發(fā)布時間：2021-08-27 12:35

　　本文利用2016年12月至2017年11月期間晴朗少云天氣下的成都微脈沖激光雷達觀測數(shù)據(jù)反演的混合層高度,與溫江探空資料確定的混合層高度進行了對比和誤差分析,結果表明:基于探空資料和激光雷達數(shù)據(jù)反演的混合層高度具有較好的一致性,兩者相關系數(shù)達0.75,激光雷達反演的混合層高度略低于基于探空資料確定的值,在混合層高度為1000～2000m時,兩種方法計算所得的值偏差幅度最小,約為20%;在1000m以內(nèi)和2000m以上,偏差幅度略有增大,為26%;兩種方法反演的混合層高度變化趨勢較為一致,均呈現(xiàn)出12月、1月較低,4月、5月較高的特點;混合層高度具有明顯的日變化特征:上午混合層高度迅速增高,午后增長速度減慢并發(fā)展到最大高度,日落后迅速降低;混合層內(nèi)相對濕度的增加、殘留層的存在是導致激光雷達反演混合層高度時產(chǎn)生較大誤差的原因之一。 

【文章來源】：氣象科技. 2020,48(04)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

2017年7月9日成都激光雷達后向散射信號（填色）和反演的混合層高度（黑色曲線）

圖4為20:00探空資料與同時刻激光雷達反演的混合層高度散點圖，其中黑色實線為1∶1線，樣本數(shù)40。從圖中可以看出，絕大部分點都較為均勻地分布在直線兩側，呈現(xiàn)出較好的一致性，僅有個別點偏離程度較大。相關系數(shù)為0.75，通過了α=0.05顯著性水平檢驗。進行T檢驗時，在α=0.05顯著性水平下，t=1.59，在樣本數(shù)為40時，t0.05=2.02,t<t0.05，表明兩種資料反演的混合層高度不存在系統(tǒng)性偏差。探空資料確定的混合層高度均值為1168m，激光雷達反演的混合層高度均值為1087m，兩種反演方法所得結果相差不大。這與賀千山等的研究結果相似[12]，更多的點位于1∶1線以下，表明激光雷達反演的混合層高度整體略偏低；計算所得的混合層高度主要集中在500～1500m，比文獻中所得同時刻北京的值高，這主要是因為成都日落時間較北京晚1h左右，混合層下降幅度比北京小。有5個案例偏差較大，差值超過了500m，分別為2017年1月29日、2017年2月19日、2017年5月13日、2017年5月25日和2017年8月9日。為了找出兩種反演方法在不同混合層高度上的偏差大小，以探空資料確定的混合層高度為標準，每500m進行分類，計算了激光雷達反演與探空資料確定的混合層高度平均偏差值，如表2所示。從表中可知，從偏差幅度來看，在1000～2000 m范圍內(nèi)，偏差幅度最小，約為20%，在1000 m以內(nèi)和2000m以上，偏差幅度略有增大，為26%。從偏差值來看，在1000m以內(nèi)，混合層高度偏差最小，平均偏差僅為188m；隨著混合層高度的增加，偏差也越來越大，1000～1500 m時，平均偏差為242 m;1500～2000m時，平均偏差為332m；而在2000m以上時，平均偏差達到了592m，這主要是因為混合層高度高了，在偏差百分比變化不大的情況下，偏差值也會變大。

圖5為20:00探空和激光雷達反演的混合層高度隨日期的變化曲線。從圖中可以看出，兩種方法所得的值變化趨勢較為一致，具有明顯的月變化，12月、1月混合層高度較低，3月開始增加，4月、5月明顯高于其他月份，隨后開始降低，說明混合層的發(fā)展與氣象條件的季節(jié)性相關。其中12月、1月在混合層高度發(fā)展較低時，兩種方法確定的值高度一致，偏差很��；而5月在混合層充分發(fā)展的情況下，兩種方法確定的混合層高度出現(xiàn)較為明顯的偏差。整體上來看，激光雷達反演的值要略低于探空資料確定的值。2.2 誤差分析

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]激光雷達與微波輻射計聯(lián)合觀測大氣邊界層高度變化[J]. 沈建,沈利洪,韓笑,孫新會,李展,盛世杰,伍德俠,張?zhí)焓?  氣象科技. 2017(03)
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[7]利用微脈沖激光雷達探測大氣混合層高度和氣溶膠垂直結構的初步研究[J]. 丁輝,牛生杰,張澤嬌.  大氣科學學報. 2015(01)
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本文編號：3366364