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A multi-location joint field observation of the stratosphere and troposphere over the Tibetan Plateau

Earth and Planetary Physics 2019年第2期3卷 87-92页

作者： JinQiang Zhang Yi Liu HongBin Chen ZhaoNan Cai ZhiXuan Bai LingKun Ran Tao Luo Jing Yang YiNan Wang YueJian Xuan YinBo Huang XiaoQing Wu JianChun Bian DaRen Lu Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science & Technology University of Chinese Academy of Sciences Key Laboratory of Cloud-Precipitation Physics and Severe Storms Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Key Laboratory of Atmospheric Optics Anhui institute of optics and Fine Mechanics Chinese Academy of Science Science Island Branch of Graduate School University of Science and Technology of China

The unique geographical location and high altitude of the Tibetan Plateau can greatly influence regional weather and *** particular, the Asian summer monsoon(ASM) anticyclone circulation system over the Tibetan Plateau is recognized to be a significant transport pathway for water vapor and pollutants to enter the stratosphere. To improve understanding of these physical processes, a multi-location joint atmospheric experiment was performed over the Tibetan Plateau from late July to August in 2018, funded by the fiveyear(2018–2022) STEAM(stratosphere and troposphere exchange experiment during ASM) project, during which multiple platforms/instruments—including long-duration stratospheric balloons, dropsondes, unmanned aerial vehicles, special sounding systems, and ground-based and satellite-borne instruments—will be deployed. These complementary methods of data acquisition are expected to provide comprehensive atmospheric parameters(aerosol, ozone, water vapor, CO_2, CH_4, CO, temperature, pressure,turbulence, radiation, lightning and wind); the richness of this approach is expected to advance our comprehension of key mechanisms associated with thermal, dynamical, radiative, and chemical transports over the Tibetan Plateau during ASM activity.

关键词： Tibetan Plateau Asian summer monsoon stratosphere and troposphere exchange

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利用Ka波段云雷达对青藏高原三类重要天气系统云宏观参数日变化特征的研究

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大气科学 2022年第4期46卷 1030-1040页

作者：武静雅孙强毕永恒田玉芳王一楠吕达仁中国科学院大气物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029

青藏高原上空云宏观参数的日变化受大尺度环流、当地太阳辐射和地表过程的联合作用,对辐射收支、辐射传输及感热、潜热的分布等有重要影响。由于缺乏持续定量的观测,对各类天气系统云宏观参数日变化特征的了解还十分不足。多波段多大气... 详细信息

青藏高原上空云宏观参数的日变化受大尺度环流、当地太阳辐射和地表过程的联合作用,对辐射收支、辐射传输及感热、潜热的分布等有重要影响。由于缺乏持续定量的观测,对各类天气系统云宏观参数日变化特征的了解还十分不足。多波段多大气成分主被动综合探测系统APSOS(Atmospheric Profiling Synthetic Observation System)的Ka波段云雷达是首部在青藏高原实现长期观测云的雷达。本文基于2019年全年APSOS的Ka波段云雷达资料,采用统计和快速傅里叶变换方法研究了西风槽、切变线和低涡三类重要天气系统影响下的有云频率、单层非降水云或者降水云非降水时段的云顶高度、云底高度和云厚日变化的时域和频域特征,得到了统计回归方程。主要结论有:(1)西风槽系统日均有云频率为56.9%,切变线系统为50.8%,低涡系统达73%。(2)尽管西风槽和切变线系统的成因不同,但两类系统云宏观参数的日变化趋势和主要谐波周期相似:日变化趋势基本为单峰单谷型,日出前最低,日落前最高。有云频率表现为日变化和半日变化,单层云云顶高度、云底高度和云厚主要表现为日变化。(3)低涡系统云宏观参数的日变化特征与前两类系统明显不同:日变化趋势表现为多峰多谷型,虽然有云频率和单层云云顶高度、云底高度主要谐波中均以日变化振幅最大,但频谱分布分散,云厚主要变化中振幅最大的是周期为4.8 h的波动。(4)得到了各系统有云频率、单层云云顶高度、云底高度和云厚日变化的统计回归方程。

关键词： APSOS(多波段多大气成分主被动综合探测系统) Ka波段云雷达云宏观参数日变化西风槽低涡

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基于静止卫星探测的夏季青藏高原云分布及其日变化分析

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气候与环境研究 2023年第3期28卷 229-241页

作者：徐文静吕达仁中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 中国气象局大气探测重点开放实验室成都610225 中国科学院大学北京100049

我国新一代静止气象卫星首颗卫星风云四号先进成像仪AGRI(Advanced Geosynchronous Radiation Imager)具有更多的观测波段、更高的光谱分辨率和更高的时空分辨率,能够以较小的卫星天顶角获取完整的青藏高原观测图像,但尚未开发利用青藏... 详细信息

我国新一代静止气象卫星首颗卫星风云四号先进成像仪AGRI(Advanced Geosynchronous Radiation Imager)具有更多的观测波段、更高的光谱分辨率和更高的时空分辨率,能够以较小的卫星天顶角获取完整的青藏高原观测图像,但尚未开发利用青藏高原地区的风云四号卫星云产品开展相关研究。本文基于FY-4A/AGRI提供的青藏高原地区像元级云图像,研究分析夏季青藏高原地区云分布及其日变化的特征和规律。研究发现高原南部和东南部区域云出现频率远高于高原其他地区;高原地区云频具有明显的昼夜变化,最高云频发生在12:00(当地时间,下同),最低云频出现在04:00;高原南部地区云频具有日出后增长速度最快、增长幅度最大、最先达到最高值的特征;当高原云频在当地正午达到最大值时,极高云频沿主要山脉分布,具有明显的地形依赖特征;云顶最大频率高度超过12 km的区域集中在雅鲁藏布江河谷及其北侧,念青唐古拉山脉附近,以及横断山脉东界以西地区;云顶最大频率高度日变化与云频的日变化存在显著不同。本文同时就青藏高原复杂地形对云分布和日变化的强烈影响进行了讨论。

关键词：风云四号(FY-4A) 先进成像仪(AGRI) 云日变化青藏高原

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北京MST雷达功率谱密度处理算法改进

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应用气象学报 2020年第6期31卷 694-705页

作者：陈泽田玉芳吕达仁中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 中国科学院大气物理研究所香河大气综合观测试验站香河065400 中国科学院大学北京100049

北京MST(mesosphere-stratosphere-troposphere,中间层-平流层-对流层)雷达是我国“子午工程”一期中探测大气动力结构的独特大型设备。雷达自2011年建成以来,已获取较好的大气风场数据,但在其他要素提取方面仍有改进需求。从噪声电平... 详细信息

北京MST(mesosphere-stratosphere-troposphere,中间层-平流层-对流层)雷达是我国“子午工程”一期中探测大气动力结构的独特大型设备。雷达自2011年建成以来,已获取较好的大气风场数据,但在其他要素提取方面仍有改进需求。从噪声电平估算与目标回波识别这两个关键步骤改进雷达原始功率谱密度处理算法,以期得到更准确的大气要素信息。在噪声电平估算方面,提出应用对数-线性拟合方案快速实现客观分析法,与二分法方案差值的标准差为0.43dB,表明对数-线性拟合方案能兼顾时效性与准确性。改进后的数据处理算法能够精确识别目标回波。利用改进算法处理2012年1-12月数据结果与雷达、探空以及ERA5再分析数据进行比较,各高度纬向风与探空测值的均方根误差均为2~3m·s^-1,优于雷达产品和探空测值均方根误差(3~4m·s^-1),信噪比、谱宽和垂直速度质量也有明显提高,表明改进算法可靠、有效且相对易于实现。

关键词：北京MST雷达功率谱密度处理对数-线性拟合方案目标回波精确识别

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