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本论文开展了三个方面工作：i）2010年8月在云南腾冲利用低温露点探空仪（CFH）和电化学臭氧探空仪分别进行对流层到平流层的水汽和臭氧垂直分布的观测研究；ii)2011年7-8月在西藏那曲进行了与腾冲同样内容次数有限的探测；利用Vaisala RS92气象探空仪进行上对流层-下平流层（UT-LS）水汽探测，参考国外处理RS92探空湿度传感器的响应时间以及太阳辐射引起误差方法，订正了RS92探空仪在UT-LS高度的湿度数据并与CFH结果进行比较分析；iii)根据2008中日JICA合作项目在西藏改则，云南大理和四川理塘三地利用Vaisala RS92气象探空仪观测的湿度原始数据，对三地的UT-LS湿度数据进行订正，获取侧重UT-LS水汽垂直分布的数据并对这些数据进行了分析。本论文工作主要取得了以下的结果。1）在UT-LS高度（14-20km），云南腾冲夏季的水汽和臭氧浓度分别为10.4±2.4ppmv,252.1±92.4ppbv;而西藏那曲夏季的水汽和臭氧浓度则分别为13.1±6.5ppmv,294.5±13.2ppbv。2）我们观测经验表明，CFH比较适合在UT-LS高度低温、低湿环境下测量水汽浓度，而对流层低层高湿环境（含有积雨云）测值偏高。CFH在UT-LS高度准确的测量表明了普通的气象探空仪测量结果偏干的事实，尽管在这一高度的水汽浓度准确与否对积分水汽柱浓度的影响不是很大。卫星MLS水汽廓线在腾冲与CFH测量平均相比，在82hpa气压处基本一致，但在100hPa高度，平均误差为7.3%±26%。随着高度的降低，MLS水汽浓度误差增大。3）订正后RS92湿度数据与同球CFH观测比较结果显示，在5~10km及10~15km的误差分别为1.6%、0.6%。RS92湿度订正数据能够较准确地反映高原UT-LS高度水汽浓度。订正RS92S湿度数据表明，西藏高原及其周边地区的水汽在对流层到UT-LS高度范围，从春季到夏季是一个增加过程。7月份在UT-LS高度的水汽浓度比春季增加2-4ppmv。改则和理塘地区对流层顶温度在7月比春季下降4-6K，但对应水汽浓度却是增加的。订正RS92湿度垂直分布数据与卫星MLS水汽浓度在量级的变化上接近，但在对流层中、高层高度，两者相差较大，大理和理塘值上空的测值要明显高于MLS产品。4）MLS臭氧测量与ECC测量平均相比在100hPa气压处基本一致，平均误差在0.5%±30.5%以内。在气压高的地方，气压越大误差变动越大。平均误差显示，在215和316hPa处分别有15%±57%和339%±152%的偏差。腾冲ECC臭氧积分总量均低于Brewer或OMI卫星产品数值。