差的影響,采用了生命史最長的NOAA-15單個衛(wèi)星的AMSU-A資料。在軌道漂移訂正的基礎(chǔ)上,本文探討了AMSU-A不同通道亮溫的氣候趨勢演變特征,結(jié)果表明:高原地表存在兩個顯著的升溫中心,在垂直方向上由地面增溫逐漸影響高空大氣溫度。NCEP-R2再分析資料在青藏高原地區(qū)主要是地面增溫為主,這與衛(wèi)星資料具有高度的一致性;而ERA-Interim再分析資料在高原區(qū)域升溫大值區(qū)集中在300 hPa高度上下,存在明顯的差異。所以,在同一高度上,ERA-Interim再分析資料更具有適用性和參考性,而從垂直方向上來看,NCEP-R2再分析資料更具普遍性和準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P423.3;P407.7
【圖文】：

圖 2.1 輻射傳輸模式（CRTM）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)大氣計算得出的各通道權(quán)重函數(shù)隨高度的分布情況（（a）：MSU 通道 2/AMSU-A 通道 5；（b）：MSU 通道 3/AMSU-A 通道 7；（c）：MSU 通道 4/AMSU-A 通道9）2.2 NOAA-15（AMSU-A）亮溫資料由于高原獨特的地形特點以及其自身惡劣的氣候條件等的限制，氣象觀測站無法達到高度的普及；而傳統(tǒng)的再分析溫度資料來源于常規(guī)觀測資料，經(jīng)過模式和統(tǒng)計插值得到空間連續(xù)的格點數(shù)據(jù)。但由于高原西部站點的稀疏，其效果很難達到最優(yōu)。NOAA-15可以提供幾乎全天時（僅在出現(xiàn)強降水的天氣情況下會受到一些干擾）、全天候、全球覆蓋的亮溫觀測數(shù)據(jù)，可以成為一種極其重要的可替代數(shù)據(jù)源。NOAA-15（AMSU-A）是一種跨軌道儀器，每次掃描有 30 個 FOV（Field Of Views），其寬度約為 2300km，從最低點開始的最大掃描角為±48.3°，F(xiàn)OV 為 15 和 16 時具有1.67°的近天底角，其空間分辨率約為 48km。NOAA-15（AMSU-A）提供了 12 個溫度

圖 3.1.1 青藏高原區(qū)域 MSU/AMSU-A 對流層上層季節(jié)平均的亮溫(單位：K)空間分布圖。(a)表示春季，(b)表示夏季，(c)表示秋季，(d)表示冬季；圖中黑色粗實線為 3000 米地形高度等高線）(單位：K)3.1.2 高原地區(qū)線性趨勢溫度的長期線性趨勢變化也得到了很多前人的重視[68-70]。為了便于與以往研究進行對比，首先給出了青藏高原地區(qū)區(qū)域平均的 MSU/AMSU-A 對流層上層通道亮溫逐月距平及其線性趨勢結(jié)果，同樣給出了兩種再分析資料的大氣溫度對應(yīng)結(jié)果。這里的高原地區(qū)定義為 15°N-50°N，60°E-120°E 區(qū)域內(nèi)地形高度大于 3000 m 的地區(qū)。圖 3.1.2 是1982-2016 年 MSU/AMSU-A 亮溫觀測資料和兩種再分析資料（1982 年 1 月至 2016 年12 月）的溫度距平及其線性趨勢。根據(jù)對流層上層通道的權(quán)重函數(shù)峰值位置，選取了再分析資料 300 hPa 高度的大氣溫度作為對比資料。擬合前資料都去除了年際變化。從圖中可以看出，無論是衛(wèi)星資料、探空資料還是再分析資料，高原地區(qū)高空大氣溫度變化

第三章 MSU/AMSU-A 亮溫資料揭示的青藏高原對流層高層溫度氣候趨勢其他資料，300 hPa 的大氣層的增溫速率為 0.07 K·(10a)-1。雖然對流層上層的亮溫并不能完全等同于 300 hPa 的大氣溫度，但是亮溫是由 300 hPa 附近的大氣溫度不等權(quán)重組合而成，其增溫趨勢與大氣溫度的趨勢有很好的相關(guān)關(guān)系。而且從增溫速率上看，亮溫資料與探空觀測資料差異最小，且與 ERA-Interim 資料具有很好的一致性，而 NCEP-R2資料與亮溫序列存在顯著差異，其增溫速率明顯偏慢。Zou 等人[58]研究表明全球平均的對流層溫度增幅為 0.18 0.05 K·(10a)-1； Fu 等人[62]對 MSU 數(shù)據(jù)進行再次處理并消除了平流層對數(shù)據(jù)的影響，得到 1979-2001 年全球?qū)α鲗拥脑鰷刳厔轂?0.18 K·(10a)-1。高原地區(qū)對流層上層的溫度變化率與全球平均結(jié)果具有很好的一致性，均趨于升溫，只是高原對流層上層的整體升溫趨勢值相對較大。

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本文編號：2789675