【摘 要】
：
GPS掩星反演产品弯角和折射率包含大量有价值的大气边界层信息。已有研究表明,折射率和弯角的梯度变化可以用来判别边界层高度。但是,GPS无线电信号在低层大气容易出现多路径现象,这就会给弯角和折射率带来很大的反演误差。用局地波谱宽度（local spectral width,LSW）和折射率的垂直梯度可以为GPS掩星资料在边界层应用提供一种可行的质量控制方案。将无线电探空资料与COSMIC掩星资料时空
论文部分内容阅读
GPS掩星反演产品弯角和折射率包含大量有价值的大气边界层信息。已有研究表明,折射率和弯角的梯度变化可以用来判别边界层高度。但是,GPS无线电信号在低层大气容易出现多路径现象,这就会给弯角和折射率带来很大的反演误差。用局地波谱宽度（local spectral width,LSW）和折射率的垂直梯度可以为GPS掩星资料在边界层应用提供一种可行的质量控制方案。将无线电探空资料与COSMIC掩星资料时空匹配,验证掩星判断边界层高度的有效性。筛选后无线电探空与掩星资料判别的边界层高度相关系数达到0.771,具有较好的一致性。使用2007-2014年COSMIC全球海洋掩星资料,分别用弯角和折射率梯度的极值来判别全球海洋边界层高度（分别记为PBLBA和PBLN）。海洋边界层高度呈现由赤道向南北两极逐渐减小的分布特征,PBL1BA、PBL2BA、PBL1N和PBL2N在赤道地区可达到2.2km、2.4km、1.8km、2.0km。边界层高度对应的梯度极值绝对值也在低纬度较大,PBL1BA和PBL1N在低纬度梯度极值可达到-65mrad/km、-85N-unit/km。PBL2BA和PBL2N对应的梯度极值绝对值相对较小,表明第一边界层结构更清晰。进一步探讨了边界层高度对应的LSW、折射率的垂直梯度、以及弯角和折射率判别的边界层高度差（记为PBLdiff,PBLdiff=PBLBA-PBLN）之间的关系。结果表明:大气折射率的垂直梯度与LSW存在明显的线性关系,在第一、第二边界层高度处,其相关系数可达0.60和0.68。折射率梯度主要由干项和湿项构成,在低纬度地区,湿项是折射率的主要贡献项。折射率垂直梯度湿项与LSW在第一、第二边界层相关系数可达0.68和0.69。第一边界层PBLdiff随着折射率垂直梯度增大而增大,当折射率梯度绝对值达到80 N-unit/km 和 100 N-unit/km,PBLdiff可达100米和160米。
其他文献
本文根据1958-2019年中国国家气候中心的160站逐月降水资料及日本气象厅的JRA55再分析资料,利用水分和湿静力能（MSE）平衡方程定量分析了El Ni（?）o不同发展阶段夏季中国北部降水异常的形成原因。主要结论如下:（1）在El Ni（?）o发展阶段,中国北部异常降水主要由与大气环流有关的动力效应控制。水汽诊断方程表明,El Ni（?）o发展阶段夏季中国北部降水异常偏少与垂直下沉运动密切相
热带气旋（TC）强度、降水的预报仍然是国际公认的难题,其中一个重要原因是对TC雨带精细化结构及其演变特征了解不多。深入研究TC雨带对流精细化结构特征,对提高TC强度、结构和降水的预报水平以及防灾减灾具有重要作用。本文基于三组高分辨率数值试验资料,通过分析对比不同数值试验中TC强度和主雨带对流结构差异、分析边界层引入大涡模拟技术LES-111m试验中主雨带对流结构的切向变化特征以及分析LES-111
陆气相互作用是气候系统中的一个重要过程,对大气和陆面的变化有着不可忽视的作用。大气边界层位于对流层下部,是陆面和大气产生影响的媒介。一方面边界层的状态和结构会随着陆面过程发生变化,另一方面陆面变量通过边界层影响降水及温度。由此可见边界层在陆气相互作用中起着关键性的作用。风场作为边界层内的主要成员,对水汽的传输、辐合过程有着重要的影响,然而边界层内的风场在陆气耦合中的作用尚不明确。本文利用WRF4.
本文基于1979-2014年观测与再分析资料,采用大气湿静力能诊断方程,从大气能量的角度,主要研究了我国华南前、后汛期极端降水发生前后大气不稳定能量的特征,在此基层上,进一步揭示了热带印度洋和热带太平洋海表温度异常对华南地区前、后汛期极端降水的影响机理。主要结论如下:（1）华南前汛期和后汛期极端降水总量随时间变化序列,相关性较低甚至为负相关,相关系数为-0.34。本文采用极端降水指数包括极端降水总
本论文利用ERA5全球再分析资料、CMORPH降水数据、Cloud Sat卫星产品和Aura卫星MLS探测数据以及FY-2G卫星黑体亮温数据等,使用天气学诊断分析、中尺度数值模拟、对流层顶3D-标签检验算法、位涡诊断方程等方法,对青藏高原上空对流层顶折叠（简称折叠）背景下的一次深对流发生发展过程进行研究,分析两者的成因以及折叠对深对流的影响机理,并验证高原深对流活动对上对流层-下平流层（简称UTL
土地利用/覆盖变化（Land use cover change,LUCC）是人类活动影响气候变化的重要外强迫因子之一。本文利用动态植被模型CLM4-CNDV、区域气候模式RegCM4.6-CLM3.5和全球气候模式CAM4,基于多组数值试验结果探究了当前气候状态下东亚区域可能的自然植被分布,以及自然植被恢复对东亚区域气候产生的可能影响,讨论了植被覆盖变化对气候影响的可能机理。进一步在分析了不同大气
本文选取2008-2020年的34个南方季风区暴雨事件,对比NCEP＿FNL及TIGGE＿EC对于暴雨过程的预报结果,以确定南方季风区暴雨的预报误差来源。在此基础上基于WRF模式,采用NCEP＿FNL及TIGGE＿EC两种初始场得到的预报结果（分别为WRF＿FNL、WRF＿EC）,探究初始误差对南方季风区暴雨预报技巧的影响,深入研究2008年以来我国南方季风区内暴雨的预报误差来源区域及变量,主要结
本文将Morrison双参数云微物理方案引入到GRAPES＿Meso（Global/Regional Assimilation and Prediction System＿Meso）模式中,对2017年10月8日至12日和10月23日至28日两次系统性层云过程进行了数值模拟研究。并采用敏感性试验,研究不同云凝结核（CCN）数浓度变化对中国东部地区云的宏微观物理量及云辐射强迫的影响。通过Morris
在全球变暖背景下,北极增温剧烈,北极增暖往往与中纬度大陆冬季的低温寒潮事件有密切联系,但中高纬度反位相的地面温度异常变化并不总是同时发生,有必要深入研究其中的物理过程和机制。本文利用欧洲中心的ERA5再分析资料,基于湿等熵大气经向质量环流理论,提出了在逐日时间尺度上大气质量环流干、湿分量的分离方案,揭示了大气质量环流干、湿分量与中高纬度地面温度异常的联系,主要结论如下:WB＿M和WB＿D分别用于表
本文利用中国气象局国家气象信息中心提供的1961-2012年逐月降水资料,使用经验正交分解方法、相关分析、回归分析、波活动通量、Rossby波波源等统计诊断方法,结合数值模式模拟,分析了中国东北地区春季平均降水的主模态、其年际和年代际变率的特征及其物理过程。结论如下:（1）中国东北地区春季降水的气候态大值区主要分布在东北地区的东南部,降水量向西北方向逐渐递减,最小值分布在内蒙古地区东部、黑龙江西南