基于Global Positioning System(GPS)掩星数据在平流层具有较高准确性、稳定性的优势,本文尝试用新一代GPS掩星观测——the Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere,and Climate(COSMIC)资料验证不同卫星平台上先...基于Global Positioning System(GPS)掩星数据在平流层具有较高准确性、稳定性的优势,本文尝试用新一代GPS掩星观测——the Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere,and Climate(COSMIC)资料验证不同卫星平台上先进的微波探测仪(AMSU)的平流层观测结果.通过COSMIC大气温度廓线与AMSU辐射传输模式结合,得到模拟亮温,然后与AMSU平流层观测进行匹配比较.分析表明GPS掩星数据能够作为一个相对独立的参量检验NOAA15、16、18卫星平台内部的偏差.通过一年数据的比较验证,初步显示不同卫星平台的AMSU观测亮温在平流层低层都偏低,并且NOAA18平台的亮温偏低程度明显大于NOAA15、16.AMSU亮温偏差在极地冬季较为显著,尤其南极地区NOAA18的偏差幅度达到1.8K.结合24小时内AMSU观测亮温偏差变化及其样本分布特征,可以看到明显的太阳辐射差异可能是导致AMSU观测亮温在极地偏差显著的主要原因.展开更多
利用美国大气海洋局卫星应用和研究实验室(The Center for Satellite Applications and Research,STAR)提供的MSU/AMSU卫星微波亮温资料V3.0版本,结合三套再分析资料数据集,通过对海洋上空不同高度、不同区域及不同季节的适用性分析,来...利用美国大气海洋局卫星应用和研究实验室(The Center for Satellite Applications and Research,STAR)提供的MSU/AMSU卫星微波亮温资料V3.0版本,结合三套再分析资料数据集,通过对海洋上空不同高度、不同区域及不同季节的适用性分析,来探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域高空大气的温度变化特征,并通过合成分析揭示亮温资料与海洋的响应关系,从而探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域上的适用性和科学性。结果表明:(1)MSU/AMSU亮温资料在30°E^70°W,15°S^15°N范围的热带海洋区域适用性较好;(2)热带海洋区域对流层上层和中层大气均呈增温趋势,变化速率分别为0.045 K/(10 a)和0.107 K/(10 a),增温突变现象出现在1980年代末—1990年代初,平流层低层大气呈降温趋势,变化速率为-0.345 K/(10 a),降温突变现象出现在1990年代中期;(3)在热带海洋区域,高空大气温度的变化趋势具有较强的区域性特征,相对于中东太平洋而言,印度洋-西太平洋区域的增、降温趋势变化更显著。对流层的增温幅度随高度的升高而有所降低。平流层低层的降温趋势在季节内变化不大,而对流层则是秋、冬季的增温趋势要明显大于春、夏季,冬季的增温尤为明显;(4)MSU/AMSU亮温资料对热带海洋温度异常有很好的响应关系,能在弥补海洋区域观测资料稀缺的情况下,对海洋区域起着较好的监测作用。展开更多
基金This study was supported by the Hunan Provincial Natural Science Foundation of China[grant number 2021JC0009]the Natural Science Foundation of China[grant number U2142212]the National Key R&D Program of China[grant number 2022YFC3004200].
文摘基于Global Positioning System(GPS)掩星数据在平流层具有较高准确性、稳定性的优势,本文尝试用新一代GPS掩星观测——the Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere,and Climate(COSMIC)资料验证不同卫星平台上先进的微波探测仪(AMSU)的平流层观测结果.通过COSMIC大气温度廓线与AMSU辐射传输模式结合,得到模拟亮温,然后与AMSU平流层观测进行匹配比较.分析表明GPS掩星数据能够作为一个相对独立的参量检验NOAA15、16、18卫星平台内部的偏差.通过一年数据的比较验证,初步显示不同卫星平台的AMSU观测亮温在平流层低层都偏低,并且NOAA18平台的亮温偏低程度明显大于NOAA15、16.AMSU亮温偏差在极地冬季较为显著,尤其南极地区NOAA18的偏差幅度达到1.8K.结合24小时内AMSU观测亮温偏差变化及其样本分布特征,可以看到明显的太阳辐射差异可能是导致AMSU观测亮温在极地偏差显著的主要原因.
文摘采用支持向量机(SVM,Support Vector Machine)方法,对AMSU-A进行了临边调整试验。利用全球廓线数据集和快速辐射传输模式计算的理想亮温资料,以及AMSU-A全球实际亮温资料的分析表明,临边效应增大了窗区通道边缘视场的亮温,减小了5～14通道边缘视场亮温。临边效应对于各通道影响明显,且随着视角的增大而增大。通过理想试验分析表明,与多元线性回归方法相比,支持向量机方法对于窗区通道调整效果改进较多,对于通道5～14,同样优于多元线性回归方法。除窗区通道1、2、15边缘少数视场外,各视场调整均方根(RMS,Root Mean Square)误差在AMSU-A仪器噪声范围之内。对实际资料的试验表明,支持向量机方法调整效果同样优于多元线性回归方法。
文摘利用美国大气海洋局卫星应用和研究实验室(The Center for Satellite Applications and Research,STAR)提供的MSU/AMSU卫星微波亮温资料V3.0版本,结合三套再分析资料数据集,通过对海洋上空不同高度、不同区域及不同季节的适用性分析,来探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域高空大气的温度变化特征,并通过合成分析揭示亮温资料与海洋的响应关系,从而探讨MSU/AMSU资料在热带海洋区域上的适用性和科学性。结果表明:(1)MSU/AMSU亮温资料在30°E^70°W,15°S^15°N范围的热带海洋区域适用性较好;(2)热带海洋区域对流层上层和中层大气均呈增温趋势,变化速率分别为0.045 K/(10 a)和0.107 K/(10 a),增温突变现象出现在1980年代末—1990年代初,平流层低层大气呈降温趋势,变化速率为-0.345 K/(10 a),降温突变现象出现在1990年代中期;(3)在热带海洋区域,高空大气温度的变化趋势具有较强的区域性特征,相对于中东太平洋而言,印度洋-西太平洋区域的增、降温趋势变化更显著。对流层的增温幅度随高度的升高而有所降低。平流层低层的降温趋势在季节内变化不大,而对流层则是秋、冬季的增温趋势要明显大于春、夏季,冬季的增温尤为明显;(4)MSU/AMSU亮温资料对热带海洋温度异常有很好的响应关系,能在弥补海洋区域观测资料稀缺的情况下,对海洋区域起着较好的监测作用。
