本論文基于AURA上搭載的新一代臭氧監(jiān)測儀OMI和微波臨邊探測儀MLS,利用對流層臭氧殘差法構(gòu)建了高空間分辨率衛(wèi)星遙感監(jiān)測對流層臭氧估算模型,并開展了對流層臭氧遙感估算模型精度驗證和誤差分析。運用對流層臭氧遙感估算模型獲取2013年²017年中國地區(qū)的對流層臭氧濃度,分析全國以及北京、上海、廣州、成都、蘭州、烏魯木齊共6個典型城市對流層臭氧時空分布特征。論文的研究內(nèi)容主要包括三方面:（1）對流層臭氧遙感估算模型構(gòu)建。將MLS臭氧廓線數(shù)據(jù)與NCEP/NCAR平流層底部再分析資料進行空間匹配和高度匹配,獲取平流層臭氧柱濃度。利用克里金插值法消除臭氧總柱濃度和平流層柱濃度之間空間尺度差異問題,運用殘差法得出對流層臭氧濃度。（2）對流層臭氧遙感估算模型精度驗證和誤差分析。選取WOUDC設(shè)在北半球低中高三個緯度的香港、日本、荷蘭和波蘭共4個站點的臭氧探空數(shù)據(jù)資料（ECC）作為驗證數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,對流層臭氧遙感估算模型結(jié)果的相關(guān)性將OMI臭氧官方廓線數(shù)據(jù)對流層臭氧濃度結(jié)果的相關(guān)性從0.35提高至0.62。對流層臭氧遙感估算模型月均數(shù)據(jù)集的相關(guān)性將NASA官方對流層臭氧月均數(shù)據(jù)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Aura衛(wèi)星上搭載的傳感器(來自NASA官網(wǎng))

圖 2-2 全球 OMI 臭氧總柱產(chǎn)品OMI 的臭氧廓線反演算法采用基于氣候先驗知識的最優(yōu)估計方法。OMI 的臭氧廓線將大氣層分為 18 層，從地面 1031hpa 到大氣壓 0.3hpa 處。GOME 和OMI 在臭氧廓線反演算法中加入了高光譜信息來擴展臭氧探測通道至 330nm。為了提高對流層臭氧反演能力，增加了臭氧散射截面在 Huggins 波段內(nèi)隨溫度變化規(guī)律(Van Oss，2001)。研究表明擴展通道后在對流層臭氧柱的測量精度上有一定程度上的提高(Liu et al.，2005)。對于 OMI 臭氧廓線產(chǎn)品(OMO3PR)的研究表明，其在大氣底層處的反演精度最差，隨著高度上升到 5km 處精度逐漸提高，在到達對流層頂處的誤差達到最大(可達到 50%)，在平流層的的誤差大約為10%(Wang L，2006)。

圖 2-3 OMI 臭氧廓線產(chǎn)品 OMO3PR (1031hpa ~ 0.3hpa)2.1.2 MLS 臭氧廓線數(shù)據(jù)MLS 通過臨邊探測方式來獲得高對流層到大氣上界范圍內(nèi)的臭氧垂直分布。MLS 分為升軌(白天)和降軌(晚上)模式，可以全天時的進行觀測。通過每日 3500多副軌道影像來完成對整個地球的覆蓋。MLS 的垂直分辨率約為 3km，水平分辨率較低，約為 300km。從地面氣壓(1000hpa)開始將大氣壓分為 55 層。Froidevaux等最早對 MLS 臭氧廓線進行精度驗證和敏感性分析。與其他臭氧廓線，包括SAGEⅡ，HALOE，POAM 和 ACE 等，在相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn) MLS 在平流層底部會低估臭氧濃度。Froidevaux 等確定了 215hpa~0.02hpa 之間的 MSL 臭氧廓線觀測數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，MSL 臭氧廓線觀測數(shù)據(jù)在該壓強范圍之間的臭氧濃度與SAGEⅡ?qū)?yīng)高度范圍內(nèi)的臭氧濃度誤差大約為 1%。MLS 的臭氧廓線的誤差在平流層約為 5%，對流層的誤差會提高至 20%以上(Froidevaux et al.，2008)。

【參考文獻】：
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本文編號：3238828