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辐射传输模式对地基微波辐射计观测亮温的模拟能力分析 被引量：5
1
作者 邹荣士 何文英 +5 位作者 王普才 茆佳佳 陈洪滨 李军 南卫东 常越 《大气科学》 CSCD 北大核心 2021年第3期605-616,共12页
提供高时间分辨率大气温度湿度廓线的地基微波辐射计近年来广泛使用,多通道观测亮温的数据质量是大气廓线产品合理性的基本保障。一般定期液氮绝对定标可以更好维护亮温数据质量,但实际操作颇为不易。辐射传输模式作为一种辅助工具,可... 提供高时间分辨率大气温度湿度廓线的地基微波辐射计近年来广泛使用,多通道观测亮温的数据质量是大气廓线产品合理性的基本保障。一般定期液氮绝对定标可以更好维护亮温数据质量,但实际操作颇为不易。辐射传输模式作为一种辅助工具,可以检验和认识地基微波辐射计观测亮温的数据质量。本文针对三个辐射传输模式:MonoRTM、ARTS和MWRT,结合北京探空观测资料、北京观象台和河北香河站同类型的德国RPG地基微波辐射计观测资料,分析比较了三个模式的模拟与观测亮温差异,评估不同辐射传输模式对地基微波辐射计观测的模拟能力。地基微波辐射计14个通道观测亮温与模式模拟的差异统计比较发现:三个模式的模拟结果与地基微波辐射计大部分通道的观测亮温都很接近,与观测结果具有很好一致性(如相关系数高达0.99),而对温度通道ch8(51.26 GHz)和ch9(52.28 GHz),三个模式模拟与观测相关系数明显较低(<0.80),并且存在显著的绝对偏差(4~5 K),表明模式在这两个通道的模拟能力有待提高。三个模式中,MonoRTM模式在温度通道ch8、 ch9和ch10(53.86GHz)存在明显的系统性偏差,尤其是ch8高达5K;ARTS模式对水汽通道ch1(22.24 GHz)的模拟能力相对较弱;MWRT模拟与观测亮温在多个通道上相对更为接近和稳定,尤其系统性偏差最小。此外,探空廓线与地基观测站的空间位置不一致,对地基微波辐射计水汽通道的模拟结果影响较为显著,而对水汽不敏感的温度通道影响甚微。两地观测亮温与模式模拟的比对,初步表明北京观象台地基微波辐射水汽通道的观测质量有待改进。 展开更多
关键词 地基微波辐射计 微波亮温 辐射传输模式 反演
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基于WRF模式的京津冀地区地表大气CO_(2)浓度的模拟研究 被引量：4
2
作者 梁周彤 唐文瀚 +7 位作者 曾宁 才其骧 韩鹏飞 张宇 权维俊 姚波 王普才 刘志强 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期387-396,共10页
在“双碳”目标背景下,从国家层面到地方层面,区域、城市、行业企业都在制定和实施双碳目标行动计划。CO_(2)模拟因其客观性和高时空分辨率等优势,在城市碳排放研究中深受重视。本研究以京津冀地区为研究区域,采用Picarro仪器高精度观测... 在“双碳”目标背景下,从国家层面到地方层面,区域、城市、行业企业都在制定和实施双碳目标行动计划。CO_(2)模拟因其客观性和高时空分辨率等优势,在城市碳排放研究中深受重视。本研究以京津冀地区为研究区域,采用Picarro仪器高精度观测的2019—2020年CO_(2)数据,利用WRF模式进行CO_(2)传输模拟,分析了CO_(2)浓度变化的季节特征,评估了模式在城区中心、城郊及背景3个观测站点的模拟效果,并对边界层高度及化石燃料碳排放等可能影响CO_(2)浓度的因素进行了研究。3个观测站点分别为北京中国科学院大气物理研究所325 m气象塔观测站(北京站)、河北香河观测站(香河站)和上甸子区域本底观测站(上甸子站)。模拟结果表明:上甸子站优于香河站,香河站优于北京站,在冬季尤其明显;CO_(2)浓度的高值区主要分布在城区、电厂和工业区,尤其是唐山、石家庄和邯郸地区,大量交通、工业排放导致CO_(2)浓度明显上升,且高值区的范围在冬季最大;就日平均变化和日变化而言,边界层高度与CO_(2)浓度存在相反变化趋势;3个站点的化石燃料碳排放(FFECO_(2))与近地面总CO_(2)浓度存在正相关关系,冬春季的相关性高于夏秋季,且FFECO_(2)的占比从大到小依次为北京站、香河站、上甸子站;CO_(2)传输模拟的不确定性存在空间差异和季节变化。 展开更多
关键词 CO_(2)浓度 WRF模式 边界层高度 化石燃料碳排放
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复合翼无人机不同传感器探测大气温湿度对比 被引量：3
3
作者 常越 陈洪滨 +5 位作者 施红蓉 黄晓松 朱伟锋 朱彦良 王普才 刘洁 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期78-90,共13页
无人机为大气探测的重要平台,为克服固定翼起飞降落条件要求高和旋翼机飞行航时短的问题,中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测实验室自主研制了一款新型复合翼无人机。为检验其在近地面探测大气温湿度的能力,于2020年7月28... 无人机为大气探测的重要平台,为克服固定翼起飞降落条件要求高和旋翼机飞行航时短的问题,中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测实验室自主研制了一款新型复合翼无人机。为检验其在近地面探测大气温湿度的能力,于2020年7月28日—8月6日及2021年8月1—6日,在内蒙古自治区正镶白旗无人机综合验证基地开展了两期无人机搭载不同传感器探测温湿度的比对试验。结果显示:机载自动站与GPS探空仪所测温度绝对偏差为2.00℃~2.35℃,系统偏差可订正;两者所测相对湿度绝对偏差为4.28%;2021年搭载维萨拉温湿探头,测量对比表明维萨拉温湿探头与GPS探空仪测量结果一致性较好,机载自动站与两者差异较大。飞行探测试验表明:长航时复合翼无人机在近地面大气层探空方面机动性强,与常规旋翼无人机相比,可获取更大垂直与水平范围的气象要素信息。 展开更多
关键词 复合翼无人机 机载自动站 GPS探空仪 维萨拉温湿探头
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从边界层到中高层大气的气候环境综合探测与科学研究
4
作者 夏祥鳌 田玉芳 +8 位作者 武云飞 杨静 吉东生 张金强 张仁健 王普才 陈洪滨 郄秀书 吕达仁 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第7期1077-1087,共11页
经过50年的发展,中国科学院大气物理研究所华北香河气候与环境综合野外科学观测研究站(以下简称“香河站”)已具备从边界层到中高层气候环境的综合探测能力,加入了多个国内外大气探测网,是国际上少有的大气综合野外科学试验站。21世纪以... 经过50年的发展,中国科学院大气物理研究所华北香河气候与环境综合野外科学观测研究站(以下简称“香河站”)已具备从边界层到中高层气候环境的综合探测能力,加入了多个国内外大气探测网,是国际上少有的大气综合野外科学试验站。21世纪以来,香河站开展多次国际大型综合观测试验,在长期连续观测数据基础上,开展了中高层大气能量传播和物质交换、边界层大气物理化学和空气质量、太阳能监测预报等基础和应用研究,取得了一批有显示度的研究成果。继往开来,香河站将深耕先进探测仪器设备研制和更新改造,提升中高层大气热动力探测和边界层物理化学过程探测能力,建成集观测、试验和研究于一体的野外大气综合探测基地,提升对中层大气基本过程、上下大气层交换过程和机理、污染减排天气气候和环境效应等问题的科学认识,为我国在全球气候与环境议题上取得话语权和国家安全提供科技支撑。 展开更多
关键词 臭氧 MST雷达 气溶胶-云-辐射相互作用 大气污染 碳监测
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声雷达资料可靠性及近地面边界层风场特征分析 被引量：7
5
作者 曹杨 陈洪滨 王普才 《高原气象》 CSCD 北大核心 2017年第5期1315-1324,共10页
利用2016年5月1日至6月15日在河北省邢台市皇寺气象观测站获得的多普勒声雷达风场资料和探空资料,验证声雷达资料可靠性,并在此基础上,对观测站近地面边界层风场特征进行了分析研究。结果表明,声雷达水平风场资料与探空资料的一致性较好... 利用2016年5月1日至6月15日在河北省邢台市皇寺气象观测站获得的多普勒声雷达风场资料和探空资料,验证声雷达资料可靠性,并在此基础上,对观测站近地面边界层风场特征进行了分析研究。结果表明,声雷达水平风场资料与探空资料的一致性较好,证明声雷达资料可靠,且声雷达资料与Graw气球探空和台站探空的一致性好于与系留气艇探测的;风场特征分析显示,皇寺站水平风和垂直风日变化特征明显,表现为显著的山谷风特征,白天吹谷风,盛行偏东风,垂直风速相对较大,对流旺盛;夜间吹山风,盛行偏西风,垂直速度较小;在垂直结构上,30~50 m盛行西风或东风,50 m以上逐渐转为偏南风或西北风,且随高度增加,大风速比例和平均风速逐渐增大,说明声雷达探测到的山谷风垂直范围为30~50 m,垂直风速主要集中在-0.1~0.1 m·s-1之间,说明大部分时间对流较弱,以0值为轴,左右比较对称,表明上升气流和下沉气流出现频率相当。 展开更多
关键词 声雷达 探空数据 边界层风场特征 山谷风
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2018年北京城区和远郊区低层大气风场特征分析 被引量：5
6
作者 曹杨 何文英 +1 位作者 施红蓉 王普才 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2021年第4期403-412,共10页
利用2018年1月1日至12月31日在北京国家综合气象观测实验基地获得的风廓线雷达资料和同时期在河北香河的华北香河全大气层野外科学观测研究站获得的多普勒声雷达资料,比较分析北京城区和远郊区的低层(0~600 m)大气风场特征。结果表明:... 利用2018年1月1日至12月31日在北京国家综合气象观测实验基地获得的风廓线雷达资料和同时期在河北香河的华北香河全大气层野外科学观测研究站获得的多普勒声雷达资料,比较分析北京城区和远郊区的低层(0~600 m)大气风场特征。结果表明:水平风速随高度增加而增大,同一高度层,远郊区的平均水平风速大于城区,且受湍流活动影响,城区和远郊区水平风速日变化趋势均为白天小于夜间。春、夏季城区风向受局地山谷风影响显著,以偏西南偏南气流为主,城区和远郊区秋冬季受冷空气活动影响,以西北风为主,且水平风向日变化特征具有季节性差异。远郊区低层大气垂直速度分布特征四季相同,正、负速度出现频率相当,日变化趋势为单峰型;城区冬春季有差异,在390 m高度以下正速度出现频率明显大于负速度,且日变化趋势在四季差异较大。北京城区和郊区风场特征差异与其他特大城市相比无特殊性,主要受大气环流、局地地形、下垫面环境等因素影响。 展开更多
关键词 声雷达 风廓线雷达 低层大气 风场特征
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甲烷柱浓度红外高光谱遥感反演与验证
7
作者 周敏强 倪启晨 +3 位作者 王佳欣 蔡兆男 南卫东 王普才 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1968-1985,共18页
甲烷(CH_(4))浓度变化是当前气候变化研究中的一个焦点问题。红外高光谱遥感技术已经成为探测大气CH_(4)浓度变化的重要技术手段。本文针对红外高光谱CH_(4)地基遥感反演技术,介绍了国际上重要的观测网络,包括TCCON(Total Carbon Column... 甲烷(CH_(4))浓度变化是当前气候变化研究中的一个焦点问题。红外高光谱遥感技术已经成为探测大气CH_(4)浓度变化的重要技术手段。本文针对红外高光谱CH_(4)地基遥感反演技术,介绍了国际上重要的观测网络,包括TCCON(Total Carbon Column Observing Network),NDACC-IRWG(Network for the Detection of Atmospheric Composition Change-the Infrared Working Group)和COCCON(COllaborative Carbon Column Observing Network),讨论了这些观测网络的主要特点,包括观测仪器、波段设置、反演算法、产品特性等。针对红外高光谱CH_(4)浓度卫星遥感反演,概述了国际上的CH_(4)卫星遥感发展现状。同时,以日本GOSAT(Greenhouse gases Observing SATellite)卫星为例,探讨了卫星CH_(4)遥感地基验证工作中的关键技术,阐明了地基遥感对于卫星CH_(4)遥感产品改进的重要性。最后,利用TCCON香河站的观测资料,对最新版的TROPOMI(TROPOspheric Monitoring Instrument)卫星CH_(4)观测反演数据产品进行了地基验证,表明在华北地区TROPOMI CH_(4)柱浓度产品达到了其观测精度目标设定要求;TROPOMI观测得到的CH_(4)柱浓度年增长率要略高于TCCON的观测结果,两者相差0.263±0.172%/a;地基与卫星的差值具有季节变化特征,春季卫星的观测值大于TCCON观测值约0.3%,秋季卫星的观测值小于TCCON观测值约0.2%。 展开更多
关键词 遥感 甲烷 柱浓度 地基傅里叶光谱 卫星验证 TROPOMI
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